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  •   液压挖掘机液压系统节能技术国内外研究现状


      2008 年 6 月,墨西哥小松公司生产了世道首台 20 吨并联式混合动力挖掘机。然后,日立的建机、凯斯和苏格兰的三清山农业等国外企业也生产了友好之混合动力挖掘机。


      2009 年三一环保推出了国内首台混合动力挖掘机,他型号为 SY215C。但是,出于电信式能量回收技术存在转化环节过多,变频器整流环的频率约为 90%控制、储能原件充放电效率为 79%~97%和电池效率随使用寿命降低等原因,导致该技术之频率非常低,有待进一步研究。


      近几年,集团、学院和研究所对利用液压蓄能器回收挖掘机负负载工况能量损耗的厉行节约技术研究颇多。Hitachi 计划的 ZAXIS-3 铺天盖地挖掘机采用先进的斗杆和动臂提速、再生系统。此系统在动臂和斗杆多行程阀阀芯内分别增长了一枝带单向阀的丝绸之路,使无杆腔与有杆腔相相连。
    液压挖掘机液压系统节能技术国内外研究现状

      顶动臂下降或斗杆招收时,客运量再生多行程阀动作,油缸活塞下移,产业化杆腔液压油一部分经多行程阀回油节流口流回油箱,另一些经多行程阀内单向阀和主人泵液压油一起流入无杆腔流,所以了减少从系统流入油缸有杆腔的液压油。此系统在动臂下降或斗杆招收时,增长动臂或斗杆之动作速度,调减了它们的油耗,使动臂或斗杆动作平均油耗降到了 10%控制,动作速度增长了 15%控制。


      针对挖掘机动臂下放时释放出大量之功效,卡特彼勒之 Lars  Bruun 计划出了一种用于 50 吨级液压挖掘机上的液压式能量回收系统,与俗液压挖掘机相比,该系统动臂上升过程的平均油耗降低了 37%,把认为是近十年来最成功之动臂节能系统之一;Paeker Hannifin 商家蓄能器部门的 Edwin Godin 和 Mike Schubert 谈起了穿越高压回油驱动马达带动辅助泵为蓄能器充液以招收能量的提案。


      摩洛哥的坦佩雷清华提出了用于液压挖掘机动臂油路的油缸-蓄能器平衡节能系统。

    液压挖掘机液压系统节能技术国内外研究现状
      与此方案类似之还有西南交通大学的张树忠、邓斌等人口提出了一种基于液压变压器的开掘机动臂势能回收系统,该系统所筹的动臂流量再生回路,使动臂工作时所需流量仅为原动臂系统容量的 21.35%,降低了主人泵的供油量,使液压挖掘机整机节能效果得到了进一步提升。


      她们都是利用蓄能器作为储能元件,总量泵马达作为能量回收元件的方式设计液压节能装置。 这种液压式节能装置,顶动臂下降时,他重力势能和动能转化成的液压能,穿过变量泵马达调压后存储到蓄能器中;顶动臂上升时,蓄能器中的液压能再通过变量泵马达调压和主人泵的液压油一起流向动臂油缸无杆腔。虽然他回收效率比电力式节能装置略高,但她对液压能转化的环节也较多,蓄哈尔滨化工学院的姜继海、于斌等人口针对液压挖掘机在回转制动时浪费的功效提出了一种采用液压式蓄能器为蓄能原件的液压挖掘机回转能量回收系统。


      该液压系统采取变量泵马达作为回转执行元件,穿过调整变量泵马达的斜盘摆角,贯彻其泵和马达工况的改制、扭转速度控制和能量回收。 顶挖掘机回转平台启动时,总量泵马达工作于马达工况,驱动车体转动;顶上部回转平台制动时,在广泛性负载作用下变量泵马达工作在泵工况,名将扭转的电能转化成液压能存储在液压式蓄能器中,贯彻回转制动能的功效回收;黑龙江大学提出了一种与其类似之厉行节约方案,他以液压蓄能器为储能元件,利用全液压自


      动控制回转制动能量回收的体系,在以回转作为单独执行机构时,系统节能效率能够达到 16%上述。


      归纳,眼前为液压挖掘机设计的厉行节约装置存在以下缺点和不足:

    液压挖掘机液压系统节能技术国内外研究现状
      (1)仅能回收某一工况单个负载的功效,如动臂下降物料的重力势能、扭转机构的电能。然而液压挖掘机在例行作业时,他工况包括:钻井、满斗回转、卸载、空斗回转等,负载包括动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、扭转马达等,存在两个及其以上负载同时动作的工况,同一主泵提供油液的载荷之间存在较大的压差,现研究方案没有考虑到这种压差产生之功效损失的托收。


      (2)回收的功效先存在蓄能器,再通过液压能-机械能-液压能的更换使用,转移环节多、效率低。


      (3)大多数节能装置的功效回收方案采用回收某一个负载的功效还用于这个负载,导致回收能量的采用不利索。


      因此目前大部分液压挖掘机的厉行节约装置还未能较好地解决液压挖掘机效率低下、配图量大的题材,要求进一步研究多负载复合动作下压差能量、动臂下降的势能和回转机构的电能的归纳回收方案,尽量把回收的功效汇入主液压回路直接行使,调减能量转换环节,增长能量利用效率。
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