全液压动臂塔机动臂下放的势能以热能的形式损耗,使油液升温,对系统的工作性能造成不利影响。针对国内某型全液压动臂塔机,用蓄能器、泵/马达二次元件组合设计变幅机构能量回收再利用系统,以压力能方式对动臂下放的势能进行回收再利用。借助AMESim软件对该系统进行机液一体化建模仿真分析,并将蓄能器设定压力梯级配置。结果表明,该系统能够回收动臂势能并加以利用,且采用多个蓄能器设定压力梯级设置进行能量回收较为合理,势能回收率达56.07%,再利用率达75.56%。

通过对液压挖掘机典型工况特性分析,提出了一种液压挖掘机动臂闭式油路节能系统,阐述了配置蓄能器动臂闭式油路系统的节能原理。在其工作原理基础上建立了液压元件及电气元件的数学模型。在典型挖掘循环中,分析了系统中蓄能器、电动机和负载3个主要功率部件的运行状况。理论分析和仿真结果表明：液压挖掘机动臂闭式油路节能系统运行状况良好,与普通阀控液压挖掘机动臂驱动方式相比,该系统节能率约为33.1%,为液压挖掘机整机节能提供了参考。

基于挖掘机液压系统效率较低的现状,以某20 t双泵双回路液压挖掘机为样机,搭建液压系统可回收能量分布实验平台,在Matlab中建立液压系统和执行机构模型,通过典型挖掘循环下的仿真和实验,得出各个元件（动臂、斗杆、铲斗油缸以及回转马达）的可回收能量分布情况.结果显示可回收能量占液压系统总输入能量的21.1％,其中动臂势能和回转制动能分别占总可回收能量的72％和23.8％,是可回收能量的主要组成部分,表明对动臂势能和回转制动能进行能量回收是降低系统能耗的有效途径.

随着非道路移动机械用柴油机日益严苛的节能减排国家标准发布,作为混合动力液压挖掘机的关键研究技术,动臂势能与回转制动能量回收与利用系统的研究已成为各大工程机械厂家及该领域专家关注的热点。在归纳国内外液压挖掘机各种动臂势能、回转制动能量回收与利用系统的组成、工作原理、性能特点及应用等方面的基础上,对能量回收与利用系统存在的主要问题及其发展趋势进行讨论,为相关行业技术人员了解国内外液压挖掘机能量回收与利用系统的研究现状,研发高效能量回收与利用系统提供技术参考。

为降低液压挖掘机整机能耗,提出一种以蓄能器为储能装置的液压挖掘机动臂闭式回路势能回收系统。以80k N级液压挖掘机为研究对象,基于系统工作原理,建立了能量回收系统电动机-泵/马达轴系力矩平衡模型,分析了蓄能器平均工作压力与负载压力的关系。结果表明：电动机-泵/马达轴系在电动机无功率输出工况力矩平衡时,液压蓄能器工作压力平均值约为动臂负载压力的2倍。并结合半载工况挖掘机动臂下降试验,确定8吨级液压挖掘机蓄能器最小和最大工作压力分别为16.04 MPa和19.56 MPa。

通过对液压挖掘机典型工况特性的分析提出了一种并联式混合动力液压挖掘机动臂势能回收系统分析了液压缸负载受力情况建立了液压缸、节流阀、液压马达等液压元件以及永磁同步电机、镍氢电池组等电气元件的数学模型提出了具有动臂势能回收功能的混合动力液压挖掘机整机控制策略以及能量回收控制方法。理论分析和仿真结果表明并联式混合动力液压挖掘机除了能改善发动机工作状况提高燃油效率外可以通过动臂势能回收进一步提升系统的节能效果并且能量回收系统具有结构简单、回收效率高、回收速度可控、回收能量再利用范围广等优点。

以某单位提供的挖掘机为实验平台，通过试验分析各液压节能回路的节能效果。设计新型能量回收系统，观测其节能效果。总结了大型挖掘机液压系统常见的能耗问题，针对存在的问题从不同方面介绍了液压节能技术的现状并对液压节能的发展趋势进行了说明。