基于功率匹配的WX45T型正面吊节能技术研究

【摘要】：正面吊运机广泛用于港口集装箱的转运堆码作业,作为一种大功率的工程机械,其工作中负载变化较大,存在着因功率分配不当而导致发动机的油耗高,排放差,功率损失等严重的问题,因此对其进行节能性研究就显得相当重要。本文对基于功率匹配的正面吊运机系统的节能控制技术进行了理论研究及仿真和实验验证。主要完成的研究如下： 1、结合正面吊作业特点,分析其功率损失关键性原因,确定了围绕因功率匹配不合理而导致的功率损失为主要的研究重点。 2、应用发动机转速感应PID控制电液比例负载敏感泵恒功率输出的方法,实现发动机与泵功率的合理匹配；通过对发动机调试器的控制,实现发动机分工况功率模式控制；确定了发动机与液力变矩器的匹配原则；通过对发动机和液压泵控制方式的选择,建立了正面吊的节能控制系统。 3、建立了发动机与液力变矩器功率匹配的优化模型,通过对设计变量的优化计算,得出优化后发动机与液力变矩器的功率匹配比全功率匹配时动力性方面提高了3.5%,燃油经济性方面则降低了3.1%。建立了电液比例负载敏感泵的控制模型,最后通过对转速感应ID控制节能控制系统的AMESim仿真,验证匹配方式的正确性及合理性。 4、以WX45T型正面吊为平台对节能系统进行试验分析,试验结果表明：该方案设计合理,节能效果突出。 【关键词】：正面吊 功率匹配 电液比例负载敏感泵 节能 PID
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U653.92
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 正面吊的特点及应用现状9-13
• 1.2 课题提出背景及研究意义13-14
• 1.3 国内外正面吊节能技术的研究与发展现状14-16
• 1.3.1 国外正面吊节能技术的研究与发展现状14-15
• 1.3.2 国内正面吊节能技术的研究与发展现状15-16
• 1.4 本论文主要内容16
• 1.5 本章小结16-17
• 2 正面吊动力系统特性研究及节能技术分析17-30
• 2.1 正面吊运机典型工况分析17-19
• 2.2 节能控制系统的组成与特性分析19-23
• 2.2.1 发动机工作特性及节能控制分析19-22
• 2.2.2 液力变矩器特性分析22
• 2.2.3 液压泵工作特性与节能控制分析22-23
• 2.3 正面吊运机能量损失分析23-28
• 2.3.1 液压系统能量损失的分析24-25
• 2.3.2 功率匹配不合理引起的能量损失25-28
• 2.4 系统主要的能量损失及解决28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 正面吊动力系统功率匹配研究30-45
• 3.1 功率匹配要求30
• 3.2 控制策略分析30-39
• 3.2.1 发动机-泵的功率匹配31-33
• 3.2.2 泵-负载的功率匹配33-35
• 3.2.3 发动机与液力变矩器的匹配35-36
• 3.2.4 发动机-负载的功率匹配36-39
• 3.3 发动机与泵功率匹配的转速感应控制系统39-40
• 3.4 节能控制系统的建立40-44
• 3.4.1 发动机的控制方式41
• 3.4.2 液压泵控制方式的选择41-42
• 3.4.3 节能控制系统建立42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 4 节能控制系统的建模与仿真分析45-62
• 4.1 动力作业系统的数学模型及建模45-57
• 4.1.1 发动机的数学模型45-46
• 4.1.2 发动机与液力变矩器匹配数学模型及约束的建立46-50
• 4.1.3 泵的数学模型及仿真50-57
• 4.2 联合仿真模型的建立57-58
• 4.3 仿真结果与分析58-61
• 4.3.1 转速感应控制与负载控制系统的仿真结果与分析58-60
• 4.3.2 发动机与液力变矩器的仿真与结果分析60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 实验与结果分析62-71
• 5.1 试验目的与实验内容62
• 5.2 试验设备62-66
• 5.2.1 试验平台简述62-64
• 5.2.2 负载模拟系统64-65
• 5.2.3 试验检测元件选择及测量参数说明65-66
• 5.3 试验步骤66-68
• 5.3.1 检测仪器的连接安装66-67
• 5.3.2 发动机油门位置与转速关系的标定67-68
• 5.4 控制系统的节能控制试验与数据分析68-70
• 5.5 本章小结70-71
• 6 结论与展望71-72
• 参考文献72-76
• 攻读学位期间主要的研究成果76-77
• 致谢77

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