輪式挖掘機(jī)行駛系統(tǒng)的節(jié)能控制研究與設(shè)計(jì)

【摘要】：在倡導(dǎo)綠色環(huán)保的今天,挖掘機(jī)節(jié)能技術(shù)研究已成為一個(gè)非常具有發(fā)展前景的課題,雖然國(guó)內(nèi)輪式挖掘機(jī)應(yīng)用日益廣泛,但目前針對(duì)輪式液壓挖掘機(jī)行駛系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與行駛速度動(dòng)態(tài)匹配、液壓行駛系統(tǒng)的節(jié)能研究還比較少。本文以輪式液壓挖掘機(jī)行駛系統(tǒng)為研究對(duì)象,通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究針對(duì)如何節(jié)能進(jìn)行了改進(jìn)。 在分析輪挖行駛系統(tǒng)的典型工況基礎(chǔ)上,分析了輪挖行駛系統(tǒng)主要能量損失的來源,通過實(shí)驗(yàn)得出能量損失主要集中在發(fā)動(dòng)機(jī)與泵的不匹配、液壓系統(tǒng)內(nèi)部的節(jié)流損失、因機(jī)械和液壓傳遞效率造成的損失。 通過實(shí)驗(yàn)分析能量損失來源,結(jié)合目前發(fā)動(dòng)機(jī)-泵的控制方式和液壓行走馬達(dá)的變量控制機(jī)理,提出了液壓泵功率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制、馬達(dá)的變量點(diǎn)分段控制等節(jié)能控制的改進(jìn)方案。 針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與泵的動(dòng)態(tài)匹配的控制方案,對(duì)總的控制策略和控制流程,以及發(fā)動(dòng)機(jī)油門轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)控制、電比例先導(dǎo)閥、發(fā)動(dòng)機(jī)-泵-馬達(dá)的動(dòng)態(tài)匹配控制策略進(jìn)行了深入的研究和分析,并針對(duì)馬達(dá)的變量控制的特性,得到了馬達(dá)壓力與馬達(dá)輸出扭矩的曲線和馬達(dá)壓力與輪挖行駛速度的曲線。基于節(jié)能控制策略的要求,進(jìn)行了控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及其主要元件的優(yōu)化選型設(shè)計(jì),并完成了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)工作。 最后以SWE130W輪挖為平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)表明功率利用率提高了4.43%,驗(yàn)證了輪挖液壓行駛系統(tǒng)方案的合理性和有效性。 【關(guān)鍵詞】：輪式液壓挖掘機(jī) 液壓行駛系統(tǒng) 節(jié)能控制 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TU621
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題提出的背景及意義10-11
• 1.2 輪式挖掘機(jī)行駛系統(tǒng)簡(jiǎn)介11-14
• 1.3 輪式挖掘機(jī)行駛系統(tǒng)節(jié)能研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)14-18
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外輪式挖掘機(jī)產(chǎn)品及節(jié)能研究14-16
• 1.3.2 輪式挖掘機(jī)行駛系統(tǒng)節(jié)能研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)16-18
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 輪式挖掘機(jī)行駛系統(tǒng)能量損失分析19-31
• 2.1 輪式挖掘機(jī)行駛系統(tǒng)的典型工況與系統(tǒng)構(gòu)成19-21
• 2.1.1 行駛系統(tǒng)典型工況分析19-20
• 2.1.2 現(xiàn)有行駛系統(tǒng)構(gòu)成20-21
• 2.2 行駛系統(tǒng)能量損失的理論分析21-26
• 2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的能量損失分析21-22
• 2.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)-液壓泵系統(tǒng)不匹配的能量損火22-24
• 2.2.3 液壓系統(tǒng)能量損失的分析24-26
• 2.3 行駛系統(tǒng)能量損失的實(shí)驗(yàn)研究26-30
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)基本情況26
• 2.3.2 行駛實(shí)驗(yàn)功率損失曲線26-28
• 2.3.3 行駛實(shí)驗(yàn)液壓效率28
• 2.3.4 行駛實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)28-29
• 2.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 行駛系統(tǒng)節(jié)能控制的方案研究31-40
• 3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制31-33
• 3.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制方法31-32
• 3.1.2 油門控制的實(shí)現(xiàn)形式32-33
• 3.2 泵的功率控制與匹配33-36
• 3.2.1 變量泵在勻速工況下的恒功率控制33-34
• 3.2.2 變量泵在變速工況下的變功率控制34-36
• 3.3 馬達(dá)的變量控制36-38
• 3.3.1 馬達(dá)效率模型36-37
• 3.3.2 馬達(dá)變量控制37-38
• 3.4 行駛系統(tǒng)節(jié)能控制總體方案設(shè)計(jì)38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 行駛系統(tǒng)節(jié)能控制策略研究40-51
• 4.1 總體控制策略40
• 4.2 動(dòng)態(tài)油門與轉(zhuǎn)速的控制策略40-42
• 4.3 電比例先導(dǎo)閥的控制策略42-44
• 4.4 發(fā)動(dòng)機(jī)-主泵動(dòng)態(tài)變功率匹配策略44-46
• 4.5 不同路況下的行走馬達(dá)變量點(diǎn)控制策略46-49
• 4.6 本章小結(jié)49-51
• 第五章 行駛系統(tǒng)的控制系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)51-60
• 5.1 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)51-52
• 5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)52-57
• 5.2.1 系統(tǒng)電氣原理圖52-54
• 5.2.2 系統(tǒng)主要電氣元件選型54-57
• 5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)57-59
• 5.3.1 油門控制流程圖57-58
• 5.3.2 行走控制流程圖58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第六章 實(shí)驗(yàn)研究60-70
• 6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容60
• 6.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備60-62
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)機(jī)60-61
• 6.2.2 測(cè)試設(shè)備61-62
• 6.3 實(shí)驗(yàn)原理62-64
• 6.3.1 改進(jìn)前的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)原理62-63
• 6.3.2 改進(jìn)后的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)原理63-64
• 6.4 初始標(biāo)定和操作步驟64-65
• 6.4.1 行走距離的標(biāo)定64
• 6.4.2 改進(jìn)前實(shí)驗(yàn)步驟64-65
• 6.4.3 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)步驟65
• 6.5 實(shí)驗(yàn)方案65-66
• 6.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算和分析66-67
• 6.7 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析67-69
• 6.7.1 實(shí)驗(yàn)曲線分析67
• 6.7.2 功率損失67-69
• 6.7.3 發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出69
• 6.8 本章小結(jié)69-70
• 第七章 總結(jié)與展望70-72
• 7.1 全文總結(jié)70-71
• 7.2 工作展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 致謝77-78
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果78

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非對(duì)稱泵配流特性及其在挖掘機(jī)動(dòng)臂回路中的應(yīng)用    楊陽(yáng)

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大型履帶式起重機(jī)雙卷?yè)P(yáng)同步控制系統(tǒng)研究    翟大鵬

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變轉(zhuǎn)速軸向柱塞泵恒流量控制的建模與仿真    郭初生,王向周,王渝

模糊控制與模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的現(xiàn)狀及展望    李斌，雷淵超，吳今培

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混合動(dòng)力電動(dòng)汽車技術(shù)分析    段巖波,張武高,黃震

柴油機(jī)模糊自校正PID控制器    曹恒,孫寶元,段軍,潘大德,李天福

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汽車CPS定壓源能量回收系統(tǒng)的研究    尹懷仙

輪式挖掘機(jī)存在和發(fā)展的必然性    陳國(guó)俊

日立ZX130W型輪式挖掘機(jī)    唐路

不一樣的選擇——重慶勤牛QNL150型輪式挖掘機(jī)    

輪式挖掘機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)    趙俊三,唐樂生

重慶勤牛:打造輪式挖掘機(jī)制造之最    

勤牛代工,鼎盛天工巧入挖掘機(jī)市場(chǎng)    張振興;

利勃海爾A316型輪式挖掘機(jī)    趙陽(yáng)

廈工新宇XG805L型輪式挖掘機(jī)    王攀;

重型挖掘機(jī)    

相同動(dòng)力匹配 不同性能優(yōu)勢(shì) 詹陽(yáng)JYL615與現(xiàn)代150W-7型輪式挖掘機(jī)作業(yè)參數(shù)對(duì)比    尚小龍;

最大輪式挖掘機(jī)生產(chǎn)基地產(chǎn)品下線    記者 張國(guó)圣　通訊員 吳晉娜

輪式挖掘機(jī)市場(chǎng)絕對(duì)容量有限    李紅

180度輪式挖掘機(jī)將熱銷    趙俊三 吳振光

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玉柴牌挖掘機(jī)獲大獎(jiǎng)    記者　江東洲　通訊員　溫秀峰

詹陽(yáng)動(dòng)力履帶式挖掘機(jī)用于部隊(duì)裝備    本報(bào)記者 方汝寧　通訊員 劉法恒

WLY80挖掘機(jī)通過鑒定填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白    記者　 王曉暉

市場(chǎng)仍然在,信心永遠(yuǎn)在!    本報(bào)記者 張國(guó)圣

鼎盛天工重慶勤牛聯(lián)手推進(jìn)輪挖機(jī)國(guó)際化    本報(bào)記者 楊世璋

挖掘企業(yè)發(fā)展的金礦    梁萬魁

輪式挖掘機(jī)行駛系統(tǒng)的節(jié)能控制研究與設(shè)計(jì)    劉均益

輪式挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)后橋總成動(dòng)力學(xué)分析    楊香蓮