22706

طراحي و بهينه سازي مخزن آكومولاتور هيدروليكي براي جرثقيل هيبريد هيدروليك

كارشناسي ارشد

طراحي سيستم هاي ديناميكي خودرو

96-97

1399/03/10

دكتر سلمان ابراهيمي نژاد رفسنجاني - دكتر مسعود مسيح طهراني

خودرو

با توجه به اهميت سيستم هيدروليكي و ذخيره و بازيابي انرژي در بحث ماشين آلات ساختماني هيبريدي، انتخاب سيستم هيبريداسيون مناسب و طراحي كنترلر‌‌ها‌‌ي چند منظوره مناسب و استفاده از منبع ذخيره انرژي هيدروليكي مي‌تواند كارائي سيستم ها‌‌ي هيبريدي ماشين آلات ساختماني را ارتقا دهد؛ اين امر مي‌توانددر بهينه سازي مصرف سوخت و همچنين افزايش عمر قطعات وتجهيزات موجود در ساختار هيدروليكي ماشين آلات از جمله پمپ‌‌ها‌‌ي هيدروليكي، بسيار مفيد باشد. در ماشين‌آلات ساختماني همانند جرثقيل هنگاميكه بازو‌ها‌‌ي هيدروليكي در حال حركت است، ذخيره سازي انرژي توسط اجزا سيستم هيدروليكي از جمله پمپ وموتور سيستم هيدروليكي انجام مي‌شود و اين انرژي ذخيره شده مي‌تواند بعدا در سامانه هيدروليك مورد استفاده قرارگيرد؛ از جمله اجزاء مهم سيستم هيدروليكي مي توان به انباره هيدروليكي (آكومولاتور) بعنوان يك منبع ذخيره سازانرژي اشاره كرد. رايج‌ترين موارد كاربرد يك آكومولاتور در يك سامانه هيدروليك، پشتيباني از شدت جريان خروجي يك پمپ (دبي) و ادامه اين جريان براي مدت كوتاهي پس از قطع جريان پمپ مي‌باشد؛ ه مين منجر به ذخيره بهتر انرژي و كاهش فشار كاري وارده به پمپ‌ها‌‌ مي‌گردد. در اين پايان نامه، هدف اصلي از طراحي و بهينه سازي مخزن آكومولاتور هيدروليكي، محقق كردن دو هدف كلي مي باشد؛ اول اينكه به بيشترين ميزان ذخيره انرژي و چگونگي بازيابي انرژي بالقوه براي جرثقيل هيبريد هيدروليكي در يك سيكل كاري دست يافت، دوم اينكه با در نظر گرفتن استراتژي اقتصادي بودن طرح و دست يابي به ميزان مصرف سوخت بهينه بتوان آكومولاتور مناسب را انتخاب كرد و برطبق مستندات موجود بر نتايج طراحي بتوان صحه گذاري نمود. پس از مطالعه ساختار و چرخه كاري جرثقيل ،مدارهيدروليكي سيستم ذخيره و بازيابي انرژي در نظر گرفته شده و با شبيه سازي در محيط سيمولينك متلب يك روش بهينه سازي نيز بر اساس الگوريتم ژنتيك چند هدفه براي سيستم اجرا مي شود؛ همچنين نشان داده مي‌شود كه درزمان شارژ و تخليه آكومولاتور مي‌تواند فشار را در سيستم هيدروليك كنترل نمايد، تخمين زده مي‌شود 41٪ از كل انرژي پتانسيل مي‌تواند در پايين آمدن بوم جرثقيل با استفاده از آكومولاتور احيا شود ودر كل تا 30 % ذخيره انرژي افزايش يابد و از مزيت‌‌ها‌‌ي ديگر سيستم اين هست كه در حالت خاموشي موتور نيز سيستم ذخيره ساز انرژي مي‌تواند استفاده شود . در ‌نهايت، چالش‌‌ها‌‌ي پيش روي محققان وتوليدكنندگان ماشين‌آلات ساخت‌وساز، جرثقيل و بالابر‌ها‌‌ در استفاده از سيستم ذخيره و بازيابي انرژي از منظر فني واقتصادي مورد بحث قرار مي‌گيرد.

1399/07/18

Design and optimization of hydraulic accumulator for hydraulic hybrid crane

5/31/2021 12:00:00 AM

Considering the importance of the hydraulic system and the storage and recovery of energy in the discussion of hybrid construction machinery choosing the appropriate hybridization system and designing suitable multifunctional controllers and using the hydraulic energy storage source can be the performance of systems hybrid of construction machinery it can be very useful for optimizing fuel consumption and increasing the life of parts of the hydraulic structure of machines such as hydraulic pumps. In construction machinery such as cranes when the hydraulic arms are moving energy storage is carried out by hydraulic system components such as pump and motor hydraulic system and this stored energy can be used later in the hydraulic system including the important components of the hydraulic system can be accumulator as a source of energy storage. The most common use of a accumulator in a hydraulic system is the support of the flow rate of a pump (Dubai) and the continuation of this flow for a short period after the flow of the pump it leads to better energy storage and reduced working pressure to pumps. In this thesis the main goal of design and optimization of hydraulic accumulator tank is to ensure two general objectives first to the highest amount of energy storage and how to recover potential energy for the hydraulic hybrid crane in a The working cycle second considering the economic strategy of the plan and achieving the optimal fuel consumption we can select appropriate accumulator and according to the documentation of the design results can be confirmed. After studying the structure and working cycle of Crane the system of electricity saving and recovery systems was considered and with simulation in simulink environment a optimization method is implemented based on multi-objective genetic algorithm for the system it is also shown that caught charge and discharge accumulator can control the pressure in the hydraulic system it is estimated 41% of the total potential energy can be used at the bottom of the boom crane Accumulator to be revived and increase to 30% of energy storage and the other advantages of the system is that the energy storage system can also be used in engine shutdown mode. Finally the challenges faced by researchers and manufacturers of construction machinery cranes and loaders in the use of energy saving and recovery systems are discussed from the technical perspective of economic