为解决小型挖掘机挖掘工况(正负载)下斗杆内收速度慢、系统压力高、存在溢流损失等问题,提出一种斗杆内收节能系统,挖掘工况下,使斗杆内收通过节能阀回油,即斗杆内收流量不再生时增大回油面积。给出了该节能系统工作原理和仿真参数,基于AMESim搭建了斗杆内收节能系统仿真模型,对比仿真了有无节能阀系统的斗杆内收速度、压力、流量等动态特性,分析了节能阀直径对斗杆内收动态特性的影响效果,进行了系统实际应用可行性分析,挖掘机整机测试有效验证了仿真结论。结果表明引入节能阀,斗杆内收速度增加18%,斗杆油缸进油压力降低65%;节能阀直径对斗杆内收系统输出流量、回油总流量、系统压力影响不大;通过挖掘机整机测得斗杆内收速度提高19%。

通过建立气缸工作过程的解析模型,引入有效能、气动功率的概念,应用MATLAB/Simulink软件仿真,分别计算了气缸工作过程中的能量分配和能量损失,并对影响气缸能量损失的主要因素进行了分析。最后,以SMC某型节能阀为对象,通过对比不同回程压力下的节能效果,验证了提出的气缸工作能量分配与能量损失理论模型,对气缸的节能研究具有重要指导意义。