液电混合驱动挖掘机斗杆系统特性研究

来源：机床与液压杂志2025年第19期北京时间：

作者：王润祥，潘之杰，乔舒斐，权龙

单位：太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室

摘要：针对四象限机械臂挖掘机斗杆液压系统节流损失大、重力势能浪费等问题，提出一种以蓄能器为储能元件的液电混合驱动系统。在该系统中，电-机械传动系统无节流损失地控制斗杆运动，液压系统主要克服挖掘阻力并与蓄能器相连，构成储能系统以回收利用重力势能。以某型号60 kN挖掘机为研究对象，建立挖掘机机电液多学科联合仿真模型并进行仿真分析。结果表明：采用所提液电混合驱动系统，挖掘机斗杆可按预期速度运行且超调量小，速度最大超调量仅为12.2 mm/s，具有良好的控制性能；与纯电驱动系统相比，电机峰值功率由4.9 kW下降至2.5 kW，显著降低了电机装机功率；相同工况下，蓄能器回收利用能量7.6 kJ，液电混合驱动系统总能耗为41.2 kJ，较负载敏感系统降低39%，节能效果显著。

关键词：挖掘机斗杆;液电混合驱动;能量回收利用;能效

基金资助：国家重点研发计划项目（2023YFB3406601）;山西省基础研究计划青年科学研究项目（202403021222049）