工程机械电子节能控制技术研究
矿山工程中机械设备的能效优化与节能减排研究

矿山工程中机械设备的能效优化与节能减排研究摘要:本研究旨在探讨矿山工程中机械设备的能效优化与节能减排问题。
通过分析能效优化与节能减排的理论基础和机械设备的能耗特点,提出了高效节能设备、绿色节能技术以及节能改造与优化等能效优化技术。
同时,通过优化设备运行管理、改进作业流程以及加强能源管理等节能减排策略,实现机械设备的能效优化和节能减排目标。
然而,矿山工程中机械设备的能效优化与节能减排面临着一系列挑战,例如设备更新换代、技术创新等。
关键词:矿山工程;机械设备;能效优化引言:随着经济的快速发展,矿业开采规模不断扩大,机械设备的能耗日益增加。
为实现矿山工程的可持续发展,对机械设备的能效优化与节能减排具有重要意义。
本文旨在探讨矿山工程中机械设备的能效优化与节能减排问题,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
1.矿山工程机械设备能效优化与节能减排的理论基础1.1 能效优化与节能减排的相关概念能效优化是指通过提高能源利用效率,实现在相同或更高的产出条件下减少能源消耗的过程。
节能减排是指通过采用合理的技术、管理和政策措施,减少能源消耗和减少排放物的释放,以达到保护环境和可持续发展的目标。
能效优化与节能减排紧密相关,旨在实现资源的高效利用和减少对环境的负面影响。
1.2 矿山工程机械设备的能耗特点矿山工程机械设备的能耗特点主要表现为能源消耗量大、能效较低、能源利用率低等。
矿山工程通常需要大量的能源供给,例如电力、燃料等,以满足机械设备的运行需求。
同时,由于矿山工程的特殊性,机械设备的负荷变化大,能效水平相对较低。
由于矿山工程中的挖掘、运输等环节存在能量损耗和浪费,导致能源利用率较低。
1.3 机械设备能效优化的主要途径机械设备能效优化的主要途径包括技术改进、管理优化和政策支持。
技术改进方面,可以通过提高设备的能效设计和制造水平,采用先进的节能技术和装备,改进能源转换效率等来实现能效优化。
管理优化方面,可以加强设备的运行管理和维护,优化生产流程和作业方式,提高设备利用率和能源利用率。
液压挖掘机电子监控节能系统的研究设计

摘
要: 系统 主要基 于对 柴 油机 和 液压 系统 的联 合控 制 , 达 到 节 能降耗 和 提 高 工作 效 率的 目的。
通 过对 柴 油机 和 泵的特性 曲线的分析 , 建 立控制模 型 ; 通过仿 真 测试 , 达到设 计要 求的控 制效 果。 系统 自动拟合 液压 泵和 柴油机 的功 率 曲线 、 采用 C P U单元 对柴 油机 、 液压 泵进 行控 制 , 建 立液 压
挖 掘机 的智 能节 能控 制 系统 。 关键 词 : 控制技 术 ; 电子 节能 ; 工程机械
中图分 类号 : T H1 2 2
文献标 识码 : A
作 为经济 、 高 效 的 工程 机 械 , 液 压挖 掘 机 已广
泛 应用 于工业 与 民用 建 筑 、 交 通 运输 、 水力 电力 工 程、 矿 山采掘 等机械 化施 工 中。液压挖 掘机 虽然 能
第3 0卷 第 4期 2 0 1 3年 8月
贵州大学学报(自然科学版 ) J o u r n a l o f G u i z h o u U n i v e r s i t y( N a t u r a l S c i e n c e s )
Vo 1 .3 0 No .4
通讯作者 : 陈伟 兴 , E m a i l : c h e n w e i x i n g x p h @1 2 6 . c o n.
第 4期
李少波 等 :液压挖掘机电子监控节能 系统 的研究设计
・ 5 9・
功 率 配 和节 能控 制 。
方 案 2: 分段 与模拟 结合 控制
基金项 目: 贵州省社会发展攻关项 目( 黔科合 G Y字 [ 2 0 1 1 ] 3 0 8 9 ) 作者简介 : 李 少波 ( 1 9 7 3一) , 男, 湖南岳 阳人 , 教授 , 博导, 研究方 向: 机械制造及其 自动化 , E m a i l : l i s h a o b o @g z u . e d u . ( 2 1 1
工程机械电子节能控制技术

工程机械电子节能控制技术工程机械电子节能控制技术在当前社会发展中发挥着越来越重要的作用。
随着工程机械行业的快速发展,对于节能环保的要求也越来越高,而电子节能控制技术正是为实现工程机械节能环保所必不可少的技术手段之一。
本文将深入探讨工程机械电子节能控制技术的相关内容,包括技术原理、应用领域、发展趋势等方面,以期能对读者有所启发和帮助。
一、技术原理工程机械电子节能控制技术是指通过现代电子技术手段对工程机械进行节能控制的一种技术手段。
其主要原理是通过对工程机械的动力系统、传动系统、液压系统等进行精准的控制和调节,实现对工程机械运行状态的智能监测和优化控制,从而达到节能环保的目的。
在动力系统方面,通过采用先进的变频调速技术和无功功率补偿技术,可以有效减少工程机械在启动和运行过程中的能耗,提高系统运行的效率。
在传动系统方面,采用智能传感器和电子控制单元,可以实时监测传动系统的运行状况,对传动过程进行精准控制,降低能量损耗,延长设备寿命。
在液压系统方面,利用先进的液压控制技术和智能电磁阀技术,可以实现对液压系统的精准控制,减少液压能源的损耗,提高系统的能效。
通过以上方式,工程机械的电子节能控制技术可以有效降低设备的能耗,提高设备的运行效率,达到节能环保的目的。
二、应用领域工程机械电子节能控制技术在各种工程机械设备中都有广泛的应用。
挖掘机、起重机、混凝土搅拌车、推土机等工程机械设备是电子节能控制技术的主要应用领域。
通过对这些设备的动力传动系统、液压系统和控制系统进行优化和改造,可以显著降低设备的能耗,提高设备的运行效率,同时也能大大减少对环境的影响,实现节能减排的目标。
在挖掘机方面,采用电子节能控制技术可以实现对挖掘机动力系统的精准控制,提高设备的燃油利用率;在起重机方面,通过采用电子节能控制技术可以实现对起重机的起升和运行过程的智能控制,降低设备的能耗,提高操作的安全性和稳定性;在混凝土搅拌车方面,采用电子节能控制技术可以实现对搅拌车的搅拌过程进行精准控制,提高设备的搅拌效率和质量;在推土机方面,通过采用电子节能控制技术可以实现对推土机行走和平整过程的精准控制,提高设备的作业效率和质量。
工程机械技术方案

工程机械技术方案一、前言工程机械是指用于土地工程、公路工程、建筑工程和水利工程等工程施工中所使用的各类机械设备的总称。
随着工程施工的不断发展和完善,工程机械在施工中所占的比重越来越大,其运用也越来越广泛。
由于工程机械的使用范围广泛,所以在设计和研发方面也需要不断地进行技术创新,在性能、节能、环保等方面做出更多的努力。
二、技术方案概况本技术方案主要是针对工程机械在设计和研发中的一些关键技术问题进行的规划和研究。
本方案将主要从工程机械的性能、结构设计、节能环保等方面进行详细的分析和探讨,旨在提高工程机械的整体性能和使用效率,减少资源浪费,降低环境污染。
三、工程机械的性能提升1.电子控制系统的应用随着电子技术的发展,电子控制系统在工程机械上的应用越来越广泛。
采用电子控制技术可以提高机械设备的灵活性和稳定性,可以在操作上更方便,精确度更高。
同时还可以通过电子控制系统实现自动化操作,提高施工效率。
2.液压系统的优化工程机械液压系统是其重要的动力部分,如何提高液压系统的效率和稳定性是提高工程机械性能的关键。
可以通过提高液压系统的工作压力和流量,优化液压元件的设计,降低能量损失来提高液压系统的效率和稳定性。
3.创新材料的应用在工程机械制造过程中,材料的选择对机械设备性能有很大影响。
采用新型材料可以有效提高机械设备的强度、硬度和耐磨性,从而提高机械设备的使用寿命和稳定性。
四、工程机械的结构设计1.结构轻量化工程机械的结构轻量化是提高机械设备性能的重要途径。
通过轻量化设计可以减轻机械设备的自重,从而提高机械设备的运行速度和灵活性,减少能源消耗。
2.结构可靠性工程机械在使用过程中需要承受较大的振动和冲击,因此对于机械设备的结构可靠性要求较高。
可以通过提高机械设备的抗震性能、疲劳寿命和工作稳定性来提高机械设备的结构可靠性。
3.结构模块化采用模块化设计可以简化机械设备的安装和维护,降低维护成本,提高设备的使用效率。
五、工程机械的节能环保1.发动机的节能工程机械的发动机是其重要的动力源,如何提高发动机的燃烧效率和降低排放是提高机械设备节能环保的关键。
机电一体化技术在现代工程机械中的应用

机电一体化技术在现代工程机械中的应用机电一体化技术是指将机械与电子技术相结合,通过电气传动、传感器技术、控制技术等手段,实现对机械设备的自动化控制和智能化管理。
它在现代工程机械中的应用越来越广泛,为提高生产效率、降低能耗、提升产品质量等方面带来了显著的改进。
一、自动化控制方面:机电一体化技术可以实现对机械设备的自动化控制,减少人工操作和提高生产效率。
在挖掘机中,通过安装传感器和电脑控制系统,可以实现挖掘机的自动化定位、自动控制挖掘和卸载等功能,大大减少了人工操作的繁琐程度,提高了操作效率。
二、智能化管理方面:机电一体化技术可以实现对机械设备的智能化管理和维修。
通过搭载传感器和监控系统,可以实时监测机械设备的运行状态,并进行故障诊断和预警,及时采取维修措施,避免设备损坏和停机时间的浪费。
通过云平台和网络连接,可以实现对设备的远程监控和管理,提高了设备的利用率和生产效率。
三、节能环保方面:机电一体化技术可以实现对机械设备的能源管理和节能控制。
通过搭载能量回收装置和电气传动系统,可以实现对能源的高效利用和耗能过程的控制,降低了能源的消耗和排放,减少了对环境的负面影响。
在挖掘机中,通过采用电动驱动系统,可以将机械传动效率提高到90%以上,比传统的液压驱动系统更加节能环保。
四、产品质量方面:机电一体化技术可以实现对机械设备的精确控制和质量监控。
通过配备高精度的传感器和闭环控制系统,可以实时监测机械设备的工作状态和输出质量,及时调整参数和控制策略,保证产品的稳定性和一致性。
在数控机床中,通过导轨精度的监测和闭环控制,可以准确控制加工精度和表面光洁度,提高产品的质量和效益。
机电一体化技术在现代工程机械中的应用不仅提高了生产效率和产品质量,还降低了能耗和环境污染,实现了智能化管理和维修。
随着科技的不断进步和市场需求的不断增长,机电一体化技术在工程机械领域的应用前景更加广阔,将为工程机械行业带来更多的创新和发展机会。
关于机械工程及节能控制技术分析

关于机械工程及节能控制技术分析摘要:在经济发展进程中,生产作业的机械化水平也越来越高,这些都得益于机械工程的普及运用。
在现代机械工程领域的完善和优化中,注重机械工程应用的节能控制,能够改善机械作业的整体效能,对经济生产有着重要的推动作用。
关键词:机械工程;节能控制;能耗;功率机械工程节能控制技术,应当结合生产作业实际需求,从整机节能设计技术、液压元件节能技术以及其他相关节能技术等途径去综合考虑。
通过提高机械工程应用环节的能耗控制效果,使机械作业效率与经济性都能够得到保证。
机械工程实现高效节能的过程中,要重视研发力量的投入,并拓展节能控制范围、深化节能控制实施,使机械工程领域得以持续健康发展。
一、机械工程与节能概述相关概述(一)机械工程机械工程是通过利用机械原理,在机械领域进行开发设计,并制造出能够完成各种任务目标的机械设备和机械技术。
机械工程将机械作为一个领域进行研究,形成了独立的,具有科学研究和应用价值的学科[1]。
机械工程在社会生产中有着重要的作用,能够依托于机械工程来解决劳动力效率等方面的问题。
(二)节能随着机械工程在社会经济发展过程中的普及,也带来了新的问题,即机械工程的能耗问题。
机械工程是以能源为动力基础,在目前节能减排方针政策指引下,如果能够将节能理念和技术与机械工程进行结合,是机械工程得以持续性发展的重要基础[2]。
机械工程的研发也要从节能角度去进行探讨,通过清洁能源、可再生能源的应用,使机械工程不仅可以具备有效的经济效益,同时也能够具备更大的社会效益,降低对传统能源的消耗。
二、机械工程节能技术的发展现状分析机械工程节能技术在21世纪以来,已经有着较大的突破。
在人们对清洁能源了解和掌握的基础上,也积极进行了机械工程节能的研发。
在从整机层面、元器件层面和高新技术层面去融入节能理念。
创新优化机械工程的动力装置、控制装置等,使机械工程能够实现清洁能源的应用。
但由于机械工程节能技术仍然属于探索过程中,机械工程节能技术仍然有较大的进步空间。
工程机械电子节能控制技术研究
工程机械电子节能控制技术研究摘要:通过分析研究工程机械的功率情况,得出广义节能的含义以及进行节能的理念。
结合当下工程机械不同的控制技术,在广义的节能含义里进行有机地融合。
考虑到不能轻松地定量比较节能技术,为此,在全局的角度做出了一个节能指标公式,进行工程机械的节能控制。
下面先是从广义节能、工程机械功率图这两个方面分析了广义节能的含义,然后从以下这几个方面提出了工程机械电子的节能控制技术。
关键词:工程机械;电子节能控制;技术研究中图分类号:s210.41 文献标识号:a 文章编号:2306-1499(2013)06-(页码)-页数随着科学技术的不断发展,工程机械在能量消耗、作业性能、操作适宜程度方面的要求越来越高。
本文基于一种全新的节能控制理念,借助于电子节能控制技术,进行工程机械的节能控制管理,节约了能量的消耗。
下面先讲解一下广义节能的含义。
1.广义节能的含义分析1.1广义节能含义工程机械进行能量的转换以及能量的传递,可以给外面的负载提供有效功,做出有效功率。
考虑到工程机械属于协同作业类型,有两个方面可以影响到工程机械的输出功率,一个是功率的传递情况,另一个是不同功率间的配合情况。
现在人们对工程机械的节能控制大多关注在功率传递方面以及供应方、需求方的匹配方面,却没有关注不同功率间的配合情况。
作用功率为工程机械在单位时间里完成的作用量。
在提高作用功率的同时就会加大能量的消除程度,降低作业功率的同时就会降低能量的消耗程度。
作用功率同功率之间呈反比例关系,为此,需要在一样的作用功率下进行能源消耗数据资料的比较。
广义节能含义有以上说到的四点内容,分别是匹配、效率、不同功率间的配合以及作业效率。
1.2典型的工程机械功率图分析站在能量的角度看待工程机械的全部过程,其实就是不同类型的能量之间进行的传递过程、转换过程以及做功过程。
研究工程机械能量控制管理,不能没有工程机械流图的分析研究。
以柴油机为例进行的能量转换过程,都来源于柴油提供的化学能量。
浅析新能源技术在工程机械中的应用
浅析新能源技术在工程机械中的应用摘要:工程机械作为现代社会建设和发展的重要工具,对能源的需求量日益增加。
然而,传统的能源模式已经无法满足人们对于低碳、环保和可持续发展的要求。
因此,研究和应用新能源技术在工程机械中具有重大意义。
关键词:新能源技术;工程机械;应用1工程机械中新能源技术的具体应用1.1电动机技术在工程机械中的应用工程机械是指用于进行土方、矿山、建筑等工程施工和维护的机械装置。
随着环境保护和节能减排要求的提高,传统的内燃机技术逐渐受到限制,而电动机技术作为一种清洁、高效的动力形式,在工程机械中得到了广泛应用。
电动机技术在工程机械中的应用主要体现在以下几个方面:电动挖掘机:在挖掘机的动力系统中,传统的液压驱动系统被电动驱动系统取代。
电动挖掘机具有响应速度快、能耗低的特点,同时还可以实现能量回收和噪音减少。
电动推土机:传统的推土机采用内燃机驱动,而电动推土机则采用电动机驱动。
电动推土机具有零排放、噪音低等优点,同时还可以通过电能回收实现能量的再利用。
电动压路机:压路机作为一种重要的道路施工设备,传统的压路机采用内燃机进行驱动。
而电动压路机采用电动机驱动,具有噪音低、零排放等特点,可以提高施工环境的质量。
电动叉车:叉车作为一种重要的物流设备,传统的叉车采用内燃机进行驱动。
而电动叉车采用电动机进行驱动,具有零排放、噪音低等优点,可以提高物流运输过程中的环境质量。
通过对电动机技术在工程机械中的应用进行分析,可以得出结论,电动机技术可以有效降低工程机械的能耗和污染排放,提高施工环境的质量。
但与此同时,电动机技术在工程机械中的应用还面临着一些挑战,如电动机的成本较高,电池的续航能力有限等。
为了推动电动机技术在工程机械中的广泛应用,需要加强相关技术研究,提高电动机的性能和可靠性,降低成本并解决续航能力等问题。
1.2燃料电池技术在工程机械中的应用燃料电池技术作为一种新型的清洁能源技术,具有高效、环保、无污染等优点,在工程机械领域也有着广泛的应用前景。
工程机械液压控制技术的研究进展与展望
工程机械液压控制技术的研究进展与展望摘要:随着信息化时代的进一步发展,智能化、数字化等自动化技术也取得了很大的进展,在生产过程中将逐步地从劳动力转化为脑力生产,这也在很大程度上推动着中国社会经济的发展。
在现代化社会建设的进程中,应用现代化工程及机械科学技术已是行业发展的大趋势,为机械液压传动技术及控制奠定了扎实的理论基础。
本文着重从机械液压控制的基本理论和特点出发,深度地剖析了机械液压控制的当前发展趋势及其未来发展趋势,以供有关人士借鉴。
关键词:工程机械;液压控制技术;进展;发展趋势前言:近年来,由于社会科技水平和国民经济都取得了飞跃的发展,液压传动系统设计及控制也对机械制造业发展产生了十分重要的影响,并在较大程度上决定着现代工程机械的发展。
在目前的管理工作中,怎样合理运用液压控制已成为提升施工机械系统的控制性、可靠性的关键因素,是在施工机械设备领域中亟待解决的难点。
因此,我们在实际工作中有必要对这一技术问题展开深入研究,特别注重系统分析并研究其未来工作特点,从而为同行工作者提供借鉴。
1.液压控制技术分析1.1液压控制技术含义液压控制是在工程机械中的一个很常用的控制方式,在工程机械发展过程中想要提高施工机械效率,就必须提高液压流动与控制的特性。
液压传递与控制是围绕着施工机械核心部分进行工作的,主要的工作过程是在工程机械工作时通过机械,将机械动能转变成气压,然后利用机械气压的影响让液压流体可以顺利地工作,再利用控制阀门根据要求来整合液压流体的工作,并对其进行合理的控制使之通过规定的方式和动作完成工作任务。
1.2液压控制技术特征液压控制技术在实际使用上具有如下优势:第一,液压控制在狭小的工作空间里就可以达到大功率、多方位执行器集中的特点,从而达到了对机械设备的远距离控制和遥控特点;其次,工作在以发电机为原动力的情况下,对各种能量的利用非常良好,以满足综合利用能源的需要;再次,在工作的时间内不受地理位置和地理环境的影响,在比较恶劣的气候条件下也能够进行正常工作,以提高工作的安全性、舒适性和可靠性;最后,液压控制系统本身也是一种环境友好型控制系统[1]。
工程机械中机电一体化技术的应用
工程机械中机电一体化技术的应用刘伟摘要:随着技术发展及其在工程机械上的应用,从根本上改变了工程机械的面貌.极大促进了产品性能的提高.使工程机械进入了一个全新的发展阶段。
文章分析了机电一体化及工程机械电子控制系统的功能,并探讨了机电一体化的发展趋势。
关键词:机电一体化;工程机械应用一、机电一体化技术概述现代工程施工中,工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可直接影响到施工工艺的好坏,而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性,经济性,可靠性.施工质量、生产效率及使用寿命等。
电子控制系统已成为现代工程机械技术水平的一个重要依据。
随着科学技术的不断发展及对产品性能要求不断提高,电子控制系统在工程机械中所占的比重将会越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而且其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修人员提出了更高的要求。
二、工程机械电子控制系统的功能1.电子监控、自动报警及故障自诊。
即对工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的运行状态监控,工作中一旦出现异常现象,能自动报警并准确地指出故障的部位,从而改善驾驶员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命.2.节能降耗,提高生产率。
传统工程机械的能量利用牢较低,例如液压挖掘机的燃料能蕞利用率仅为30%左右,如此低的能量利用率迫使工程机械的发展必须着眼干节能。
日本小松公司挖掘机采用新型节能控制器,具有良好的节能效果,燃料可节省23%。
日本日立公司挖掘机节能控制系统采用了卡特电子效率控制系统,通过对发动机和泵的综合控制,使功率的利用率可达98%,同时生产率也大大提高。
3.柴油机的控制。
采用电子调速器,电子油门控制装置,自动停机装置,自动升温控制装置等。
4.提高作业精度。
为保证成品料的作业精度,现代沥青及水泥混凝土拌和设备广泛采用了微机控制的电子称量系统,并使称量过程实现了自动化。
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工程机械电子节能控制技术研究
[摘要]本文分析了工程机械功率运作流程,在此基础上引入了广义节能概念,并介绍了基于广义节能概念下的工程机械全电控节能技术以及分布式节能控制技术,实现工程机械的全面节能。
[关键词]节能控制;工程机械;电子
随着技术进步,现代工程机械要求更高的操作性能,更好的舒适性以及更低的能量消耗。
但是当前如何通过机械控制系统来实现局部能量最优化技术,我国和国外先进技术之间存在有很大的差距。
1 广义节能的概念
1.1 广义节能的定义
广义节能对工程机械四个方面有要求:效率、动态匹配、作业效率和不同功率流之间的有效配合。
工程机械全部的能量传送和转变的首要目的是对外界做有效功,即向外输出有效功率。
工程机械之间大多是不同执行机构协同工作,输出有效功率往往取决于两个因素:功率的传递效率和不同功率支流之间的配合效率。
现有的节能控制大多专注于如何有效地传递功率和匹配供需双方功率上,而忽略了不同功率流之间的有效配合。
作业效率的定义是工程机械在单位时间内的作业量。
提高作业效率往往会降低节能性。
因此要比较节能性要在相同的作业效率下比较,这样的结果才是可信的。
由以上分析可知,节能不只是取决于功率传递的效率和功率供求两方的动态匹配,还决定于不同功率流之间的有效配合,作业效率高低也会影响节能效果。
1.2 以柴油机为例的工程机械功率流控制现状
从能量转换的定义上分析,工程机械的工作过程是不同能量形式相互转换、传递和对外输出功率的过程。
想要分析工程机械的节能效果就要分析其功率流(见图1)。
图1是以柴油机为例的工程机械工作功率流。
对于使用柴油机当做动力源的工程机械,输出的动力最终来自储存在柴油中的化学能。
柴油机将柴油的化学能转换为机械能,以转速和转矩的形式表达出来。
这是柴油机的基本能量转换过程。
目前采用的柴油机节能方法是全程调速或电控喷油等控制技术,这些技术能
够有效地改善柴油机工作性能,降低油耗。
采用液压泵吸取柴油机的机械能并将其转变为液压能,以流量和压力的形式表现出来,一般采用恒定功率控制、压力切断、正流量控制等控制策略改善泵的工作性能。
柴油机是能量的供方,而液压泵是能量的需方,实际工作中对柴油机和液压泵使用转速感应控制或功率极限载荷控制等方法,以改变二者联合工作时的高能耗现状。
而液压泵与液压阀是流量的供求双方,其中液压泵供给流量而液压阀需求流量。
具体工作过程是液压阀吸取液压泵输出的液压能,然后液压系统的压力和流量等被调节至合理值进而输送给相应的执行机构。
这个过程中大多使用变化流量控制方法以协调运转多执行机构,有些情况也会使用LUDV 技术从而减少并联回路中负载变化对流量分配的影响。
在这个系统中,液压阀直接由操作者控制。
因此,液压泵和液压阀是流量的供方和需方的关系。
为了协调这种供需关系,大多使用负流量控制策略或负荷传感控制策略。
液压阀输出液压进而被油缸或发动机吸收,并向外输出机械能,机械能以力和位移或转速和转矩的形式表现。
这些机械能中的一部分或全部对外界载荷做功,执行机构对外载荷的有效做功组成了有效功率。
这就是柴油机工作过程中的功率流过程分析。
由此可见,现在的元件效率控制技术、子系统功率控制技术和部件功率控制技术不能协调整机进行节能分析,只能在自己工作范围内达到局部最优值。
2 工程机械全局节能控制系统
2.1 全局节能控制系统
全局节能对于加强机械工作性能,降低能耗具有重要意义。
为了建立广义节能定义下的全局节能控制系统,要将整机和外界负载作为研究对象,并将节能目标设定为传统节能控制技术、多执行机构的协同控制以及作业效率,达到最优节能效果。
为了方便对节能效果进行定量分析,可以定义全局节能指标如下:
全局节能指标=对外有效功/(油耗×作业时间)=有效功率/油耗
从以上定义式可以看出,全局节能指标指的是单位时间单位油耗的工况下机械对外输出的有效功。
这个定义考虑了传统节能控制技术、多执行机构的协同控制以及作业效率三个方面的内容,能够全面地评价工程机械能耗特性。
全局节能目标的实现可以划分为三个小目标,即协同作业目标,作业效率目标以及传统节能目标。
每个小目标还可以再往下细化为系统目标,部件目标和元件目标,对工程机械里面每个部件的协同作业情况,作业效率情况和能耗情况进行实时的控制,从而达到实现全局节能的效果。
2.2 全电控系统电子节能控制技术
传统的节能控制已经能够达到局部最优,因此要想取得更大的节能成果只能突破传统节能控制技术,可以从以下三个方面实现:
①改变固定参数功率匹配方法,实现不同工况下的动态功率匹配;
②使用作业模式识别技术,即在不同作业模式的动态功率分配系统;
③以操控人员的操作意图为出发点,建立不同操作模式的作业效率管理系统。
以上目标的实现可以通过全电控节能控制技术和分布式节能控制技术来改善传统节能控制效果。
2.2.1 全电控节能控制技术
全电控节能控制技术的实现使用电控喷油柴油机和电比例液压泵、电比例控制阀、电比例液压发动机。
在全电控的能量传递条件下能够达到硬件功能的最小化的效果,增加硬件的通用化程度,达到更深入的感知和更全面的智能控制效果。
因为电控系统中的控制功能和专用功能是由系统软件实现的,所以在机械工作过程中根据实时工况和操作意图在线调节控制参数,实现参数匹配柔性化,以获取更好的、全面的、广泛的节能效果。
2.2.2 分布式节能控制技术
全电控节能控制技术虽然能够实现对整机节能的控制,但是控制程序需要处理液压系统的实时压力信号,要求控制系统有很高的响应速度,目前技术水平仍然难以满足对压力信号实时处理的要求。
为加快对机器运转数据处理速度,可以开发基于总线的液压泵控制器、液压阀控制器和发动机控制器,也就是说每个控制器都连接了高速总线,加快处理速度。
基于总线的分布式控制系统的结构如图2所示。
图2中发动机控制器根据发动机的实时工况数据和用户操作意图改变发动机喷油多少,并将处理数据输送到总线,同时从总线上收取其他控制器的控制命令;液压泵控制器和液压阀控制器也执行类似的操作。
基于总线的分布式控制系统可以有效地增加控制信息的运算和传送速度,满足全电控节能控制系统对数据处理速度的要求。
3 结论
传统节能控制只能达到局部最优化,无法实现全局的能耗控制。
基于全局式节能控制系统的定义设计的全电控节能控制系统与分布式节能控制系统能够实
现基于动态功率和动态工况的节能控制模式,为工程机械节能指明了发展方向。
参考文献:
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