机械工程学报

作者：夏连鹏, 权龙, 曹东辉, 尹满义, 刘启明, 李泽鹏

单位：1. 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室 太原 030024;2. 三一重机有限公司 昆山 215300

关键词：挖掘机,动臂,节能减排,三腔液压缸,液气储能驱动,一体化驱动,液压蓄能器；

基金：国家自然科学基金资助项目（U1510206，51675364）。

液压挖掘机工作过程中存在大量的重力势能浪费，严重影响整机能效并造成大的排放污染。针对双液压缸驱动动臂的大型液压挖掘机，提出采用双液气储能液压缸驱动液压挖掘机动臂、集成驱动与势能回收一体化原理，降低机器作业能耗和排放。将原双腔液压缸改为集成有储能腔的三腔液压缸，储能腔与液压蓄能器直接连通，通过液压蓄能器初始充液压力平衡工作装置自重，直接回收利用工作装置重力势能。根据36 t大型液压挖掘机作业特点和重力势能变化情况，设计出液压缸和液压蓄能器的参数。进一步建立数字化样机，通过对液气储能驱动系统进行仿真研究，对液压泵输出流量和控制阀的阀口参数重新匹配，修改了与回转复合动作的合流控制策略，并初步验证了液气储能驱动系统的节能效果。在此基础上构建了试验样机，90°标准装车作业循环测试表明，与同型号液压挖掘机相比，在满足同样挖掘力的情况下，整机工作效率提升20.7%，燃油消耗降低17.1%，如按每天作业8 h计算，单台车每天可节约燃油达47 L，减少二氧化碳排放123.6 kg。

来源：2019年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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