液压挖掘机由于其用量大、耗油高、排放差，已逐渐成为节能环保领域普遍关注的主要对象之一。因此，高效、节能一直是国内外液压挖掘机生产企业追求的主要目标。当前，液压挖掘机的节能研究主要包括如下三个方面：提高元件性能，改进液压系统和改善发动机—液压系统—负载的功率匹配。元件的改进对液压挖掘机系统效率的提高发挥了重大作用，但节能空间比较有限；液压系统效率较低，特别是主控阀消耗了大量能量，应作为节能研究的一个主要对象；功率匹配的目的在于充分利用发动机的输出能量，但由于发动机工作点的变化致使其自身效率低下，因此通过采用混合动力驱动来改善发动机的工作条件是液压挖掘机节能的另一重要研究方向。 论文以某20吨级双泵驱动液压挖掘机为对象，基于MATLAB系统的Simulink和SimMechanics建立了整机的仿真模型，分析研究了液压挖掘机的能量分配，从燃油消耗、元件装机功率和工作参数等方面对串、并联混合动力液压挖掘机进行了仿真评价，重点对以电容器为主要储能元件的并联式混合动力系统的控制方案和液压马达能量回收展开了深入的理论分析、仿真和试验研究，最后提出了集并联式混合动力、单独驱动、电机直接驱动回转和液压马达能量回收于一体的新型结构方案，并对该方案进行了性能的综合分析和研究。 各章内容分述如下： 第一章论述了液压挖掘机节能研究的重要意义，介绍了液压挖掘机工作元件、液压系统以及发动机—液压泵功率匹配三方面节能研究的现状和发展历程，分析了各种节能方法的特点和存在的不足，提出了改进液压系统的工作方式和采用混合动力系统驱动作为液压挖掘机的节能方案，概述了本课题的研究内容及论文所进行的研究工作。 第二章以国外某20吨级液压挖掘机为蓝本建立了数学模型，利用MATLAB系统所提供的Simulink和SimMechanics两个仿真模块建立了液压挖掘机的整机仿真模型。对液压挖掘机能量流进行了分析研究，并对发动机的输出功率和主控阀能量损耗分配进行了仿真计算。研究结果表明，混合动力驱动和液压马达能量回收是液压挖掘机的两项比较有效的节能方案。 第三章从燃油消耗、装机功率和系统实现三方面，对液压挖掘机的串联和并联混合动力系统进行了仿真对比，并对油耗和装机功率等指标进行了综合评价。仿真结果表明，并联式混合动力系统中发动机的油耗和各元件装机功率等方面的参数指标均优于串联式系统。 第四章研究了以电容器作为主要储能元件的液压挖掘机并联式混合动力系统的定