液控单向阀配流高压马达配流阀口节流特性分析与流场仿真研究

配流机构的节流压力损失和泄漏是影响液压马达动态性能的重要因素。针对液控单向阀配流液压马达的配流过程中阀芯的运动特性及其流场特性开展研究。基于液控单向阀配流液压装置,分析其配流阀阀芯运动特性,利用AMESim搭建液控单向阀模型,探究不同负载压力下、不同阀芯结构下,液控单向阀其阀芯运动特性;利用Fluent软件,研究阀芯开启过程中的节流压降以及流场流速情况。结果表明:在液阻孔以及阀芯小端直径一定时,阀芯小端直径与阀芯大端直径比值越接近1,其阀芯响应时间缩短,在高负载压力下,其阀芯响应也更快。在阀口输入流量为40 L/min时,其阀口前后压差为1.3 MPa,用于为高压低速大扭矩马达配流是可行的。

工程机械负载敏感型自动怠速系统

为提高工程机械的节能效果,针对纯电驱动工程机械提出了一种基于电动机调速和液压蓄能器的负载敏感型自动怠速控制系统,分析了新型自动怠速分段控制划分规则.考虑到系统节能效率和操控性能,充分利用液压蓄能器可以瞬时提供动力的特点,提出了具有负载压力适应的负载敏感型自动怠速分段控制策略,并基于所搭建的试验平台展开了系统操控性能和节能效率的试验研究.结果表明:所提出的新型自动怠速分段控制划分规则可行;取消自动怠速时的操控性能优于传统自动怠速控制;提出的系统的节能效率可以达到40%左右.

挖掘机动臂闭式节能驱动系统参数匹配

为了提高混合动力/电动液压挖掘机驱动系统的效率,提出了一种基于闭式系统和能量回收的液压挖掘机节能驱动系统参数匹配方法。分析了节能驱动系统的结构、工作原理及负载特性。以减少蓄能器安装体积、保证动臂非对称油缸的流量匹配和延长蓄能器使用寿命为约束条件,对节能驱动系统中液压蓄能器、泵/马达、电动/发电机等主要元件进行了参数匹配。在所建立的模型上对匹配结果进行了分析,结果表明,进行参数匹配后蓄能器和补油泵组成的补油系统满足动臂非对称油缸两腔的流量差,且蓄能器压力波动满足工况的要求,同时新型闭式节能驱动系统的节能效果达到了55%,不仅实现了无阀控制,同时实现了负值负载的能量回收。

新型液压挖掘机回转驱动系统仿真

为了使液压挖掘机达到节能的目的,提出基于蓄能器能量回收和正负流量相结合的变量泵控制的节能驱动方法.考虑到发动机倒拖、大惯性负载引起的反转问题,以及变量泵和负载的流量匹配等问题,研究驱动系统的控制策略.建立多种驱动系统的AMESim数学模型,并进行节能效果和操控性能的仿真研究.结果表明:该系统在防反转控制和防止发动机倒拖方面均具有良好的控制效果,而蓄能器的压力在第3个工作周期后进入平衡波动状态;相对原驱动系统,新型驱动系统最大节能效果大约为36%,能量回收系统的行程效率大约为24%.

液压混合动力挖掘机动力系统的参数匹配方法

根据液压混合挖掘机动力系统的驱动结构、工作原理和负载特性,提出了其参数匹配方法.以蓄能器安装空间最小、蓄能器使用寿命最长和发动机工作点的稳定性为约束条件,从最大限度地发挥辅助驱动单元削峰填谷功能和降低系统装机功率的角度,对液压蓄能器的工作压力和体积、发动机功率、泵/马达的排量等参数的设计依据及其匹配进行分析,利用AMEsim软件建立仿真模型,以用于节能驱动系统中蓄能器的工作压力和额定体积的仿真.结果表明,进行参数匹配后,发动机的工作点切换满足稳定性的要求,且蓄能器的压力波动满足工况的要求.相对于原始驱动系统,其节能效果显著,节能比率为11.21%.

液压马达能量回收系统操作性能研究

针对液压挖掘机配置混合动力系统后具备电池/电容的特点,分析了由液压马达和发电机组成的基本能量回收系统的基本结构和工作原理,对能量回收系统进行了数学建模与控制特性的理论分析,并建立了基于AMESim和MATLAB的联合仿真模型,分析了管道长度、液压马达-发电机转动惯量、发电机控制参数等对系统操作性能的影响。基于实验平台完成了能量回收系统的操作性能研究。

基于蓄能器的挖掘机节能驱动系统的参数匹配

为了提高液压挖掘机驱动系统的效率,提出一种基于能量回收和液压混合动力的液压挖掘机节能驱动系统的参数匹配方法。分析节能驱动系统的结构、工作原理及负载特性。以保证液压挖掘机作业效率、整机稳定性、延长蓄能器使用寿命和满足负载平衡能力为约束条件,对节能驱动系统中液压蓄能器、泵/马达、发动机等主要元件进行参数匹配。在所建立的液压混合力挖掘机模型上对匹配结果进行分析,结果表明:进行参数匹配后,发动机的工作点波动较小且蓄能器的压力波动满足工况要求,同时上车机构能量回收系统的使用使得整机节能效果进一步提高10%。

液压传动课程教学改革的思考与探讨

根据液压传动课程的知识结构特点及专业培养目标,分析当前教学存在的实际问题,从实际教学出发,结合所在学校实验室的条件,对教学内容、实践等方面进行了教学改革探索,提出改革方案。

工程机械动臂势能回收节能技术研究

首先分析了工程机械各执行机构的可回收能量分布以及可回收工况的特性。针对传统工程机械不具备能量储存单元的特点,分析了流量再生回路的工作原理和技术瓶颈。分析了两种剧烈工况和平缓工况时的电气式能量回收方案的工作原理、关键技术以及和汽车领域能量回收技术的异同点。最后讨论了基于液压蓄能器的不同能量回收再利用的能量回收方案的典型结构和难点。

斜轴式轴向液压马达效率特性研究

针对工程机械能量回收系统的效率优化问题,建立了关键元件液压马达的机械效率、容积效率模型,借助试验方法和MATLAB中辨识函数等辨识得到各损耗参数,从液压马达排量、液压马达压力等方面研究了液压马达的效率特性。结果表明,理论分析曲线和试验曲线基本重合,可以为效率优化提供足够准确的信息。

纯电驱动工程机械自动怠速系统参数优化与试验

针对工程机械节能需求,考虑挖掘机的典型工况,以保证在取消怠速恢复工作时执行器入口能快速建立压力为目标,提出一种基于蓄能器的二级怠速控制系统,通过检测先导手柄压力、液压泵出口压力、执行器入口压力和蓄能器压力等作为判断条件,制定驱动电机转速切换规则。对影响怠速过程的关键元件液压蓄能器的性能参数进行分析,以选定的蓄能器参数在某1.5 t纯电驱动挖掘机上进行试验,结果表明所提出的二级自动怠速控制系统能在两级怠速之间切换,且具有蓄能器的自动怠速系统,与无自动怠速控制的系统相比,节能达36%;与无蓄能器的自动怠速系统相比,恢复工作时执行器压力建立更迅速,压力更平稳,具有较好的操作稳定性。

基于电动机和蓄能器的挖掘机动臂节能驱动系统研究

鉴于混合动力系统或电动驱动系统中具有电量储存单元的特点,提出了一种基于电动机-闭式泵-液压蓄能器的液压挖掘机动臂节能驱动系统,通过液压蓄能器和高压侧相连,提高了液压蓄能器的工作压力范围和驱动系统的效率,分析了节能驱动系统的结构原理及工作特点。以减小蓄能器安装体积、保证动臂非对称油缸的流量匹配和延长蓄能器使用寿命为约束条件,以某20 t液压挖掘机的测试数据对节能驱动系统中液压蓄能器、大排量闭式泵、电动/发电机、小排量闭式泵等主要元件进行了参数匹配。针对所匹配参数建立节能驱动系统的AMESim数学模型进行分析,结果表明,该系统不仅实现了无阀控制和负负载的能量回收,同时蓄能器额定体积降低了50%,仍然可满足动臂非对称油缸两腔的流量差,且蓄能器压力波动满足工况的要求,相对传统动臂节流驱动系统,新型闭式节能驱动系统的节能效果达到了50%左右。

液压自由活塞发动机关键技术及未来发展方向

介绍了液压自由活塞发动机的三种基本结构、工作原理和优点,重点分析了液压自由活塞发动机由于其独特的结构所具有的特性、研制过程中的关键技术、研究难点,以及相应的研究现状,讨论了制约液压自由活塞发动机走向产业化的瓶颈技术,以及为解决这些技术所进行的探索和尝试。推动液压自由活塞发动机的发展可从结构改进、燃料及燃烧技术突破及多学科融合技术等方面进行。

常闭式高速开关阀设计与动态性能分析

设计了一种常闭式高速开关阀,利用Ansoft软件分析了线圈输入电流和阀芯位移对高速开关电磁铁的动态响应特性的影响;采用ANSYS仿真软件分析了阀口流场的压力和速度分布特性;讨论了复位弹簧的预压缩量、弹簧刚度及线圈匝数对阀芯动态性能的影响;所设计的高速开关阀的最大响应时间为9 ms;通过对ABS一个工作周期的分析证明,所设计的高速开关阀具有较高的响应速度,能够满足ABS的工作要求。

负载压力适应型自动怠速系统分段控制策略研究

为改善工程机械自动怠速系统性能,针对纯电驱动工程机械提出一种基于液压蓄能器的负载压力适应型自动怠速系统,分析了新型自动怠速系统结构和工作原理。考虑到系统的节能效率和操控性能,提出了具有负载压力适应功能的自动怠速分段控制策略,并建立AMESim-MATLAB/Simulink的联合仿真模型进行研究,最后基于所搭建的试验平台展开试验研究。结果表明:所提出的新型自动怠速分段控制策略可行,且分段控制效果明显。

电机与离合器复合控制的电动装载机换挡策略

为了发挥纯电驱动方式的优势,针对电动装载机的传动系统,取消传统机型上效率较低的液力变矩器及倒挡方向离合器.通过分析纯电驱动系统换挡规律,采用电液换挡控制系统控制湿式离合器工作,并基于压力和转速等反馈结合驱动电机主动工作在转速及转矩模式,实现离合器充、泄油过程中转矩及转速的匹配.针对某50型纯电驱动装载机,提出一种基于驱动电机与离合器压力复合控制的纯电驱动装载机换挡控制策略.整车试验结果表明:所提出的控制策略能发挥纯电驱动的优势,换挡时间缩短约50%,滑摩做功大幅减小,换挡冲击度最大值为14.08 m/s^(3),在我国车辆推荐限定值17.64 m/s^(3)以内.

促进传热学基础实验平台与机械工程科研融合的探索

以国家教育工程认证为契机,针对专业基础课程——传热学,探索传热学基础实验在机械工程领域的应用,利用现有实验基础平台,研究机械工程材料的热导率、表面形状等对热量传递的影响,分析传热学对机械设备的设计、加工及维护过程的影响,进而引导学生将本科基础实验平台与科研活动相融合,利用科研成果促进和丰富本科教学,增强学生的工程实践能力、创新和思考能力,培养全面发展的高素质人才。

目标式实验教学探索与综合实验平台研制

为培养满足企业与社会实际生产需求的应用型人才,研制出层次分明、目的明确的工业自动化综合实验平台,该平台以典型工业自动化工程案例为背景,以功能实现型与功能拓展型实验为主体,形成立体化与循环促进式的实践教学模式,增强本科生的工程实践能力与创造、创新能力,在实践教学过程中取得良好效果。

电动工程机械关键技术研究进展

随着全球变暖和能源危机等问题日益严重,传统工程机械能效低、排放差,已无法满足国家及行业可持续化发展的需求,纯电动系统是工程机械发展的必然趋势。目前,尽管电动化技术已经在汽车领域得到了广泛的应用,但与电动汽车相比,工程机械无论是在结构上还是工况上均存在显著区别,因此需对工程机械的电动化技术开展专门研究。首先,讨论了纯电动工程机械的类型,对电动工程机械进行了概述;然后,结合工程机械纯电动系统的特点,对比分析了工程机械与其他领域电驱动技术的差异,深入分析了电动工程机械中电机调速、电液驱动、能量回收等关键技术,并在此基础上介绍了电动工程机械的国内外研究现状;最后,对电动工程机械未来发展趋势进行展望。

不同锥角的直动式溢流阀稳态液动力分析

为了降低稳态液动力对比例溢流阀性能的影响,分析了阀座带锥角和阀芯带锥角两种比例溢流阀的基本结构方案,利用PRO/E建立两种结构下不同锥角的流道模型.通过计算流体动力学（CFD）流场仿真软件对不同阀座与阀芯锥角的锥阀口流场进行数值模拟,分析不同锥角阀口的压力流场分布.对不同结构、不同锥角情况下的稳态液动力进行分析,结果表明：阀座带锥角比阀芯带锥角的结构稳态液动力减小了35%~60%;当阀座半锥角为32.5°,阀芯半锥角为30°时,稳态液动力最小.