變轉(zhuǎn)速純電驅(qū)液壓挖掘機(jī)能效特性研究.pdf

1、液壓挖掘機(jī)作為重要的工程機(jī)械，廣泛應(yīng)用于建筑施工，橋梁建設(shè)，道路施工等各類(lèi)施工場(chǎng)所。但是由于工作環(huán)境惡劣，負(fù)載波動(dòng)大等因素，現(xiàn)有控制方式存在燃油消耗大、排放嚴(yán)重等問(wèn)題，在嚴(yán)峻的國(guó)際能源危機(jī)背景下，其節(jié)能性越來(lái)越受關(guān)注?；诂F(xiàn)有技術(shù)的液壓挖掘機(jī)，動(dòng)力源為發(fā)動(dòng)機(jī)，噪聲大、污染嚴(yán)重，不適合城市、醫(yī)院、學(xué)校以及一些相對(duì)封閉場(chǎng)所的作業(yè)。電動(dòng)液壓挖掘機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，并且成為液壓挖掘機(jī)新的研究方向。本論文以挖掘機(jī)系統(tǒng)聯(lián)合仿真模型和試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)對(duì)電動(dòng)液壓

2、挖掘機(jī)的能耗特性進(jìn)行分析研究。
　　本論文首先對(duì)普通液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)組成和工作原理進(jìn)行介紹，在此基礎(chǔ)上提出電動(dòng)液壓挖掘機(jī)總體方案，并研究了影響液壓泵與變頻電機(jī)效率的因素，提出了變排量變轉(zhuǎn)速的復(fù)合控制策略。該控制策略基于LUDV系統(tǒng)的變排量控制，并將泵的排量作為變轉(zhuǎn)速的控制目標(biāo)，以達(dá)到降低整機(jī)能耗的目的。
　　詳細(xì)研究了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與工作原理，建立了LUDV系統(tǒng)的仿真模型。介紹了挖掘機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)組成，并利用Pro/

3、E軟件建立了挖掘機(jī)整機(jī)的三維模型，然后通過(guò)SimulationX的接口，將整機(jī)的三維模型導(dǎo)入SimulationX中，建立了工作裝置多體動(dòng)力學(xué)仿真模型，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了液壓系統(tǒng)與工作裝置仿真模型的準(zhǔn)確性。
　　利用臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)試出發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速、不同扭矩下的油耗率，之后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SimulationX軟件中，利用發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線數(shù)據(jù)并結(jié)合數(shù)學(xué)方程建立發(fā)動(dòng)機(jī)的仿真模型。在研究變頻器以及電動(dòng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，利用Simulation

4、X軟件建立變頻器與電動(dòng)機(jī)的仿真模型，并用試驗(yàn)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。
　　在各部分仿真模型以及挖掘阻力模型基礎(chǔ)上，建立普通液壓挖掘機(jī)機(jī)液聯(lián)合仿真模型，以及電動(dòng)液壓挖掘機(jī)機(jī)電液聯(lián)合仿真模型，針對(duì)挖掘機(jī)典型工作過(guò)程，對(duì)兩種液壓挖掘機(jī)的能耗特性進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明:與普通液壓挖掘機(jī)相比，電動(dòng)液壓挖掘機(jī)可以節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本30％以上，有效的降低了挖掘機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本。
　　為了進(jìn)一步的提高電動(dòng)液壓挖掘機(jī)的節(jié)能性，針對(duì)挖掘機(jī)典型工作過(guò)程，研究了電