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液压挖掘机作为大功率的土石方作业工具,在道路施工、市政建设以及水利工程中发挥了不可替代的巨大作用。随着液压挖掘机被越来越广泛的应用,它的高油耗、差排放和高污染等缺点暴露无遗,造成了严重的环境污染和很大的能源消耗。尤其是液压挖掘机动臂动作时,由于工作装置部分具有很大的重力势能,大量的液压能消耗在动臂多路阀的节流口上,造成了很大的能量浪费。随着中国工程机械的飞速发展和全球化战略的部署,解决改进这一问题已经势在必行,同时这一课题也成为了工程机械单位和科研院所的研究热点。在该背景下,本文选用某型号22T正流量挖掘机作为研究对象,对动臂回路的节能问题进行研究。主要研究内容如下:(1)首先分析了液压挖掘机节能研究的重要意义,以及挖掘机能量损失的主要形式和原因,阐述了国内外液压挖掘机节能技术的发展情况,接着重点简述了动臂回路节能技术的发展过程。(2)对液压挖掘机工作装置进行了运动学和动力学分析,进行了公式推导,建立了相应的数学模型,并推出了动臂、斗杆和铲斗的动能、位能以及相应的液压缸受力。(3)分别分析了液压挖掘机的整机工况、满斗举升回转和空斗返回工况特点。接着分别阐述了动臂节流回路、普通流量再生回路的工作原理,并建立了两者的数学模型。最后,建立了普通流量再生回路的AMESim数学模型,并进行了相关的参数计算和仿真参数设置。经过运行仿真,得出了动臂液压缸无杆腔和有杆腔的压力和流量特性,以及再生部分流量曲线。(4)针对普通流量再生回路在节能方面的不足,提出了新型动臂节能回路。这种回路不但具有普通流量再生回路的流量再生作用,而且还具有能量回收的作用,从而避免了过多的液压能和重力势能损失在多路阀的节流口上。通过对新型动臂回路的原理进行分析,建立了它的数学模型,并进行了动臂基本回路的压降计算和液压系统效率的计算。(5)对液压仿真软件AMESim进行了介绍,并分别建立了流量再生回路和新型动臂节能回路的仿真模型。在此基础上,建立了新型动臂回路的AMESim仿真模型,进行了相关的参数计算和仿真参数设置,通过运行仿真,分别得出了两种回路的流量和压力特性曲线。最后,通过对普通流量再生回路和新型动臂节能回路进行仿真对比,得出了新型动臂回路在保持运动特性的同时,比流量再生回路更加节能的结论。