1.4.3 上车机构可回收工况的特性分析

液压挖掘机上车机构各部件的重量占挖掘机总质量的60%以上，所以当转台转动时会产生较大的惯量转矩。考虑挖掘机在整个工作循环时间中有50%～70%用于回转，且能耗的25%～40%用于回转，来源于回转系统的发热量占总发热量的30%～40%。挖掘机在回转过程中，上车机构的重心会发生变化，从而使得上车机构的转动惯量发生巨大变化。且在作业过程中，受到如摩擦转矩、风阻等阻力矩的作用，此外考虑到载荷突变或冲击的作用。可见，上车机构的受力十分恶劣且复杂，机械方面，对于机械结构形式、强度及刚度等有严格要求，液压系统方面，对于系统的控制性能有更高的要求。

图1-31为实测90°回转作业时的转台转速和回转马达两腔压力曲线。挖掘机挖掘模式时，回转动作频繁，起动和制动时间短，大约为1～3s，转台的总回转时间约占整个工作循环的50%～70%。转台转角较小时，回转过程只有加速和减速两个阶段；转角较大时，回转过程包括加速、匀速和减速三个阶段。从图1-32中可以看出，转台加速和减速制动时液压马达两腔压力的变化规律较为明显，为后面的转台工作模式的辨别提供了依据。

图1-31 某20t挖掘机挖掘模式时转台转速、回转液压马达进出口压力曲线

为了制定液压挖掘机回转制动能量回收方案，有必要分析可回收负载工况的特点。从图1-32和图1-33可以分析并总结出液压挖掘机可回收工况的以下特点。

•周期性：挖掘机整个标准工作周期大约为20s，回转制动的时间大约只有1s。

•回收功率波动大，具有强变特性，回收功率在0～70kW之间剧烈波动。

图1-32 某20t托{机回转制动可回收功率曲线

图1-33 某20t挖掘机在某工作周期内上车机构的回转转速和角度曲线

•工作周期内无匀速回转过程。