挖掘機工作裝置機液系統(tǒng)研究與挖掘工況能耗分析.pdf

1、液壓挖掘機的節(jié)能與作業(yè)效率是衡量其性能的重要方面。在復合挖掘作業(yè)時，挖掘機存在工作裝置液壓系統(tǒng)的能耗較高和鏟斗挖掘速度偏低的問題。上述問題直接影響到整機的能耗和作業(yè)效率。本文以降低液壓挖掘機挖掘工況時系統(tǒng)能耗和提高挖掘作業(yè)效率為研究目的，以工作裝置機液系統(tǒng)為研究對象，開展典型挖掘工況下系統(tǒng)的動態(tài)特性和能耗研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：綜述了挖掘機節(jié)能意義，介紹了挖掘機上應用的典型節(jié)能控制系統(tǒng)，并對挖掘機工作裝置閥控系統(tǒng)研究成果和

2、能耗分析現(xiàn)狀進行了概述。在詳細分析液壓挖掘機主泵、多路閥以及負流量控制系統(tǒng)的基礎上，建立了負流量控制系統(tǒng)的數(shù)學模型。通過進行變量泵源雙閥控系統(tǒng)的特性分析，從理論上論述了合理控制斗桿優(yōu)先節(jié)流可提高挖掘過程鏟斗油缸的挖掘速度。建立了工作裝置運動學模型，為工作裝置系統(tǒng)建模奠定了基礎?；贏MESim平臺建立了液壓系統(tǒng)中各功能元件的仿真模型并進行了深入分析。構建了液壓挖掘機工作裝置機液系統(tǒng)仿真，并通過實測與仿真對比驗證了模型的準確性。對挖掘機的

3、典型挖掘工況開展了仿真研究與能耗分析，得到挖掘工況下系統(tǒng)動態(tài)響應與挖掘工況的能耗分布，結果表明，挖掘過程中包括斗桿優(yōu)先閥在內(nèi)的節(jié)流產(chǎn)生的能耗最大。針對斗桿優(yōu)先閥產(chǎn)生的能耗過高和挖掘中對鏟斗回路的流量限制，本文對液壓系統(tǒng)回路中斗桿優(yōu)先閥的先導控制回路進行了改進，使優(yōu)先節(jié)流適應挖掘工況要求。然后，利用仿真平臺對優(yōu)化前后的系統(tǒng)性能進行了對比研究。研究表明，優(yōu)化后的液壓系統(tǒng)在挖掘工況時，優(yōu)先閥口壓損下降，鏟斗油缸速度得到提升，實現(xiàn)了挖掘工況的節(jié)