[发明专利]装载机工作装置液压系统能量损失的分析方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种能耗损失的分析方法，具体地说，尤其涉及一种装载机工作装置液压系统能量损失的分析方法。

背景技术：

液压系统是装载机的主要组成部分之一，装载机铲斗的动作以及动臂的动作都是依靠液压系统来实现的。研究装载机的能耗，提出节省能源提高能源利用率是生产厂家的需要，也是我国建设所提倡的，节能研究是工程机械液压技术的发展趋势。一般对于装载机工作装置液压系统能量损失环节的分析是定性的，依照经验确定和分析能量损失环节，而且无法确定各损失环节的在整机能量损失中所占的具体比重，因此无法定量地分析和确定装载机液压系统节能的重点和难点。

发明内容：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种将仿真和实验手段相结合的方法，对装载机工作装置液压系统的能量损失环节进行定量地分析。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种装载机工作装置液压系统能量损失的分析方法，采用将仿真和实验手段相结合的方法，对装载机工作装置液压系统的能量损失环节进行定量地分析，包括以下步骤：

(a)掌握装载机工作装置液压系统的工作原理，获取各个元件的主要参数，在SimulationX建立整个工作装置液压系统的模型，依据装载机工作装置原理图将相应的液压元件模型通过液压管道相连；

(b)据各个液压元件的模型设定仿真系统中需要的参数；

(c)运行仿真软件，获得各个元件的压力、流量等参数的特性的仿真结果；

(d)将流量计、位移传感器、压力传感器、数据采集仪安装到装载机工作装置上，并通过对装载机在各个常用工况下的动态特性的测试，得出装载机在常用工况下的压力、流量特性的实验结果；

(e)将仿真结果和实验结果进行对比，验证仿真结果的正确性，并进一步对实验结果进行分析；

(f)通过仿真曲线获得各个环节的功率消耗情况，由此计算出相关能量损失的具体数值以及该部分能耗在总能耗中的比率。

在上述技术方案中，所述步骤(b)中需要设定的仿真系统参数包括：

1）泵的流量的设定；

2）动臂和铲斗的动作设定；

3）负载设定。

在上述技术方案中，所述步骤(d)的各传感器安装位置如下：在定量泵的出口位置安装涡轮流量计和压力传感器，在动臂油缸的进出油口上安装压力传感器，并在动臂油缸的缸筒上安装位移传感器，与动臂油缸相同，转斗油缸上也是安装两个压力传感器和一个位移传感器。

进一步的技术方案，所述步骤(e)操作方法是：通过对比计算仿真曲线和实验曲线的相对误差来判断仿真结果的正确性，并分析误差产生的原因。

在上述技术方案中，液压系统主要由动臂液压回路和铲斗液压回路组成。

在上述技术方案中，所述步骤(f)中能耗分析的内容包括获得各工况工作泵输出功、有用功、高压溢流能耗，并通过获得的数据算出各部分液压系的统效率和高压溢流损失占的比例，其中，液压系统效率=有用功/液压系统输入总功，高压溢流损失=高压溢流能耗/液压系统输入总功。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

（1）定量分析了各个工况下装载机工作装置液压系统各个能量损失环节，确定了各个环节能量损失所占比重；

（2）比较明了地分析各个环节的能量损失的大小，便于有重点地对能量损失比较大的环节进行改善；

（3）该分析方法为分析装载机工作装置液压系统出现的问题提供了理论依据和数据支持。

附图说明：

图1为装载机工作装置液压系统的仿真模型原理图；

图2为装载机工作装置动臂油缸大腔仿真结果的压力——时间曲线；

图3为装载机工作装置动臂油缸小腔仿真结果的压力——时间曲线；

图4为装载机工作装置铲斗油缸大腔仿真结果的压力——时间曲线；

图5为装载机工作装置铲斗油缸小腔仿真结果的压力——时间曲线；

图6为装载机工作装置工作泵仿真结果的压力——时间曲线；

图7为装载机工作装置怠速空载工况动臂油缸大腔压力——时间曲线；

图8为装载机工作装置怠速空载工况动臂油缸小腔压力——时间曲线；

图9为装载机工作装置怠速空载工况铲斗油缸大腔压力——时间曲线；

图10为装载机工作装置怠速空载工况铲斗油缸小腔压力——时间曲线；

图11为本发明的实施例1仿真结果与试验结果的对比分析曲线；

图12为本发明的实施例2仿真结果与试验结果的对比分析曲线；