本文關(guān)鍵詞：輪式裝載機(jī)節(jié)能液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制策略研究　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：輪式裝載機(jī)因動(dòng)作靈活、對(duì)工作環(huán)境要求低、單次裝卸量大而被廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域,但作為典型的高能耗工程車輛在節(jié)能減排的大背景下受到廣泛關(guān)注,輪式裝載機(jī)的轉(zhuǎn)向及工作裝置液壓系統(tǒng)因能量利用率較低而成為節(jié)能研究的重點(diǎn)。節(jié)能的目的不僅僅在于提高能量利用率,更重要的意義在于取得一系列降低使用成本的效果,因此本文結(jié)合“多動(dòng)力源混合驅(qū)動(dòng)工程車輛的全工況極值載荷譜度量與外推智能優(yōu)化(No.5137522)”項(xiàng)目(國(guó)家自然基金項(xiàng)目),基于串聯(lián)式混合動(dòng)力車輛思想,采用囊式蓄能器作為輔助動(dòng)力源,設(shè)計(jì)節(jié)能液壓系統(tǒng)并提出相應(yīng)控制策略,并且通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.以傳統(tǒng)工作裝置與全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一套節(jié)能液壓系統(tǒng)。該液壓系統(tǒng)在傳統(tǒng)全液壓轉(zhuǎn)向與工作裝置液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,加裝蓄能器作為輔助動(dòng)力源,與傳感器、電磁換向閥、控制器等組合構(gòu)成節(jié)能液壓系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供給功率與負(fù)載需求功率相匹配,達(dá)到減小溢流損失、提高整車效率的目的。2.結(jié)合節(jié)能液壓系統(tǒng)構(gòu)型與輪式裝載機(jī)作業(yè)周期短、規(guī)律性強(qiáng)的特點(diǎn),采用開關(guān)—功率跟隨的控制方法制定控制策略。將控制策略劃分為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作模式、工作裝置動(dòng)作模式以及怠速模式,優(yōu)先保證轉(zhuǎn)向,模式之間相互聯(lián)系,保證轉(zhuǎn)向液壓缸與工作裝置液壓缸的動(dòng)作正常。3.測(cè)量ZL30B型輪式裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)與全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)多工況下系統(tǒng)中壓力、流量、溫度與液壓缸活塞位移等信號(hào),并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算,得出各工況下全液壓轉(zhuǎn)向與工作裝置液壓系統(tǒng)的效率。4.在AMEsim與Simulink聯(lián)合仿真環(huán)境下,結(jié)合轉(zhuǎn)向器、多路閥等關(guān)鍵構(gòu)件的工作原理,建立原始液壓系統(tǒng)模型并與測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,證明模型的正確性。對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行選型并基于原始液壓系統(tǒng)模型搭建節(jié)能液壓系統(tǒng)及其控制策略模型,經(jīng)過(guò)仿真分析驗(yàn)證了節(jié)能液壓系統(tǒng)構(gòu)型與控制策略的合理性。5.進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,測(cè)試數(shù)據(jù)顯示該節(jié)能液壓系統(tǒng)與原始液壓系統(tǒng)相比,能量利用率有顯著提高。仿真與測(cè)試數(shù)據(jù)表明,本文提出的節(jié)能液壓系統(tǒng)與控制策略在保證轉(zhuǎn)向與工作裝置液壓系統(tǒng)正常工作的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了效率的大幅提升。
[Abstract]:Wheel loader is widely used in engineering field because of its flexible operation, low working environment and large single loading and unloading. However, as a typical high energy consumption engineering vehicle, it is widely concerned about under the background of energy saving and emission reduction. The steering and working device of wheel loader has become the focus of energy conservation research because of its low energy utilization ratio. The purpose of energy saving is not only to improve energy utilization ratio. More important is to achieve a series of results to reduce the cost of use. Therefore, this paper combines the project of "full condition extreme load spectrum measurement and extrapolation intelligent optimization of multi-power hybrid drive engineering vehicles" (National Natural Fund project). Based on the idea of series hybrid electric vehicle, the sac accumulator is used as the auxiliary power source to design the energy saving hydraulic system and put forward the corresponding control strategy. The main contents of this paper are as follows:. 1. A set of energy-saving hydraulic system is designed on the basis of traditional working device and full hydraulic steering system, which is based on the traditional hydraulic system of full hydraulic steering and working device. Add accumulator as auxiliary power source, and the combination of sensor, electromagnetic directional valve, controller and so on to form an energy-saving hydraulic system, to achieve the system supply power and load demand power matching, to reduce the overflow loss. The purpose of improving the efficiency of the whole vehicle is to combine the configuration of energy-saving hydraulic system with the characteristics of short working cycle and strong regularity of wheel loader. The control strategy is formulated by using the switch-power following control method. The control strategy is divided into working mode of steering system, operation mode of working device and idling mode, priority to ensure steering and interrelation between modes. Ensure the normal operation of steering cylinder and working unit hydraulic cylinder. Measure the pressure and flow rate of ZL30B wheel loader working device hydraulic system and full hydraulic steering system under multiple working conditions. The signals of temperature and piston displacement are analyzed and calculated. The efficiency of hydraulic system of full hydraulic steering and working device under various working conditions is obtained. 4. Under the combined simulation environment of AMEsim and Simulink, the working principle of key components, such as steering gear and multi-way valve, is combined. The original hydraulic system model is established and compared with the test data to prove the correctness of the model. The key components are selected and the energy-saving hydraulic system and its control strategy model are built based on the original hydraulic system model. The rationality of the configuration and control strategy of the energy-saving hydraulic system is verified by simulation analysis. The experimental results show that the energy-saving hydraulic system is compared with the original hydraulic system. The simulation and test data show that the proposed energy-saving hydraulic system and control strategy can ensure the normal operation of the steering and working device hydraulic system, and achieve a significant increase in efficiency.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH243;TH137

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本文編號(hào)：1372536