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力士乐HFW液压飞轮技术原理

作者:机械圈日期:2022-04-05浏览:324分类:液压传动

为了防止富余的有价值的能量被浪费掉,现代化的液压解决方案为它的存储和再利用提供了可能性。HFW力士乐液压飞轮回收未使用的富余的能量,这样这些能量就能在任何需要的时候需要的地方得到使用。这个功能模块本身就位于发动机上,包括一个变量向柱塞单元,一个位于压力调节控制器上的液压蓄能器和一个电子船坞控制器。正是因为HFW的设计,使得液压工作装置和行走驱动之间能量循环成为了可能。

现在我们将基于挖掘机典型的工况循环来进一步展示我们的液压解决方案,我们知道挖掘的深度大约是两米,从视频中,我们可以看到:铲斗铲土,满斗举升同时车身上部回转,差不多回转约90度,铲抖翻转,卸土清空,然后回到初始位置,继续进行下一个循环。从刚刚的视频向我们所展示的工况循环中,我们发现液压工作装置中的液压泵其实本质上是为个别动作提供驱动功率,所以,很显然,正是液压工作装置为发动机提供了主要的负载。

因此接下来,我们将重点阐述实现液压泵产生转矩的工作特点。根据液压原理,发动机上的负载的变化很大程度上取决于刚刚在执行的工况动作,因而,发动机必须遵循相应的动力参数变化,所以在这个过程中,它不断地改变作业点,使其工作在接近或者远离最理想作业点的范围,从而得到不同的效率和性能,而这正是HFW(液压飞轮)所实现的清晰的效率优势。在液压飞轮平衡发动机的解决方案中,轴向柱塞单元推力或者止推发动机的传动轴的同时,蓄能器不断充放电。

力士乐HFW液压飞轮技术原理

力士乐液压飞轮系统

此外,由内部原理图,我们可以看到,发动机内部有两个主要的系统在工作,一个是液压工作装置,主要改变发动机的负载,另一个是HFW(液压飞轮),它也可以和液压工作装置一样改变负载,但同时也可以提供驱动转矩。

所以摆在我们面前的挑战是如何用这种方法控制液压飞轮。一方面,当发动机工作在低负载时,富余的功率传递到液压工作装置。发动机再次对HFW(液压飞轮)充电,因此富余的能量以液压能形式储存在内部,而在另一方面,当发动机工作在高负载情况下时,例如当发动机的工作功率达到峰值,这是由HFW(液压飞轮)提供能量,那么这个时候液压飞轮将会输出发动机所需要的能量,并且可以连续的很好保持在理想状态下。

在常规的发动机设计经验中,我们不难发现,额定转矩通常是基于能够解决图中虚线所描绘的功率峰值来选择和设定,但如果使用HFW(液压飞轮)系统就可以消除这些性能峰值的影响,那么这样的话,选择一个更小的额定扭矩就足够了,这样就使得在满足需要的前提减小发动机的型号(瘦身)成为了可能。如果功率电源能够滤波,那么HFW能够交替使用的重要性就居次了,因此这个助力功能优势就意味着使用相同型号的发动机能够得到刚全面的功率需求。

另外,除了“瘦身”和助力功能外,HFW也使实现能量回收成为了可能。和传统发动机不同的是,液压飞轮打破了闭环回路,甚至整车假定的齿轮(可译成“传动装置”)负载,制动能量通过填充蓄能器转化为液压能,动力不足的减压蓄能器被清空,此时轴向柱塞单元发挥着马达和协助发动机的作用,油路顺着轴向柱塞单元流动,液压能重新转化为机械能。


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