Управление объемными дизельными гидроприводами и выбор их параметров с целью снижения непроизводительных затрат энергии строительными и подъемно-транспортными машинами

• Автор: Навроцкий, Виктор Константинович
• Шифр специальности: 05.02.02, 05.05.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 277 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ
1.АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ И ПОИСК НОВЫХ ПУТЕЙ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ГИДРОПРИВОДАХ ДОРОЖНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ И ПОДЪЕМНО

ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН.

1.1.Потери энергии в дизельном гидроприводе и постановка задачи исследований.

1.2.Классификация дизельных гидроприводов дорожностроительных и подъемнотранспортных машин по структуре, способу управления

и режиму работы.

1.3.Гидроприводы машин типа экскаватора ЭТЦ2 с регулированием скорости приводящим двигателем при постоянной внешней нагрузке
1.4.Гидроприводы с регулированием приводящим двигателем при переменной внешней нагрузке.

1.5.Гидроприводы с дроссельным регулированием скорости и

постоянной внешней нагрузкой на примере автокранов

1.6.Гидроприводы с дроссельным регулированием и переменной
внешней нагрузкой.
1.7. Энергосбережение в гидроприводах с машинным регулированием
скорости на примере одноковшовых экскаваторов.
2.ПУТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ДИЗЕЛЬНЫХ ГИДРОПРИВОДАХ С МОТОРНОДРОССЕЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ СКОРОСТЬЮ ГИДРОДВИГАТЕ
2.1.Особенности режимов работы и возможности энергосбережения
в грузоподъемных машинах с дизельным гидроприводом
2.2.Снижение дроссельных потерь энергии применением
комбинированного управления скоростью.
2.3.Обеспечение работы приводящего дизельного двигателя
на оптимальном по расходу топлива режиме
2.4. Общая структура автоматического регулятора режима работы
дизельного гидропривода.
3. СТРУКТУРА И МЕТОДИКА РАСЧЕТА РЕГУЛЯТОРА РЕЖИМА РАБОТЫ ДИЗЕЛЬНОГО ГИДРОПРИВОДА.
3.1.Структура и функционирование регулятора режима работы в дизельном гидроприводе грузоподъемной машины
3.2.Расчет вспомогательного привода.
3.3.Расчет сумматора давлений с ограничителем.
3.4.Корректировка параметров гидрораспределителей для
реализации дроссельнодвигательного регулирования.
3.5.Экспериментальное исследование автоматического регулятора
Выводы.
4.ОЦЕНКА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ДИЗЕЛЬНОМ ГИДРОПРИВОДЕ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ УПРАВЛЕНИИ И АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕГУЛИРОВАНИИ
4.1 .Математическая модель дизельного гидропривода строительного кранаманипулятора
4.2.Табличная подготовка исходных данных для расчета на ЭВМ
4.3.Расчет переменных величин по заданному внешнему
воздействию
4.4.Формирование и вывод результатов расчета.
4.5.Результаты расчета характеристик и анализ эффективности
системы управления приводом.
4.6.Расчет ожидаемой экономической эффективности применения комбинированной системы управления дизельным гидроприводом машины на стадии подготовки технического задания
4.7.Оценка экономической эффективности автоматического
регулирования приводящего двигателя по экспериментальным данным3 Выводы
5.МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИЗЕЛЬНОГО ГИДРОПРИВОДА И РАСЧЕТ НА ЭВМ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
5.1.Исходное математическое описание дизельного гидропривода
5.2.Итоговая система уравнений в операторной форме и структурная схема модели
5.3.Определение численных значений коэффициентов и постоянных
величин.
5.4.0сновные задачи, решаемые при динамических расчетах дизельного гидропривода
5.5. Методические рекомендации по результатам расчета для устранения динамических перегрузок приводящего двигателя.
5.6.Методические рекомендации для снижения колебательности дизельного
гидропривода и улучшения экономичности при переходных режимах
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Для снижения этих потерь могут быть применены объемные делители потока вместо дроссельных, а также схемы с последовательным включением гидродвигателей 4 взамен параллельного, например, как это выполнено в гидроприводе транспортера траншейного цепного экскаватора ЭТЦ2. Далее рассмотрим вариант постоянного режима внешней нагрузки при частичном нагружении двигателя для индивидуального привода. Вначале рассмотрим его частный случай при сохранении постоянной скорости гидродвигателя. Здесь энергосбережение возможно за счет использования оптимального по расходу топлива режима приводящего дизеля. V,, угловая или линейная скорость рабочего органа. Чцв ЫтрГт. КПД гидропередачи Пгп0. Рассматривается расходнотопливная характеристика двигателя. Качественный пример такой характеристики для дизельного двигателя ,,, приведен на рис. На ней нанесены кривые зависимости часового расхода топлива Сктчас от эффективной мощности 1Чсл. Под эффективной понимается полезная мощность, затрачиваемая на преодоление приложенной к двигателю внешней нагрузки. Из графика видно, что одна и та же мощность может быть получена при различных расходах топлива. Очевидно, что для достижения наибольшего энергосбережения следует выбрать такой режим работы двигателя характеризующийся определенной скоростью холостого хода охх, который соответствует наименьшему расходу топлива. Рис. Далее определяется частота вращения двигателя на этом режиме. Для этого используется нагрузочная характеристика двигателя. Вид этой характеристики представлен на рис. Для различных скоростей холостого хода сохх зависимости нагрузочного момента и скорости вращения, называемые регуляторными характеристиками линии 2, 3 и т. Сверху кривые ограничены предельной огибающей линия 1. По найденной в п. Охх определяется соответствующая регуляторная характеристика. Рис. Таким образом, определяются момент двигателя Млв и скорость его вращения содв. В том случае, если по условиям проектирования имеется возможность выбирать приводящий двигатель из ряда имеющихся, то появляется дополнительная возможность повышения экономичности привода. Для этого после определения потребной мощности двигателя Мдв этап 2 рассматриваются нагрузочные характеристики имеющихся двигателей. Среди них подбирается такой двигатель, для которого требуемая мощность достигается в точке максимального момента Мпих, т. Мдв Мтх соогтг. Для двигателей внутреннего сгорания известно, что наименьший удельный расход топлива т. Таким образом, определенный режим является оптимальным уже не для одного конкретного двигателя, а для всего типоразмерного ряда. Скорость вращения холостого хода сохх ош определяется по соответствующей регуляторной характеристике, имеющей окончание в точке соогтт, Мтах. Далее рассмотрим случай, когда при постоянной внешней нагрузке на гидродвигателе Мн или Р необходимо обеспечить изменение скорости рабочего органа в диапазоне от со до со,, тах или от v i до v x. Тгп, где предварительно задаваемый полный КПД гидропередачи. Далее используется диаграмма предельного момента двигателя кривая 3 на рис. М 1 ттсола, кривая 2 М x солв. Рис. Из рисунка видно, что любой отрезок горизонтальной линии Мдвсоп5 заключенный между кривыми 1 и 2 удовлетворяет исходным данным. Елполняется. Так как внешняя нагрузка постоянна, то при постоянном передаточном отношении i и КПД гидропередачи тгп момент на приводящем двигателе также будет постоянным, т. Млв . Сократим КПД гидропередачи и раскроем выражение для требуемой мощности см. Таким образом, требуемый диапазон изменения скорости также обеспечивается. Рабочая зона двигателя ограничена сверху кривой предельного момента, а справа и слева предельными регуляторными характеристиками, поэтому все горизонтальные отрезки, проведенные между наинизшим 4 на рис 1. Каждый из этих режимов решает поставленную задачу, однако энергетически они не эквивалентны. Как было показано для приводов с постоянной скоростью рабочего органа см. Поэтому из всех возможных вариантов нужно выбирать тот, который описывается наивысшим отрезком 5.