Экспериментальное исследование эффективности электрогидравлических приводов рабочего оборудования мини-погрузчиков
Ключевые слова:
электрогидравлические приводы, мини-погрузчики, энергетическая эффективность, цифровые, системы управления, строительные машины, компактная техника, рекуперация энергииАннотация
Повышение эффективности электрогидравлических приводов рабочего оборудования мини-погрузчиков представляет критически важную задачу для современного строительного машиностроения в условиях ужесточения экологических требований и необходимости снижения энергопотребления. Исследование направлено на экспериментальное определение энергетических характеристик и рабочих параметров электрогидравлических систем компактной строительной техники с целью выявления резервов повышения их эффективности. Методология включает комплексное применение стендовых испытаний, математического моделирования и статистического анализа эмпирических данных, полученных при тестировании семи типов мини-погрузчиков различной грузоподъемности в диапазоне от 650 до 1850 кг. Экспериментальные исследования проводились на специализированном стенде с применением прецизионных датчиков давления, расхода и электрических параметров при выполнении стандартизированных рабочих циклов. Результаты показали, что интеграция цифровых систем управления позволяет повысить общий КПД электрогидравлических приводов на 23-28% по сравнению с традиционными аналоговыми системами, при этом удельное энергопотребление снижается на 18-22%. Применение адаптивных алгоритмов управления обеспечивает оптимизацию рабочих параметров в режиме реального времени с коэффициентом энергетической эффективности 0,78-0,84. Внедрение систем рекуперации энергии демонстрирует потенциал экономии до 15% общего энергопотребления при выполнении типовых строительных операций. Полученные результаты свидетельствуют о значительном потенциале совершенствования электрогидравлических приводов мини-погрузчиков и открывают перспективы создания энергоэффективных решений для компактной строительной техники нового поколения.Библиографические ссылки
K
Cheng M., He J., Mu H. Opportunities and challenges of electrohydraulic control systems in the electrification era of non-road mobile machinery // Journal of advanced manufacturing science and technology. 2024. Vol. 4. № 2. pp. 100-523.
Costa G.K., Sepehri N. Hydraulic accumulators in energy efficient circuits // Frontiers in mechanical engineering. 2023. № 9. pp. 121-870.
Fan Y., Mu A., Ma T. Study on the application of energy storage system in offshore wind turbine with hydraulic transmission // Energy conversion and management. 2015. № 110. pp. 338-346.
Ge L., Quan L., Zhang X. Efficiency improvement and evaluation of electric hydraulic excavator with speed and displacement variable pump // Energy conversion and management. 2017. № 150. pp. 62-71.
Heybroek K., Sahlman M. A hydraulic hybrid excavator based on multi-chamber cylinders and secondary control - design and experimental validation // International journal of fluid power. 2018. Vol. 19. № 2. pp. 91-105.
Hippalgaonkar R., Ivantysynova M. Optimal power management of hydraulic hybrid mobile machines // Proceedings of the institution of mechanical engineers. Part I // Journal of systems and control engineering. 2016. Vol. 230. № 4. pp. 279-294.
Jin R., Huang H., Li L. Artificial intelligence enabled energy-saving drive unit with speed and displacement variable pumps for electro-hydraulic systems // IEEE Transactions on automation science and engineering. 2023.
Kogler H., Scheidl R. Energy efficient linear drive axis using a hydraulic switching converter // Journal of dynamic systems, measurement and control. 2016. Vol. 138. № 9. pp. 2-91.
Lin T., Lin Y., Ren H. Development and key technologies of pure electric construction machinery // Renewable and sustainable energy reviews. 2020. № 132. pp. 106-253.
Liu H., Quan L., Hao Y. et al. Fabrication of superhydrophobic coating based on waterborne silicone-modified polyurethane dispersion and silica nanoparticles // Chinese hydraulics and Pneumatics. 2022. № 46. pp. 22-29.
Padovani D., Dimitriou P., Minav T. Challenges and solutions for designing energy-efficient and low-pollutant machines in off-road hydraulics // Energy conversion and management: X. 2024. № 21. pp. 100-224.
Rankka A., Dell'Amico A. Procedure of developing more energy efficient and electrified hydraulic systems for loader cranes // Frontiers in mechanical engineering. 2024. № 10. pp. 129-587.
Sciatti F., Tamburrano P., Distaso E., Amirante R. Digital hydraulic valves: advancements in research // Heliyon. 2024. 10, № 5. e02685.
Tamburrano P., Sciatti F., Distaso E., Amirante R. A review of direct drive proportional electrohydraulic spool valves: industrial state-of-the-art and research advancements // Journal of dynamic systems, measurement and control. 2019. Vol. 141. № 2.pp. 1-21.
Yan Z., Ge L., Quan L. Energy-efficient electro-hydraulic power source driven by variable-speed motor // Energies. 2022. Vol. 15. № 13. pp. 33-34.
