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工程机械作业机构能量回收技术研究现状 被引量：29
1
作者 高有山 权龙 +2 位作者 赵斌 王爱红 吕振锋 《液压与气动》 北大核心 2019年第10期1-10,共10页
我国是全球最大的能源消费国,环境问题、原油进口和短缺危机已经成为我国持续发展的沉重负担。工程机械是我国的重要支柱产业之一,提高其能源利用效率是满足国民经济发展能源需求和应对环境问题的有效途径。针对工程机械许多作业机构都... 我国是全球最大的能源消费国,环境问题、原油进口和短缺危机已经成为我国持续发展的沉重负担。工程机械是我国的重要支柱产业之一,提高其能源利用效率是满足国民经济发展能源需求和应对环境问题的有效途径。针对工程机械许多作业机构都存在向系统回馈能量的情况,从工程机械动势能回收技术方面,介绍了对大质量和转动惯量的高频次作业机构进行节能降耗的主要技术进展和新的研究成果。希望能从能量回收原理和方法,推动行业发展和技术进步,从而提升我国工程机械的质量和水平。 展开更多
关键词 工程机械 作业机构 动势能 能量回收
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系列化液压挖掘机数字样机研究 被引量：22
2
作者 葛磊 董致新 +3 位作者 李运华 权龙 张晓刚 赵斌 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第14期186-196,共11页
液压挖掘机是典型的多执行器工程装备,其特点是执行器惯性大和单泵驱多执行器,工作过程中负载大范围变化,在设计中难以充分了解整机工作特性,导致系统设计效率低、系统运行特性差等问题。采用数字化样机设计方法可以有效提高系统设计效... 液压挖掘机是典型的多执行器工程装备,其特点是执行器惯性大和单泵驱多执行器,工作过程中负载大范围变化,在设计中难以充分了解整机工作特性,导致系统设计效率低、系统运行特性差等问题。采用数字化样机设计方法可以有效提高系统设计效率,但目前传统一维仿真设计方法不能实时计算作用在各执行器上的等效质量与时变转动惯量,难以将作用在铲斗上的载荷实时分配到各液压缸上,存在负载工况模拟不准确和动态特性失真的问题。针对上述问题,提出采用基于元件试验或真实物理结构的数字样机设计方法,实现液压挖掘机整机机、电、液、控制系统及载荷的实时信息交换和协同计算,在6 t数字样机成熟技术基础上,拓展研发20 t、76 t、260 t、390 t挖掘机数字样机平台,并成功开发6 t挖掘机进出口独立控制系统、76 t高能效液压挖掘机和国内首台260 t和390 t超大型挖掘机,对科研及生产具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 液压挖掘机 数字样机 参数化建模 变转动惯量 矿用液压挖掘机
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纯电驱液压挖掘机复合动作电液能量回收再利用系统研究 被引量：17
3
作者 李洁 程珩 +2 位作者 权龙 郝云晓 关澈 《液压与气动》 北大核心 2020年第12期44-50,共7页
为了改善纯电驱液压挖掘机工作过程中大量能量浪费的情况,提出一种基于超级电容和蓄能器的挖掘机复合动作能量回收与再利用系统。首先对该系统的主要元件进行参数匹配和泄漏分析,然后基于SimulationX平台建立某6 t纯电驱液压挖掘机能量... 为了改善纯电驱液压挖掘机工作过程中大量能量浪费的情况,提出一种基于超级电容和蓄能器的挖掘机复合动作能量回收与再利用系统。首先对该系统的主要元件进行参数匹配和泄漏分析,然后基于SimulationX平台建立某6 t纯电驱液压挖掘机能量回收再利用系统仿真模型,对标准工况下的一个循环周期进行运行及能耗特性的仿真研究。结果表明,该系统比原纯电驱液压挖掘机系统实现了29%的节能,达到了良好的节能效果。 展开更多
关键词 电驱挖掘机 转台 动臂 能量回收再利用
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纯电驱液压挖掘机电气式动臂势能回收再利用系统研究 被引量：17
4
作者 关澈 程珩 +3 位作者 权龙 郝云晓 刘学成 李洁 《液压与气动》 北大核心 2020年第1期21-26,共6页
针对纯电驱液压挖掘机传统的动臂电气式回收系统无法实现回收能量再利用的问题,提出一种势能回收再利用系统。以某型6 t纯电驱液压挖掘机为研究对象,对其回收系统各主要元件进行了参数匹配与损耗研究,基于SimulationX平台建立起该系统... 针对纯电驱液压挖掘机传统的动臂电气式回收系统无法实现回收能量再利用的问题,提出一种势能回收再利用系统。以某型6 t纯电驱液压挖掘机为研究对象,对其回收系统各主要元件进行了参数匹配与损耗研究,基于SimulationX平台建立起该系统机电液联合仿真模型,对系统的动态特性与能耗特性进行了仿真研究。结果表明,系统在动臂下落时回收能量效率达到了60%。相比普通纯电驱液压挖掘机的动臂系统实现了21.8%的节能,该项研究实现了动臂回收能量的再利用。 展开更多
关键词 液压挖掘机 动臂系统 能量回收再利用 联合仿真
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新型高性能动圈式电液比例阀及其性能 被引量：16
5
作者 许小庆 权龙 王旭平 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期233-238,共6页
动铁式比例电磁铁作为电液比例阀的电机械转换器,其电磁力本身对铁心位移是非恒定的,其恒定化是研究人员研究的重点之一,并因为铁心的存在导致其线圈电感很大,不利于提高电路的响应速度。为研制高性能电液比例阀/电液伺服比例阀,在前期... 动铁式比例电磁铁作为电液比例阀的电机械转换器,其电磁力本身对铁心位移是非恒定的,其恒定化是研究人员研究的重点之一,并因为铁心的存在导致其线圈电感很大,不利于提高电路的响应速度。为研制高性能电液比例阀/电液伺服比例阀,在前期完成了研究动圈式比例电磁铁及其相关理论的基础上,研制出高性能动圈式比例电磁铁样机,提出了利用动圈式比例电磁铁组成电液比例阀的结构方案,分析具有所提结构的电液比例阀的主要性能,提出了相应的动静态性能试验研究方案,并对这种结构方案进行试验研究。研究结果表明,利用所研制的动圈式比例电磁铁组成比例阀的方案具有动静态性能高的优点,所研制的比例电磁铁静态具有非常好的恒力特性,开环情况下被控阀芯位移对100%输入信号的阶跃响应时间不超过15 ms。研究结果对研制高性能电液伺服比例阀具有积极意义。 展开更多
关键词 比例阀 伺服比例阀 动圈式比例电磁铁 性能测试
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基于补偿压差可调的多路阀流量控制特性研究 被引量：15
6
作者 王波 郝云晓 +3 位作者 权龙 葛磊 杨敬 杨涛 《液压与气动》 北大核心 2020年第11期1-7,共7页
现有多路阀采用压力补偿器补偿载荷差异,受补偿器弹簧力、液动力等因素影响,补偿压差Δp和阀口流量系数Cd不能维持定值,导致多路阀流量控制精度较低。为此,提出多路阀补偿压差调控原理,设计了比例减压阀控制补偿压差方案,实时调控多路... 现有多路阀采用压力补偿器补偿载荷差异,受补偿器弹簧力、液动力等因素影响,补偿压差Δp和阀口流量系数Cd不能维持定值,导致多路阀流量控制精度较低。为此,提出多路阀补偿压差调控原理,设计了比例减压阀控制补偿压差方案,实时调控多路阀补偿压差,提高流量控制精度,同时还可以改变多路阀流量增益,实现小压差下执行器的精细动作和大压差下执行器的快速响应。首先理论分析比例减压阀控制的补偿器阀芯受力关系,进一步根据真实结构参数,在Simulation X平台中建立了补偿压差可控多路阀多学科联合模型,对多路阀的压差调控特性和流量特性开展研究。结果表明,设计的补偿压差可控型多路阀,能够在0~4 MPa范围内实时调控多路阀补偿压差,阀口流量呈非线性变化;0.5 MPa和4 MPa补偿压差下,多路阀流量可变为额定流量的48.6%和146%;进一步通过对压力补偿器阀芯液动力的预估补偿,提高了多路阀的流量控制精度。 展开更多
关键词 多路阀 压力补偿器 补偿压差可控 流量控制特性
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电比例斜盘式恒压柱塞泵的联合仿真与特性研究 被引量：15
7
作者 李会妨 权龙 +2 位作者 郝云晓 程珩 赵斌 《液压与气动》 北大核心 2019年第9期1-7,共7页
为了研究电比例斜盘式恒压柱塞泵的动静态特性,在分析其工作原理、运动特性和流量特性的基础上,利用SimulationX软件搭建恒压泵的机械、液压联合仿真模型进行研究,分析了变量缸大小腔直径比、变量缸弹簧刚度和主控压力阀的阀芯直径对恒... 为了研究电比例斜盘式恒压柱塞泵的动静态特性,在分析其工作原理、运动特性和流量特性的基础上,利用SimulationX软件搭建恒压泵的机械、液压联合仿真模型进行研究,分析了变量缸大小腔直径比、变量缸弹簧刚度和主控压力阀的阀芯直径对恒压泵动态特性的影响。研究结果表明:电比例斜盘式恒压柱塞泵泵具有良好的动静态特性;主控压力阀阀芯直径越大,压力稳态值越接近设定压力值;弹簧刚度的增大和变量缸大小腔直径比值的减小都会提高恒压泵的动态响应速度,但超调量也会随之增大。 展开更多
关键词 恒压泵 斜盘柱塞泵 联合仿真 动静态特性
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基于VMD-MDE和ELM的柱塞泵微弱故障诊断 被引量：14
8
作者 程珩 励文艳 +3 位作者 权龙 赵立红 关澈 韩露 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期635-642,818,共9页
针对早期微弱故障信号易受噪声干扰、难以提取和识别的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)多尺度散布熵(multiscale dispersion entropy,简称MDE)和极限学习机(extreme learning machine,简称ELM)... 针对早期微弱故障信号易受噪声干扰、难以提取和识别的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)多尺度散布熵(multiscale dispersion entropy,简称MDE)和极限学习机(extreme learning machine,简称ELM)的柱塞泵微弱故障诊断方法。首先,采集各状态的振动信号进行VMD分解,得到若干模态分量,根据各模态分量Hilbert包络谱中特征频率能量贡献率大小,提出以归一化特征能量占比(feature energy ratio,简称FER)为重构准则的变分模态分解特征能量重构法(variational mode decomposition feature-energyreconsitution,简称VMDF),对各模态分量进行信号重构;其次,计算重构信号的MDE,对各尺度散布熵进行分析,选择有效尺度散布熵作为特征向量;最后,将提取的特征向量输入ELM完成故障模式识别。柱塞泵不同程度滑靴端面磨损故障的实验结果表明,该方法不仅提高了模式识别效率,还可以更好地反映故障程度变化规律,具有较好的应用性。 展开更多
关键词 变分模态分解 多尺度散布熵 极限学习机 特征能量占比 滑靴磨损 微弱故障诊断
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液气储能双缸驱动大型液压挖掘机动臂节能特性研究 被引量：11
9
作者 夏连鹏 权龙 +3 位作者 曹东辉 尹满义 刘启明 李泽鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第20期240-248,共9页
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... 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。 展开更多
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
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大惯性回转系统速度位置复合控制特性研究 被引量：10
10
作者 黄伟男 张晓刚 +1 位作者 权龙 葛磊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期410-417,共8页
传统工程机械液压回转系统位置控制一般采用驾驶员在环的控制方式,靠驾驶员的观测实现定位,由于驾驶员反应较慢,会影响生产效率和作业的一致性,难以满足对回转定位精度要求较高的工程作业。针对这一问题,在进出口独立控制液压回转系统... 传统工程机械液压回转系统位置控制一般采用驾驶员在环的控制方式,靠驾驶员的观测实现定位,由于驾驶员反应较慢,会影响生产效率和作业的一致性,难以满足对回转定位精度要求较高的工程作业。针对这一问题,在进出口独立控制液压回转系统的基础上,提出采用速度位置复合闭环控制方法,加入速度前馈用于减小跟踪误差,同时加入压差反馈和速度反馈用于减小压力和速度波动,改善系统运行平稳性。首先建立了液压挖掘机回转系统多体动力学机电液联合仿真模型,对所提控制策略的有效性进行了验证;并以液压挖掘机为研究对象,构建了进出口独立控制回转试验测试系统,对所提出的控制方法进行了试验分析。仿真和试验结果表明,对于不同的期望速度和期望位置,无论回转系统正向还是反向运行,都可以获得较高的定位精度,定位误差在0.5°~1.5°之间,而且与开环控制相比,系统运行压力和速度波动明显减小,最大波动压力减小了41.6%,运行平稳性提高。 展开更多
关键词 回转系统 进出口独立控制 速度位置复合控制 速度前馈
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装载机电液混合流量匹配转向系统特性研究 被引量：10
11
作者 王翔宇 权龙 +3 位作者 杨敬 张晓刚 程珩 赵斌 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2206-2215,共10页
为提高传统装载机能量利用率,提出采用变转速定量泵独立供油的电液流量匹配转向原理,用于控制装载机转向,将装载机方向盘转向角速度与伺服电机转速进行合理匹配,使液压泵输出相应流量到转向系统中,当无转向信号时,转向动力源不输出流量... 为提高传统装载机能量利用率,提出采用变转速定量泵独立供油的电液流量匹配转向原理,用于控制装载机转向,将装载机方向盘转向角速度与伺服电机转速进行合理匹配,使液压泵输出相应流量到转向系统中,当无转向信号时,转向动力源不输出流量。若电液流量匹配转向系统出现故障,则该液压转向系统经电磁阀自动切换到原有转向系统,继续完成转向作业。首先建立铰接式装载机机械结构动力学与电液混合系统联合仿真模型,利用该模型对电液流量匹配系统的转向过程进行仿真,进一步建立试验测试样机,对转向系统的动态及能耗特性进行测试,并与原有转向系统的转向特性进行对比。研究结果表明:采用电液混合流量匹配转向系统,可减少转向过程的节流损失并消除溢流损失,节能约16%,并可减小压力冲击和波动,系统的稳定性也得到明显提高。 展开更多
关键词 流量匹配 液压转向 线控转向 装载机 节能
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泵阀双源协同驱动多执行器系统特性研究 被引量：8
12
作者 梁涛 张晓刚 +1 位作者 权龙 赵二辉 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1-11,共11页
针对工程机械等多执行器复合作业装备中阀控系统节流损失严重、泵控系统装机功率过大的问题,提出一种泵阀双源协同驱动多执行器系统。首先对不同系统能效机理进行理论分析,明确了载荷差异造成阀控系统大量节流损失的根本原因是各执行器... 针对工程机械等多执行器复合作业装备中阀控系统节流损失严重、泵控系统装机功率过大的问题,提出一种泵阀双源协同驱动多执行器系统。首先对不同系统能效机理进行理论分析,明确了载荷差异造成阀控系统大量节流损失的根本原因是各执行器驱动腔压力不同。在此基础上,设计了基于所提系统的极低压损控制策略。然后,借助SimulationX仿真软件,建立了37 t液压挖掘机仿真模型,通过试验验证了模型的准确性,并进一步建立了泵阀双源协同驱动和电液流量匹配系统液压挖掘机联合仿真模型。最后,分析对比动臂和铲斗空载复合动作工况下,所提系统与电液流量匹配系统的运行特性和能量特性。结果表明:与电液流量匹配系统相比,所提系统显著改善了重载执行器响应滞后现象,提升了系统运行平稳性,同时大幅降低了载荷差异造成的轻载执行器回路压力损失,整机节流损失和能耗分别降低了67.2%和39.8%。本研究可为降低多执行器复合作业装备节流损失提供全新的解决方案。 展开更多
关键词 阀控系统 泵控系统 工程机械 多执行器载荷差异 节能
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分腔独立变转速泵控电液伺服系统特性研究 被引量：8
13
作者 王波 郝云晓 +3 位作者 权龙 王翔宇 葛磊 赵斌 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第18期235-243,共9页
阀控伺服系统动态响应快、控制精度高,但始终存在大的节流损失。泵控差动缸系统消除了节流损失,需要解决差动缸面积差造成的不对称流量问题。其中,单泵控差动缸系统,结构简单,使用辅助油源平衡不对称流量,但存在压力控制难、系统刚度差... 阀控伺服系统动态响应快、控制精度高,但始终存在大的节流损失。泵控差动缸系统消除了节流损失,需要解决差动缸面积差造成的不对称流量问题。其中,单泵控差动缸系统,结构简单,使用辅助油源平衡不对称流量,但存在压力控制难、系统刚度差等问题;双泵控差动缸系统,匹配双泵排量比和缸两腔面积比平衡不对称流量,需要设计双液压泵协同控制算法。针对上述问题,提出了分腔独立变转速泵控差动缸电液伺服系统,采用两台变转速开式泵分别驱动差动缸两腔,自动适应差动缸不对称流量,不需要额外辅助油源和节流元件。借鉴阀控系统的静压平衡特性,设计了双泵协同控制的总压力策略,使液压缸在动、静态时两腔压力和保持定值,实现系统的预压紧和泄漏补偿,提高了系统刚度。为提高位置阻尼比和稳定性,进一步引入了加速度反馈对系统校正。理论分析和试验结果表明,系统具有好的动、静态特性,在四个象限内具有相同的速度增益,能够四象限驱动负载,仅采用简单的比例控制就能获得高的定位精度,控制特性与阀控系统类似,适用于液压电梯、压力机、注塑成型机等大功率工业设备。 展开更多
关键词 变转速泵 分腔独立 总压力控制 泵控差动缸 电液伺服系统
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闭式泵控液气储能重载举升机构特性研究 被引量：8
14
作者 郝云晓 夏连鹏 +3 位作者 权龙 赵斌 程珩 熊晓燕 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期213-219,共7页
采用变转速泵控缸闭式系统的重载举升机构,在超越负载工况下,若不采用制动电阻或能量回收装置,系统将由于电机不能支撑反向负载而失控。但制动电阻消耗电机的发电能量,降低系统能效,增加系统散热负担。针对上述问题,提出一种基于液气储... 采用变转速泵控缸闭式系统的重载举升机构,在超越负载工况下,若不采用制动电阻或能量回收装置,系统将由于电机不能支撑反向负载而失控。但制动电阻消耗电机的发电能量,降低系统能效,增加系统散热负担。针对上述问题,提出一种基于液气储能的重载举升机构闭式泵控三腔液压缸系统,并将其应用于液压挖掘机动臂。液压泵与三腔液压缸的无杆腔和有杆腔连接,控制动臂运行;配重腔与蓄能器连接平衡挖掘机执行机构的重量,直接回收利用执行机构的势能。研究中,首先确定三腔液压缸和蓄能器的参数,然后设计系统的控制策略,最后构建闭式泵控三腔液压缸的挖掘机动臂试验系统,验证系统的可行性。试验结果表明,合理设置蓄能器的压力,不仅可以实现动臂势能的直接回收利用,而且可以使电机始终处于电动状态,提高系统的可控性和能量效率,与负载敏感控制的三腔液压缸系统相比,液压泵输出能量降低27.2%。 展开更多
关键词 液压挖掘机 液气储能平衡 三腔液压缸 闭式泵控系统 能量回收利用
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液电混合半主动驱动机械臂储能系统设计及仿真 被引量：8
15
作者 乔舒斐 郝云晓 +2 位作者 权龙 葛磊 李泽鹏 《液压与气动》 北大核心 2021年第2期56-62,共7页
针对传统工程装备机械臂重力势能浪费及运行特性差等问题,提出利用高功重比液压缸辅助小功率电机械执行器驱动机械臂的液电混合半主动驱动系统。其中,电机械执行器主动控制机械臂运行,改善运行特性;液压缸与蓄能器连接,构成储能平衡系统... 针对传统工程装备机械臂重力势能浪费及运行特性差等问题,提出利用高功重比液压缸辅助小功率电机械执行器驱动机械臂的液电混合半主动驱动系统。其中,电机械执行器主动控制机械臂运行,改善运行特性;液压缸与蓄能器连接,构成储能平衡系统,用于平衡机械臂自重,回收利用重力势能。根据电机械执行器与液压缸不同组合方式,提出3种驱动方案,以挖掘机动臂为具体应用对象,对不同驱动方案进行参数匹配设计和仿真分析。与节能效果显著的三腔液压缸负载敏感控制系统相比,液电混合驱动系统可进一步降低能耗达51%~56%,动臂速度超调和波动较小,可很好地按照预期速度运行。研究为举升机构驱动系统提供了新的方向,可实现绿色驱动,应用前景广泛。 展开更多
关键词 机械臂 液电混合驱动 电机械执行器 重力势能回收 节能
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液压挖掘机主被动复合驱动回转系统特性及能效 被引量：7
16
作者 乔佳楠 权龙 +2 位作者 葛磊 黄伟男 秦涛 《液压与气动》 北大核心 2022年第10期31-39,共9页
液压挖掘机上车回转系统起动时,由于大惯性、高起动压力而造成大量的溢流损失;制动时回转动能转化为热能,能量损耗大。为此提出主被动复合驱动回转系统,在主驱动回转系统的基础上增设被动回路,被动液压马达用于降低主驱动液压马达的驱... 液压挖掘机上车回转系统起动时,由于大惯性、高起动压力而造成大量的溢流损失;制动时回转动能转化为热能,能量损耗大。为此提出主被动复合驱动回转系统,在主驱动回转系统的基础上增设被动回路,被动液压马达用于降低主驱动液压马达的驱动功率及回收制动能量;为降低起动过程中的溢流损失,对主动回路采用进出口独立控制。针对主动马达和被动马达不同排量比对蓄能器压力的影响,提出了改变被动马达排量的优化方案。首先,进行元件匹配计算;然后,建立挖掘机主被动复合驱动回转系统联合仿真模型,与原机回转系统进行能耗对比。结果表明:主被动复合驱动系统在1个工作循环内能耗降低了35.9%~53.1%,实现了节能,提高了工作效率。 展开更多
关键词 液压挖掘机 主被动复合驱动 回转系统 进出口独立控制 节能
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机电液混合驱动直线执行器构型设计与性能测试 被引量：6
17
作者 乔舒斐 郝云晓 +2 位作者 权龙 葛磊 夏连鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期212-222,共11页
针对阀控液压缸节流损失大,电机械执行器带载能力弱的问题,通过液压缸活塞与电机械执行器螺母刚性连接的方式,将两类执行器集成为新型的机电液混合驱动直线执行器,主要由电机械驱动机构和液压驱动机构组成。电机械驱动机构用于执行器运... 针对阀控液压缸节流损失大,电机械执行器带载能力弱的问题,通过液压缸活塞与电机械执行器螺母刚性连接的方式,将两类执行器集成为新型的机电液混合驱动直线执行器,主要由电机械驱动机构和液压驱动机构组成。电机械驱动机构用于执行器运动控制,液压驱动机构具有功率放大功能,用于提高执行器带载能力。研究中,活塞杆设计为中空结构用于长行程丝杠的安装,活塞上增设有通油孔用于油液的快速流通。通过密封设计,将活塞两侧设计为可充高压油液的容腔,采用ANSYS Workbench有限元软件对新型执行器零部件进行强度校核。最后,制造执行器试验样机并构建性能测试平台,测试结果表明,设计的机电液混合驱动直线执行器密封效果良好,运动过程中启制动平稳,具有良好的速度与位置控制特性;执行器液压驱动机构增力效果显著,且节流损失较小。所提机电液混合驱动直线执行器融合了液压驱动和电机械驱动的优点,为实现高能效高功率密度直线驱动提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 机电液混合驱动直线执行器 电机械执行器 液压缸 集成 结构设计
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一种新型的装载机电驱泵控液压转向系统 被引量：7
18
作者 杨敬 王翔宇 +3 位作者 权龙 张晓刚 程珩 赵斌 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期182-188,共7页
传统装载机的负荷敏感转向系统存在较高的溢流损失和节流损失,转向过程中能量损耗较大.为提高转向系统的能量利用率,提出一种电驱闭式泵控液压转向系统,采用电控方向盘代替原转向系统中的转向阀和方向盘直接控制同步伺服电机,同步伺服... 传统装载机的负荷敏感转向系统存在较高的溢流损失和节流损失,转向过程中能量损耗较大.为提高转向系统的能量利用率,提出一种电驱闭式泵控液压转向系统,采用电控方向盘代替原转向系统中的转向阀和方向盘直接控制同步伺服电机,同步伺服电机转速直接由电控方向盘控制,使液压泵输出转向所需的流量到转向液压缸中.研究中,为验证该系统的可行性,首先建立联合仿真模型;然后构建该转向系统的试验测试样机进行验证,并对比原负荷传感转向系统与改进系统在相同转向工况下的工作特性.由试验结果可知,电驱闭式泵控液压转向系统消除负荷敏感转向系统的溢流损失和节流损失,并降低了转向系统的待机能耗,比负荷传感转向系统节能约56%,提高了转向系统的响应速度,使转向过程更加平稳、迅速. 展开更多
关键词 泵控液压缸 伺服电机 液压转向 装载机 能量消耗
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转速排量复合控制电驱液压挖掘机能耗特性研究 被引量：7
19
作者 刘彪 权龙 +3 位作者 葛磊 黄伟男 李泽鹏 秦涛 《液压与气动》 北大核心 2020年第5期7-13,共7页
为克服内燃机驱动液压挖掘机动力源能效低、排放差、噪声大的问题,提出一种纯电驱负载敏感系统,采用变频异步电机作为动力源,为克服电动机高速轻载、液压泵小排量工况效率低的不足,设计了基于“排量预值”的转速-排量复合控制方案,尽可... 为克服内燃机驱动液压挖掘机动力源能效低、排放差、噪声大的问题,提出一种纯电驱负载敏感系统,采用变频异步电机作为动力源,为克服电动机高速轻载、液压泵小排量工况效率低的不足,设计了基于“排量预值”的转速-排量复合控制方案,尽可能使液压泵处于大排量状态,在流量高动态变化时,采用变排量控制,克服电动机动态响应的不足。构建了3种驱动方案下液压挖掘机机电液联合仿真模型,以动臂单动作及工作装置复合动作进行研究,对比分析不同驱动方案下液压挖掘机能耗特性,并分析“排量预值”对设计方案能效的影响。相比柴油机驱动和定速电机驱动,转速排量复合控制方法可以分别节约成本约63%和38%,随着“排量预值”的增大,纯电驱液压挖掘机的运行成本逐渐降低。 展开更多
关键词 液压挖掘机 排量预值 能耗特性 节能
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串联阀芯阀口独立控制多路阀设计及特性研究 被引量：1
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作者 赵星宇 王波 +2 位作者 权龙 葛磊 周兴炜 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期113-125,共13页
现有多路阀存在大流量低压损控制难、动态特性差等问题,且阀芯机械固联,压损大、自由度低,难以满足高端主机对操纵性、节能性、智能化、负载适应性的需求。为此,基于插装阀大流量控制特性好和滑阀微动性能好的优点,创新提出换向滑阀的... 现有多路阀存在大流量低压损控制难、动态特性差等问题,且阀芯机械固联,压损大、自由度低,难以满足高端主机对操纵性、节能性、智能化、负载适应性的需求。为此,基于插装阀大流量控制特性好和滑阀微动性能好的优点,创新提出换向滑阀的进出口串接两个流量放大型比例插装阀的新构型,研制串联阀芯阀口独立控制多路阀。两个插装阀可以根据控制需求设计为流量控制或压力控制功能,系统自由度高,具有很高的智能化潜力。为了实现流量和压力的高精度冗余控制,设计串联式双级位移闭环+并联式流量/压力闭环控制策略,通过仿真研究位置、流量、压力三种工作模式下阀的特性。并试制样阀,搭建试验台对压损特性、位移滞环、流量控制特性、动态响应特性和稳态负载特性进行了测试。结果表明,样阀额定流量达到300 L/min,主阀位移滞环小于1%;主阀阶跃响应小于35 ms,具有较高的动态特性;流量最大偏差小于5%,流量控制精度高。 展开更多
关键词 多路阀 阀口独立控制 稳态特性 动态特性
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