针对传统的机械式激振实现振动掘削的结构复杂、功能单一的缺点,根据双阀芯的工作原理设计了一个基于双阀芯的挖掘机振动掘削系统,该系统能通过控制液压系统实现振动掘削的精确控制并能方便地调节振动参数。为了在设计阶段实现系统的优化,分析不同振动加载方式对系统控制性能的影响,以双阀芯系统的数学模型为基础建立了双阀芯振动掘削系统的AMESim仿真模型,运用计算流量反馈的流量控制方法和PID算法实现了阀芯的流量控制,并对矩形波、正弦波和三角波三种流量输入波形的控制精确性进行了仿真分析,得出了三角波和正弦波要比矩形波输入控制更精确的结论,对振动参数优化试验有一定的指导意义。

为实现挖掘机能量回收研究中作业工况的标准化,构建挖掘机典型作业工况。提出一种基于时间−功率关系的挖掘机作业工况表征方法,建立基于机载传感数据的挖掘机功率需求模型与动臂可回收功率模型,通过对大量作业数据的采集分析构建挖掘机两元作业工况大样本数据库。提出基于动臂运动状态的短循环作业工况划分方法与特征参数,通过K均值聚类算法结合作业工况数据转换建立作业短循环样本空间。采用极大似然估计与马尔科夫链方法构建以3类工况组合为特征的典型作业工况,并对其进行验证。研究结果表明:构建工况的负载最大功率偏差与动臂可回收最大功率偏差分别为7.81%和7.61%,特征参数平均偏差为4.26%,远低于10%的偏差要求。样本空间中动臂势能回收的综合节能潜力为22.56%。构建的典型工况能反映综合实际工况的一般特征,可为挖掘机能量回...

通过数值模拟和试验,研究了叶轮口环间隙对离心泵性能的影响。为准确计算离心泵的扬程和效率,设计了包含前后泵腔在内的全流场模型。基于RNG k-ε湍流模型,建立了3种口环方案,重点从湍动能、涡量和径向力角度,分析了口环间隙对离心泵全流场水力效率和机械效率的影响。结果表明：当口环间隙值减小时,离心泵的扬程和总效率均增大。究其原因有：叶轮内能量耗散降低;叶轮进口处二次流对主流的冲击作用减弱;离心泵的偏心涡动减弱;前腔泄漏量减少。通过对3种口环方案的综合比较,最终确定叶轮口环采用方案I,效率最高而且满足工程实际应用的需要。

负载敏感系统是液压系统节能控制的主要环节之一.对一具有负载敏感系统的挖掘机在不同工况、不同负载压差,以及不同操作动作下泵的出口压力、流量进行了测试,分析了负载敏感系统工作特性,提出了压差的设定值应随负载的大小按正比例调节,以提高系统对负载的跟随性并减少波动.在标准负载工况下,压差设定为1.7 MPa 时,系统工作比较理想.

为提高液压挖掘机的能量利用率,提出一种以液压蓄能器为储能元件的回转能量回收系统;对回收系统的主要元件进行数学建模,并在此基础上搭建回收系统仿真模型;对回收能量的再利用方案合理性、蓄能器参数对系统能量回收与再利用的影响以及增加能量回收系统后整机的操控性进行仿真评价。仿真结果表明：该能量回收系统在单回转工况下能够实现整机41.99%的能量回收与再利用,且能保证整机的良好操控性能。最后,通过实验验证能量回收与再利用方案的可行性以及仿真模型的正确性。

超级电容器凭借着其在大功率充放电场合的突出优势,在混合动力液压挖掘机系统的应用中更是发挥了巨大的作用和展现了优良的性能。以应用在并联式混合动力中型液压挖掘机上的由美国MAXWELL公司生产的BM-OD0165P048超级电容单元模块为试验对象,对其进行了相关的动态性能测试和参数测定,并制定了其在大功率充放电应用场合的SOC估算策略,最后对估算方法进行了仿真和试验验证。

针对传统液压挖掘机工作装置下放时产生大量势能损失的问题，提出了一种基于液压缸一蓄能器平衡的新型液压挖掘机动臂势能回收再利用系统，以改善液压挖掘机系统的节能性。为分析该系统的加入对液压挖掘机整机节能率和操纵性的影响，以某中型液压挖掘机为研究对象，分析了该系统的工作原理，建立了系统的AMEsim-Adams联合仿真模型。仿真分析表明所建系统可有效回收再利用液压挖掘机的动臂势能，节能率达到18．5％，且系统操纵性影响可控，从而验证了该方案的正确性和有效性。据此，进一步分析了蓄能器主要参数对系统节能率和操纵性的影响，初步进行参数匹配后节能率达到27．2％，并为系统的参数选型提供了新思路。

应用机器人学理论，建立了三自由度液压挖掘机工作装置的运动学和拉格朗日动力学模型，得出了工作装置关节转矩与铲斗末端位置、速度和加速度之间的关系，并用Matlab对末端沿直线轨迹运动时的动力学进行了仿真。研究结果可以用于挖掘机工作装置的轨迹规划和运动控制。

本文以某公司生产的水泥混凝土泵车为研究对象,对其液压系统进行了多工况的测试,并进行了泵车固有频率测试及多工况的动应变测试.通过数据分析,得到各个工况的动应力变化范围、工作频率及泵车的固有频率,并与对应工况的液压测试结果相比较,找到了该泵车振动冲击较大的主要原因,并给出了最佳的液压系统流量.本研究结果可为厂家进行产品改进提供参考.

为了降低液压挖掘机进行精整作业时的手动操作难度,对某型液压挖掘机的工作装置进行了二自由度的动力学分析,建立了其动力学方程;通过测试试验,给出了控制阀死区补偿方法,PID参数设置方法和数值;并在上述参数下进行了仿真实验.结果表明,当铲斗末端跟踪的设定水平直线长度为2500 mm,铲斗水平跟踪速度为107 mm/s时,其精度可以控制在120mm之内,达到一般熟练工人的程度,证明了该控制方案是可行的.