针对采用储能液压缸协同驱动重型机械臂升降来实现重力势能回收和利用的方法,研究了不同储能缸与驱动缸无杆腔面积比对系统节能效果的影响。分析了储能缸协同驱动回路控制动臂升降的工作原理,建立了系统的数学模型;以76 t液压挖掘机为例,在Simulation X中构建了整机的多学科联合仿真模型,并通过试验验证了模型的准确性。依据此模型对液压挖掘机空载和带载工况下,储能缸与驱动缸无杆腔面积比对系统能耗特性的影响进行优化仿真研究。仿真结果表明:在相同的工作周期,优化后储能缸协同驱动系统的液压泵输出能量约为732.0 kJ,较改进前节省能量约253.8 kJ,节能率由27.2%提高至46%,实现了节能效果的提高。

为缩短复杂液压产品的研发周期和提高系列化产品的开发效率,提出一种基于多核CPU的复杂液压产品快速并行优化方法。该方法利用粒子群算法寻求产品设计参数的优化和性能指标的约束,将每个仿真程序视作粒子群个体。采用两级加速策略,即CVODE求解器加速和多核CPU加速。以非对称轴向柱塞泵三角槽优化设计为研究对象,通过物理样机试验对CVODE求解器加速方法的准确性进行验证,结果显示,试验与仿真结果吻合度较高。利用粒子群算法对三角槽主要参数进行优化以降低泵输出流量脉动。对比三角槽结构优化前后的流量脉动率,结果显示,在不增加柱塞腔压力的条件下,非对称轴向柱塞泵三角槽优化后的流量脉动相比优化前降低了36%。该方法可脱离专业仿真软件平台,能够独立运行于Windows操作系统,解决液压动态仿真对专业软件依赖的问题,且多进程比多线程...

以具有冷却系统的液压动力站为研究对象,通过测试和仿真,分析各类液压元件的产热和散热特性。根据元件特征参数和物理尺寸,在AMESim软件中建立液压动力站的仿真模型,并根据测试数据对模型进行校准和验证。结果表明,当油冷器中油液流量在40~80 L/min的范围内正弦变化时,油液压降和散热功率以相同的频率分别在0.005~0.030 MPa和9~21 kW的范围内变化。即使冷却风扇不工作,油冷器的散热量仍占系统总散热量的70%以上。当液压管路较长时,管路的散热量较大,不可忽略。研究结果可为液压系统热特性建模仿真和分析提供指导。

液压机的特点是滑块质量大,工进负载力大,其滑块空程下放造成了重力势能、动能等能量的浪费。为了回收利用这部分能量并且降低电机转矩,基于“伺服电机+定量泵”的闭式泵控方案,提出了带超级电容储能系统的双排量泵/马达闭式驱动液压机方案,并制定能量管理策略对能量进行回收与再利用。搭建了液压机试验台,试验结果表明,储能系统的能量回收效率为79.3%;进一步开展仿真研究,基于SimulationX多学科仿真软件,构建了液压机的多学科仿真模型,仿真结果表明,双排量泵能大幅度降低电机转矩,储能系统能够减少液压机整机6.9%的能耗。

为减少非最高负载执行器控制阀口存在的节流损失,同时减少执行机构的重力势能及动能以节流损失形式耗散,提出通过非驱动腔压力调控原理减小负载差异导致的节流损失,并回收执行机构动势能,实现液压挖掘机系统低压损动力分配与传递;建立系统数字样机进行仿真分析。结果表明:新系统在保证控制性能的基础上,能通过压力调控提高非最高负载执行器非驱动腔压力,进而提高驱动腔压力,减小节流损失并回收能量;新系统还能回收执行机构动势能,在一个挖掘循环内,整机节能比例为13.22%。

现有调速阀多采用连接压力补偿器的方法来控制输出流量,但普通压力补偿器由于受液动力的影响,补偿压差难以维持定值,导致调速阀流量控制特性较差,且流量阀本身由于非线性因素的影响也会导致其流量输出精度偏低。提出一种调速阀的电控非线性补偿方案,并以Valvistor阀作为研究对象,利用电机驱动滚珠丝杠的方法来对压力补偿器施加附加力,不仅可以实时补偿压力补偿器的液动力,而且还可以补偿流量阀的非线性因素,使得流量控制精度提高。分析电控补偿调速阀的工作原理,根据真实参数在SimulationX中建立调速阀的多学科仿真模型,分别对压力补偿器和Valvistor阀的补偿特性进行分析。结果表明:补偿后压力补偿器与流量阀的流量输出误差均在4 L/min以内,误差都不超过2%,表明该调速阀具有良好的流量控制特性。

传统伺服增压系统采用电磁换向阀控制增压缸双向运动,电磁换向阀阀芯位移阶跃变化,导致液压泵变量机构响应不及时而产生大的压力冲击,造成系统中部分元件的损坏并影响系统的正常工作。为此,提出一种液压泵压力主动调控与增压缸位置闭环控制的方法,在液压泵出口增设蓄能器,并使液压泵压力根据增压缸水腔压力实时变化,减小增压缸换向过程压力冲击。建立了所提伺服增压系统的仿真模型,分析伺服增压系统运行特性和所提方案减小压力冲击的效果。结果表明,与传统伺服增压系统相比,采用提出的解决方案,液压泵出口压力冲击由21 MPa减小为14 MPa;增压缸在系统启动过程中的油腔压力冲击由32 MPa降低为7.1 MPa,降低幅度为77.8%;高压运行过程中,油腔压力冲击降低4.5 MPa。同时,所提方案具有良好的节能效果,一个增压周期内,与传统增压系统相比,能耗降低...

介绍了钢坯修磨机磨头液压压下系统的工作原理，提出压下过程中采用位置、压力复合控制，提高了工作效率。针对砂轮位置扰动引起的多余惯性力，及其磨头自身重力、摩擦力和惯性力对修磨力的影响，采用三通比例减压阀开环控制压力，系统压力波动较大的问题，提出在三通比例减压阀控制压力的基础上叠加闭环控制的方法进行改进，实现了对磨头压下力的精确控制，使系统在位置扰动下能够保持良好的跟随特性，满足了性能要求，利用AMESim软件对系统进行了建模和仿真研究，确定了控制器参数，用试验验证了仿真结果，并已成功应用于国产板坯修磨机上。

电液位置伺服系统起动过程会造成系统压力突降和执行器运动速度大幅波动,产生液压冲击;当系统有多个执行器工作时,系统压力突降会导致其他执行器产生误动作,甚至发生安全事故。针对上述问题,提出两种解决方法。一是将位置控制过程分解为速度和位置两个控制过程,且执行器的最大速度由系统最大流量和液体的压缩性限制。二是利用阀口压差对伺服阀流量进行修正。理论上阐述了两种方法的原理,采用数字仿真和试验进行了验证,结果表明,在不影响系统响应特性的前提下,两种方法可以消除电液位置伺服系统起动过程中的系统压力突降和产生的冲击。

首先介绍了采用二次调节的台车牵引系统的工作原理，在Matlab／Simulink软件环境下，建立了系统所采用的电子比例变量泵、变量马达和蓄能器的数学模型，通过仿真确定了控制器的结构和参数。结果表明，应用二次调节技术能够回收和重新利用系统制动动能，减少装机容量，且能量回收效率随系统转速的增大而升高。