浅析挖掘机动臂液压系统节能研究

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1、2015年7月机床与液压Ju1．2015第43卷第14期MACHINET00L＆HYDRAULICSVo1．43No．14DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．14．031挖掘机动臂液压系统节能研究李秀磊，吴勇，徐保强，田野(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083)摘要：液压挖掘机广泛应用在建筑、矿山等领域，燃油利用率低是人们不得不面对的问题。通过对挖掘机动臂参数的分析．提出了基于蓄能器和新型液压变压器的动臂重力势能回收再利用系统，并搭建实验模型，为挖掘机的动臂液压系统节能研究提供理论参考，有效提高燃油利用率

2、，节省能量。关键词：液压挖掘机；动臂；液压系统；势能回收再利用中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)14-094-2ResearchonEnergy-savingofExcavatorMobileArmHydraulicSystemLIXiulei，WUYong，XUBaoqiang，TIANYe(SchoolofMechanicalElectronic&InformationEngineering。ChinaUniversityofMining&Technology(Beijing)，Beijing100083，Ch

3、ina)Abstract：Hydraulicexcavatoriswidelyusedinconstruction，miningandotherfields，butlowfueleficiencyproblemisthatpeoplehavetoface．ThroughanalyzingexcavatormobileariD．parameters，basedonaccumulatorandanewhydraulictransformer，agravitationalpotentialenergyrecyclingdevicewasproposed．Thee

4、xperimentalmodelwassetup．Itprovidestheoreticalreferenceforenergysavingresearchonmobilearmhydraulicsystem，toimprovefueleficiencyrateandsaveenergy．Keywords：Hydraulicexcavator；Mobileartn；Hydraulicsystem；Gravitationalenergyrecycling液压挖掘机是工程建设中最常用的工程机械之由表1可知前端工作装置的最大质量为：一m=，n缠斗+，n斗杆+，n

5、动臂+，n负载=，为国民经济建设发挥了重大的作用。巨大经济价⋯值的背后．液压挖掘机的高油耗不得不引起业内的重1300+1300+3000+5000=10600kg视。提高液压系统的稳定性和发动机燃油经济性。是CAT330D动臂油缸缸径150mm。行程1440挖掘机制造企业和消费者迫切的愿望。mm，最大挖掘高度10240mnl，最大挖掘深度72301行业需求分析mm。可计算得出前端工作质量最大可回收能量：液压挖掘机前端工作装置质量非常大，在下降过E⋯=m⋯gh⋯=程中，都会释放出非常大的重力势能。常规情况下，10600x9．8x17．47J=1．8×l0kJ

6、在动臂下降时，为了保证工作过程的稳定性．常常采2节能方案原理图用节流阀的方式来防止工作装置过快下降．前端工作CAT330D挖掘机动臂下放过程中．设置了能量装置的重力势能转化成热能储存在液压油液中．严重再生回路，但是仍有很多液压油经过单向节流阀流回影响着液压挖掘机液压系统的稳定性。油箱．起到限制因自重而造成的超速下降作用，但增表1CAT330D前端工作装置容积／质量表加了系统的热负荷，降低了液压系统的效率。如果在动臂液压系统上连接蓄能器和二次调节元件，把动臂上升时的势能回收再利用，将大大降低油耗。液压变压器由两个轴向柱塞泵／马达构成，泵和马达的转子形成机械连

7、接，二者一起转动，根据系统运行情况。泵／马达分别变换自己的角色来做泵或马达使用，进行双向变压。收稿日期：2014—05-19作者简介：李秀磊(1988一)，男，硕士研究生，主要研究方向为液压传动控制。E—mail：zhonghualixiulei@sina．con。第14期李秀磊等：挖掘机动臂液压系统节能研究·95·由蓄能器和液压变压器构成的新型动臂液压系统见图1。1-动臂合流阀卜动臂操纵阀卜动臂液压缸4"-动臂保持阀5、8．-限压阔6"--先导控制阀一其他操纵阀8--安全阀势能回收系统lO一定量泵，马达ll一变量泵／马达l2一液控单向阀l卜操作手柄14一

8、位移传{盘器1s一压力传精嚣图1新型动臂液压系统图3节能系统工作原