混合動力叉車門架動力學性能與勢能回收關系研究.pdf

1、能源危機日益嚴峻，人們對工程機械節(jié)約能源的要求也日益提高。勢能回收和利用被認為是解決工程機械節(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械勢能回收系統(tǒng)研究的關鍵問題。
　　本文以國家重點新產(chǎn)品計劃項目為背景，在全面分析混合動力工程機械的研究現(xiàn)狀、勢能回收系統(tǒng)研究和應用概況的基礎上，以混合動力叉車為對象，對叉車門架下降勢能回收技術進行研究，分析了混合動力叉車門架動力學性能與勢能回收效率之間的關系，提出了門架下降勢能回收系

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

3、統(tǒng)零部件參數(shù)之間的關系式。建立了基于AMESim和Virtual.lab Motion的混合動力叉車勢能回收系統(tǒng)模型，對混合動力叉車勢能回收系統(tǒng)進行仿真分析，驗證了理論研究的正確性。
　　3)針對傳統(tǒng)電動叉車工作裝置系統(tǒng)存在的問題，提出基于雙能量源、變轉速容積調速的混合動力叉車勢能回收系統(tǒng)方案，建立了基于雙能量源、變轉速容積調速勢能回收系統(tǒng)的數(shù)學模型并完成了控制性能分析。設計了電機轉速模糊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)流輔助調速和變轉速容積調速復合控制的勢能回收方案，分析了該方案的工作原理。建立了基于復合調速勢能回收系統(tǒng)的數(shù)學模型，分析了其控制特性。對混合動力叉車勢能回收系統(tǒng)的主要零部件進行了參數(shù)匹配設計，為樣機的制造打下基礎。分析了貨叉工作模式的決策方式，提出了發(fā)電機轉速動態(tài)修正控制規(guī)則，給出了一種基于節(jié)流調速和變轉速容積調速復合調速的控制策略。
　　5)基于決定叉車門架動態(tài)性

5、能的基本因素，針對叉車門架的結構特點，提出叉車門架動態(tài)優(yōu)化設計的八條基本原則，對指導叉車門架結構設計具有實用價值。
　　6)利用研究成果制造樣機，對樣機進行試驗研究。試驗結論與仿真分析結果一致，驗證了仿真模型的合理性及仿真結果的正確性。兩種電動叉車（傳統(tǒng)電動叉車及混合動力叉車）對比試驗結果表明:混合動力叉車可延長工作時間11.6％，勢能回收效果明顯;混合動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