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混合动力液压挖掘机动力耦合机理及控制策略研究结题摘要

2022/07/16129 作者:佚名
导读:摘要:随着非道路移动工程机械环保标准的日益严格,而且能源短缺日趋严重,国际油价逐年上涨,液压挖掘机作为燃油消耗大户,其节能技术面临空前挑战。基于对目前工程机械能耗原因以及节能研究现状的分析发现,因动力源与负载之间的功率不匹配加上工作负载的频繁剧烈波动,动力源的工作点波动巨大,导致发动机的燃油效率低下。在传统的发动机直接驱动液压泵作为动力源的结构中,动力源的效率很难得到有效改善,因此本项目提出了一种

摘要:随着非道路移动工程机械环保标准的日益严格,而且能源短缺日趋严重,国际油价逐年上涨,液压挖掘机作为燃油消耗大户,其节能技术面临空前挑战。基于对目前工程机械能耗原因以及节能研究现状的分析发现,因动力源与负载之间的功率不匹配加上工作负载的频繁剧烈波动,动力源的工作点波动巨大,导致发动机的燃油效率低下。在传统的发动机直接驱动液压泵作为动力源的结构中,动力源的效率很难得到有效改善,因此本项目提出了一种液压挖掘机新型油电混合动力技术,通过主动力源(柴油发动机)与辅助动力源(电动机和动力电池)组成并联混合动力系统,两个动力源性能互补,共同驱动挖掘机负载。本项目主要开展了以下工作:①研究了该混合动力系统的节能机理及关键科学问题并建立了并联混合动力系统的动力学模型;②根据双动力源的动力耦合特点,研究了混合动力系统的轴系振动机理,提出了基于软、硬件结合的解耦策略,通过实验验证了该方法对轴系振动的改善效果;③研究了基于遗传算法的动力总成控制策略,通过仿真和实验,验证了该方法在挖掘机负循环载剧烈波动工况下的适应性;④针对混合动力挖掘机多关节协同工作的特点,研究了基于非线性PID与交叉耦合算法相结合的斗齿轨迹精度控制方法,并进行了仿真和试验测试,结果表明该方法能较大提高多关节挖掘机斗齿的轨迹精度;⑤以电驱回转关节为对象,研究了基于混合动力技术与超级电容为储能装置的能量回收方法,并进行了理论仿真,结果表明基于电驱回转能量回收的方法,具有明显的节能效果。 三年来,本项目研究成果已经在国内外公开发表学术论文7篇,其中SCI 检索期刊3篇(其中一篇录用),EI 检索期刊2 篇,申请国家专利1项。同时还有2篇论文投往一级以上期刊,正在审稿中。 2100433B

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