工程机械节能技术及应用
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作者林添良 编著
出版社机械工业出版社
ISBN9787111582915
出版时间2018-01
装帧平装
开本16开
定价89元
货号1201623624
上书时间2024-05-30
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目录
前言
第1章工程机械能耗分析与节能途径
1.1工程机械节能的意义
1.2液压挖掘机液压系统概述
1.2.1液压系统工作原理
1.2.2功能控制油路
1.3液压挖掘机能耗分析
1.3.1仿真模型法
1.3.2测试样机法
1.3.3能量流分析法
1.4液压挖掘机各执行机构的可回收能量和工况分析
1.4.1各执行机构的可回收能量分析
1.4.2动臂驱动液压缸可回收工况的特性分析
1.4.3上车机构可回收工况的特性分析
1.5工程机械节能途径
1.5.1动力节能技术
1.5.2液压节能技术
1.5.3能量回收技术
参考文献
第2章工程机械动力节能技术
2.1基于传统发动机功率匹配的控制技术
2.1.1分工况控制
2.1.2转速感应控制
2.1.3自动怠速控制
2.1.4恒功率控制
2.1.5变功率控制
2.1.6发动机的停缸控制
2.2油电混合动力技术
2.2.1油电混合动力技术概述
2.2.2油电混合动力系统的优点
2.2.3油电混合动力技术的特点
2.2.4车辆混合动力技术在工程机械领域的移植性
2.2.5油电混合动力技术的研究进展
2.2.6油电混合动力技术的应用实例
2.3液压混合动力技术
2.3.1液压混合动力技术概述
2.3.2工程机械液压混合技术和油电混合动力技术的异同点
2.3.3工程机械液压混合技术的瓶颈
2.3.4液压混合动力技术的研究进展
2.3.5液压混合动力装载机技术分析
2.4纯电驱动技术
2.4.1纯电动的优点
2.4.2纯电动结构方案
2.4.3纯电动工程机械的关键技术
2.4.4纯电动挖掘机的研究进展
2.4.5纯电动挖掘机典型案例
2.5电喷发动机应用技术
2.5.1电喷发动机与传统发动机调速特性的不同点
2.5.2电喷发动机阶跃加载试验及分析
2.6液压自由活塞发动机技术
2.7天然气发动机技术
2.7.1CNG发动机
2.7.2LNG发动机
2.7.3天然气发动机的应用
2.8氢气发动机
参考文献
第3章液压节能技术
3.1基于液压元件效率优化
3.1.1液压泵的效率优化
3.1.2液压控制元件的节能
3.2负流量、正流量系统
3.2.1负流量系统
3.2.2正流量系统
3.2.3新型复合流量控制系统
3.3恒功率控制
3.3.1全功率控制
3.3.2分功率控制
3.3.3交叉功率控制
3.4负载敏感系统
3.4.1工作原理
3.4.2节能特性分析
3.4.3操控特性分析
3.4.4主要研究进展
3.5负载口独立调节系统
3.5.1负载口独立调节工作原理
3.5.2负载口独立调节控制阀简介
3.5.3负载口独立调节技术研究进展
3.6泵控液压系统
3.6.1变排量定转速控制
3.6.2变转速定排量控制
3.6.3变转速变排量复合控制
3.6.4泵控的应用分析
3.6.5泵控在工程机械中的应用
3.7基于二次调节技术的节能
3.7.1工作原理
3.7.2控制方式
3.7.3二次调节系统特性分析
3.7.4优势分析
3.7.5二次调节技术的发展
3.8基于液压变压器的节能技术
3.8.1工作原理
3.8.2特性分析
3.8.3国内外研究现状
3.8.4液压变压器在工程机械中的应用
3.9多泵系统
3.9.1工作原理
3.9.2节能分析
3.9.3多泵系统的应用
3.10基于高速开关阀的液压系统
3.10.1高速开关阀简介
3.10.2高速开关阀节能原理
3.10.3高速开关阀的应用
3.11基于二通矩阵的工程机械液压系统
3.11.1二通矩阵工程机械液压系统节能原理
3.11.2二通矩阵工程机械液压系统的应用
参考文献
第4章能量回收系统简介
4.1能量回收对象的类型
4.1.1负负载
4.1.2非负负载
4.2储能元件的类型和特性分析
4.2.1电量储存单元
4.2.2液压蓄能器
4.2.3储能单元特性分析
4.3能量转换单元工作原理
4.3.1电动机／发电机
4.3.2液压泵／马达
4.4能量回收系统的分类
4.4.1无储能元件的能量回收系统
4.4.2机械式能量回收
4.4.3液压式能蟁回收
4.4.4电气式能世回收
4.4.5复合式能量回收
4.5汽车能量回收技术在工程机械上的移植性
4.5.1动臂势能回收系统
4.5.2液压挖掘机上车机构回转制动能量回收系统
4.5.3装载机行走制动和汽车行走制动的异同点
4.6作业型挖掘机和行走型装载机的能量回收技术异同点
4.6.1能量回收的来源和回收能量与驱动能量的比重不同
4.6.2能量回收的途径不同
4.6.3能量回收的效率不同
4.6.4能量网收的控制策略不同
参考文献
第5章电气式能量回收系统
5.1电气式回收系统特性分析
5.1.1基本结构方案
5.1.2系统建模及控制特性分析
5.2能量转换单元的效率特性分析及优化
5.2.1液压马达效率模型及分析
5.2.2永磁同步发电机效率模型及分析
5.2.3不错电容效率特性分析
5.2.4能量转化单元的效率优化控制策略
5.3电气式能量回收系统的关键技术及经济性
5.3.1能域回收效率
5.3.2操控性能
5.3.3经济性
5.4动臂势能电气式回收系统发展动态
5.4.1挖掘机领域研究进展
5.4.2其他工程机械领域研究进展
5.5回转制动电气式回收技术发展动态
5.5.1传统液压回转系统特性分析
5.5.2电动回转及能量回收系统
5.5.3液压马达—发电机转台能量回收技术
5.5.4液压马达—电动机回转复合驱动系统
参考文献
第6章液压式能量回收系统
6.1液压蓄能器能量回收系统基本工作原理
6.1.1非流愤控制阀
6.1.2流量可控阀
6.1.3容积调速单元
6.2液压式能量回收技术的难点
6.2.1回收能量的再利用技术
6.2.2液压蓄能器压力的被动控制
6.2.3防止不同压力等级液压油切换时压力冲击和节流损耗技术
6.2.4液压蓄能器的能量密度较低
6.2.5液压蓄能器的效率特性
6.2.6液压蓄能器的参数可调
6.2.7液压蓄能器的安全性问题
6.3液压式能量回收再利用技术的分类及研究进展
6.3.1基于液压控制阀的能量再利用
6.3.2以液压蓄能器为动力油源的能量再利用
6.3.3苯于马达或泵／马达的能量回收技术
6.3.4基于二次调节技术
6.3.5基于三通／四通液压泵的液压回收技术
6.3.6基于二通矩阵的液压式能量回收与释放系统
6.3.7基于平衡单元的回收技术
参考文献
第7章能量回收技术在非负负载的应用
7.1溢流损耗能量回收技术
7.1.1溢流损耗简介
7.1.2溢流损耗回收和再利用实现方法
7.1.3能量回收单元对溢流功能工作特性的影响规律
7.2节流阀口压差损耗能量回收技术
7.2.1节流损耗简介
7.2.2节流损耗回收和再利用实现方法
7.3自动怠速能量回收技术
7.3.1自动怠速能量损耗分析
7.3.2新型自动怠速系统工作原理
7.3.3新型自动怠速的数学模型
7.3.4新型自动怠速的控制策略
7.3.5新型自动怠速的仿真
7.3.6新型自动怠速试验
7.4闲散动能能量回收技术
参考文献
第8章能量回收技术的关键技术与发展趋势
8.1能量回收技术的关键技术
8.1.1高效且具有良好操作性的动臂势能快速回收技术
8.1.2具有大惯性和变转动惯量负载特点的转台制动动能回收技术
8.1.3不同可回收能量的耦合
8.1.4整机和能量回收系统的耦合单元
8.1.5整机和能量回收系统的全局与局部协同优化管理技术
8.1.6储能单元的主动控制方法
8.1.7基于能量回收单元的执行元件工作模式辨别
8.1.8能量回收单元的控制方法
8.1.9基于能量回收单元的电液控制及集成技术
8.1.10工程机械能量回收的评价体系
8.2能量回收技术的发展趋势
8.2.1高性能液压马达—发电机一体化集成单元的突破
8.2.2液压蓄能器—液压缸一体化技术
8.2.3新型液压蓄能器
8.2.4基于能量回收系统的液压挖掘机液压控制多路阀
8.2.5基于电液平衡的能量回收技术
8.2.6能量回收在液压压差的应用
8.2.7能量回收在工程机械其他闲散能量的应用
8.2.8能量回收在非工程机械领域的应用
参考文献
内容摘要
本书将可回收能量分为传统的机械臂势能、旋转运动制动动能和新型的液压压差损耗能量等三大类，详细介绍各类电气式、液压式能量回收系统的工作原理、技术难点以及关键技术等，并介绍能量回收技术的典型应用。
精彩内容
前 言随着经济的发展，优选变暖和能源问题日益突出，日趋严格的工程机械排放法规促使工程机械行业必须解决目前油耗大、排放差的问题。针对工程机械的节能和能量回收技术，国内外众多学者和研究机构都进行了相关的研究，也取得了一定的成果，但没有一本专业书籍将这些技术进行总结。受限于资源获取途径和从事专业的，从事工程机械节能和能量回收的研究人员一方面不能全面获取相关资料，另一方面，对于所获取的资料不能进行全面的评价。本书作者自２００６年开始，在国内进行了工程节能和能量回收的研究，与日本小松，国内的三一、中联、徐工、厦工、力士德等有名工程机械生产厂家进行了深入的合作，与国内外的研究机构也有技术方面的深入交流。作者总结了十余年的研究心得，并对当前的研究现状、关键技术、未来发展趋势进行了全面分析，编著了《工程机械节能技术及应用》一书，以期为从事工程机械节能和能量回收技术的科研人员和技术人员提供参考，并提供新的研究思路。 本书按照工程机械的节能途径展开，力求全面、系统地分析工程机械的能耗、可回收的能量及节能的途径，介绍节能的基本理论与方法，分析能量回收的各种结构方案、应用实例及系统优缺点。第１章对工程机械的节能技术进行了概述，主要介绍了工程机械节能的意义，以挖掘机为例，分析了工程机械的能量流和可回收的能量，并对工程机械的节能技术进行了总体介绍；第２章重点对动力系统的节能技术进行了详细介绍，主要阐述了传统发动机的功率匹配技术、油电混合动力技术、液压混合动力技术、纯电驱动技术、电喷发动机等技术，尤其对各种技术的结构方案、特点、典型应用及各技术之间的异同等进行了详细的阐述，并对天然气发动机和氢气发动机等新兴技术进行了介绍；第３章介绍了液压节能技术，主要阐述了正流量、负流量、恒功率控制、负载敏感系统、负载口独立调节系统、基于二次调节技术和变压器的节能系统、多泵系统、基于高速开关阀的系统和基于二通矩阵的工程机械液压系统等各种技术的工作原理、节能特性，并介绍了主要的研究进展和应用；第４章对能量回收系统进行简要介绍，主要介绍了能量回收对象的类型、储能元件的特性、能量转换单元的工作原理、能量回收系统的分类等，重点阐述了汽车能量回收技术在工程机械上进行移植的可行性及作业型挖掘机和行走型装载机的能量回收技术异同点等；第５章对电气式能量回收系统进行介绍，重点分析了电气式回收系统的特性和能量转换单元的效率特性等，着重阐述了电气式能量回收系统的关键技术、动臂势能和回转制动能量的电气式能量回收的研究进展；第６章对液压式能量回收系统进行了简单介绍，深刻剖析了液压式能量回收技术的难点和再利用技术的分类与研究进展；第７章重点讨论了能量回收技术在非负负载上的应用，创新性地提出了对溢流损耗能量进行回收的可行性和实现方案、节流阀口的压差损耗能量回收及自动怠速能量回收的工作原理、控制策略，并针对闲散动能的能量回收技术进行了简单介绍；第８章重点讨论了能量回收技术的关键技术和发展趋势，对能量回收技术的未来发展进行了深刻的思考和积极的探索。 本书虽然是对现有节能技术和能量回收技术的总结，但融合了作者十余年从事该领域研究的经验和思考，对于很多现有的技术方案，并不是一味地简单照搬，而是进行了有意义的评析，分析了方案的优缺点、应用场合及与其他方案的对比，力求使读者能够通过阅读本书，选择合适的技术方案进行工程机械节能与能量回收的技术方案选择。而且，本书中的一些方案和结构属于作者的原创性成果，是抢先发售见诸于中文资料，也希望与读者共同探讨。 浙江大学王庆丰教授团队为本书提供了翔实的资料；太原理工大学权龙教授细致地审阅了全书初稿，并给予了中肯的修改意见；哈尔滨工业大学姜继海教授对本文的一些观点给予了中肯的评价。 感谢所有从事工程机械节能与能量回收研究的学者，尤其是本书所有引用的参考文献的作者，为本书的写作提供的基本素材。感谢作者所有课题组的老师和研究生为本书的初稿提出的一些具有建设性的意见，并绘制部分插图和对本书的文字工作所做的基本修订。由于本书的字数较多，参考文献众多，对一些相近的研究，只给出了一部分的参考文献，没有在书中进行详细的罗列，还有一部分参考文献可能存在漏注现象，恳请相关作者的谅解。 作者
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