机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (14): 391-401,414.doi: 10.3901/JME.260547
付胜杰1,2, 吴狄坚1,2, 任好玲1,2, 陈其怀1,2, 林添良1,2, 姚兆源1,2, 胡添1,2, 郑伟杰1,2
FU Shengjie1,2, WU Dijian1,2, REN Haoling1,2, CHEN Qihuai1,2, LIN Tianliang1,2, YAO Zhaoyuan1,2, HU Tian1,2, ZHENG Weijie1,2
摘要: 传统挖掘机回转系统由液压驱动,存在能耗高、控制性能有限等问题。纯电驱动具有高能效的优势,但易造成整车冲击大,且难以应对侧壁掘削下堵转大扭矩驱动等特殊工况需求。对挖掘机液压回转驱动系统主要能耗形式进行分析,在此基础上,综合电驱高能效、良好操控性和液驱高功率密度、强保压等优势,提出电液复合驱动回转系统,利用永磁同步电机与四象限泵组合驱动回转系统,并通过蓄能器与动力电池实现回转制动动能的能量回收。为充分发挥电液复合系统的优势,以系统节能性作为系统性能评价指标,以某8吨挖掘机为例,对关键元件参数进行优化。传统参数匹配优化多只考虑单一变量,采用离线方式进行设计,难以应对复杂且动态多目标优化问题。采用动态规划算法对电液驱动系统进行能效寻优,在每个子阶段以系统经济性为目标,采用遗传算法对电液系统主要元件参数进行匹配优化。并开展试验验证所设计参数的合理性。结果表明,所提出系统能量回收率提高2%,与电驱回转系统和传统液压系统比较,电液复合驱动节能率分别提升54.5%、72.5%。
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