混合動(dòng)力叉車門架動(dòng)力學(xué)性能與勢能回收關(guān)系研究.pdf

1、能源危機(jī)日益嚴(yán)峻，人們對工程機(jī)械節(jié)約能源的要求也日益提高。勢能回收和利用被認(rèn)為是解決工程機(jī)械節(jié)能問題的重要方案之一。如何提高勢能回收的效率成為工程機(jī)械勢能回收系統(tǒng)研究的關(guān)鍵問題。
　　本文以國家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃項(xiàng)目為背景，在全面分析混合動(dòng)力工程機(jī)械的研究現(xiàn)狀、勢能回收系統(tǒng)研究和應(yīng)用概況的基礎(chǔ)上，以混合動(dòng)力叉車為對象，對叉車門架下降勢能回收技術(shù)進(jìn)行研究，分析了混合動(dòng)力叉車門架動(dòng)力學(xué)性能與勢能回收效率之間的關(guān)系，提出了門架下降勢能回收系

2、統(tǒng)方案及控制策略，給出了叉車門架動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原則。完成的主要研究工作和成果總結(jié)如下:
　　1)分析了傳統(tǒng)電動(dòng)叉車工作裝置系統(tǒng)的組成及工作原理，指出了傳統(tǒng)電動(dòng)叉車工作裝置系統(tǒng)存在的問題，基于電動(dòng)叉車工作中的實(shí)測數(shù)據(jù)，研究了電動(dòng)叉車工作裝置系統(tǒng)勢能回收的可行性及各執(zhí)行機(jī)構(gòu)可回收能量所占比例。
　　2)建立了混合動(dòng)力叉車勢能回收系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。利用建立的數(shù)學(xué)模型導(dǎo)出了混合動(dòng)力叉車勢能回收效率與叉車門架動(dòng)力學(xué)性能參數(shù)及勢能回收系

3、統(tǒng)零部件參數(shù)之間的關(guān)系式。建立了基于AMESim和Virtual.lab Motion的混合動(dòng)力叉車勢能回收系統(tǒng)模型，對混合動(dòng)力叉車勢能回收系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了理論研究的正確性。
　　3)針對傳統(tǒng)電動(dòng)叉車工作裝置系統(tǒng)存在的問題，提出基于雙能量源、變轉(zhuǎn)速容積調(diào)速的混合動(dòng)力叉車勢能回收系統(tǒng)方案，建立了基于雙能量源、變轉(zhuǎn)速容積調(diào)速勢能回收系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并完成了控制性能分析。設(shè)計(jì)了電機(jī)轉(zhuǎn)速模糊PI控制系統(tǒng)及模糊控制器，提出了基于模糊理

4、論的混合動(dòng)力叉車勢能回收系統(tǒng)控制策略。
　　4)提出了基于節(jié)流輔助調(diào)速和變轉(zhuǎn)速容積調(diào)速復(fù)合控制的勢能回收方案，分析了該方案的工作原理。建立了基于復(fù)合調(diào)速勢能回收系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析了其控制特性。對混合動(dòng)力叉車勢能回收系統(tǒng)的主要零部件進(jìn)行了參數(shù)匹配設(shè)計(jì)，為樣機(jī)的制造打下基礎(chǔ)。分析了貨叉工作模式的決策方式，提出了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)修正控制規(guī)則，給出了一種基于節(jié)流調(diào)速和變轉(zhuǎn)速容積調(diào)速復(fù)合調(diào)速的控制策略。
　　5)基于決定叉車門架動(dòng)態(tài)性

5、能的基本因素，針對叉車門架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出叉車門架動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的八條基本原則，對指導(dǎo)叉車門架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有實(shí)用價(jià)值。
　　6)利用研究成果制造樣機(jī)，對樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)論與仿真分析結(jié)果一致，驗(yàn)證了仿真模型的合理性及仿真結(jié)果的正確性。兩種電動(dòng)叉車（傳統(tǒng)電動(dòng)叉車及混合動(dòng)力叉車）對比試驗(yàn)結(jié)果表明:混合動(dòng)力叉車可延長工作時(shí)間11.6％，勢能回收效果明顯;混合動(dòng)力叉車可以避免鉛酸蓄電池組大電流放電，有效延長鉛酸蓄電池組的使用壽命，降低電