液压挖掘机在工作过程中,动臂、斗杆和铲斗的上下摆动以及回转机构的回转运动比较频繁,又由于各运动部件惯性都比较大,在有些场合,动臂自身的重量超过了负载的重量,在动臂下放或制动时会释放出大量的能量。负负载的存在使系统易产生超速情况,对传动系统的控制性能产生不利影响。从能量流的角度出发,解决带有负负载的问题有两种方法:一种方法是把负负载所提供的机械能转化为其他形式的能量无偿地消耗掉,不仅浪费了能量,还会导致系统发热和元件寿命的降低。比如液压挖掘机为了防止动臂下降过快,在动臂上装有单向节流阀,因此动臂下降过程中,势能转化为热能而损耗掉;另一种方法是把这些能量回收起来以备再利用。用能量回收的方法解决负负载问题不但能节约能源,还可以减少系统的发热和磨损,提高设备的使用寿命,而且对液压挖掘机的节能产生显著的效果。
近年来,针对提高液压挖掘机液压系统工作效率出现了各种节能技术,如正流量技术和负流量技术、新型流量匹配系统、负载敏感技术、负载口独立控制系统、液压矩阵控制技术、基于高速开关阀的液压控制技术等可以某种程度上提高液压挖掘机能量利用率,但无法解决液压挖掘机动臂下放释放的势能和回转制动释放的动能等传统负负载消耗在节流阀口上的问题。传统液压挖掘机系统中,由于不存在储能单元,所采用的各种能量回收方法难以将这部分能量高效回收、方便存储并再利用。混合动力系统和纯电驱动等新能源技术的应用为解决这一问题提供了新的途径。当液压挖掘机采用混合动力驱动或者纯电驱动后,必须辅以各种能量回收技术和液压节能技术才能进一步提高节能效果。由于动力系统本身配备储能单元,能量的回收与存储都易于实现。因此,为进一步提高能量的利用率,降低系统的能耗,有必要研究液压挖掘机具备了能量储存单元后的能量回收方法。(www.xing528.com)
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