論文題目電動叉車液壓系統(tǒng)節(jié)能研究目錄TOC\o"1-3"\h\u28710摘要 摘要隨著經(jīng)濟(jì)增長，全球?qū)Σ孳嚨男枨蠼陙矸€(wěn)步增長。電動叉車是一種大型叉車。在當(dāng)前能源危機(jī)的背景下，隨著世界叉車保有量的迅速增加，發(fā)展節(jié)能叉車已成為我國乃至世界叉車行業(yè)技術(shù)發(fā)展的新熱點。因此，研究節(jié)能型電動叉車具有很大的市場價值和現(xiàn)實優(yōu)勢。本文對于電動叉車系統(tǒng)貨叉下降時潛在負(fù)載能量的浪費問題，對液壓提升系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能研究，使電動叉車系統(tǒng)的潛在負(fù)載能量在下降叉的過程中得到充分的回收和存儲在提升叉車提升負(fù)載的過程中釋放，從而達(dá)到節(jié)省負(fù)載的目的。該系統(tǒng)采用節(jié)能系統(tǒng)中常用的蓄能器作為儲能裝置，兩臺軸向柱塞泵/電機(jī)同軸連接在電機(jī)上作為轉(zhuǎn)換裝置。從而達(dá)到降低能耗的目的。以及電動叉車的裝機(jī)能量。關(guān)鍵詞：電動叉車，液壓起升系統(tǒng)，節(jié)能，蓄能器

第一章緒論1.1叉車行業(yè)發(fā)展概述作為廣泛使用的一種材料的搬運設(shè)備（“工業(yè)用車輛或地面運輸車輛”）。叉車也被稱作電梯車、一般裝卸車或自動裝卸車。它包括安裝在無軌底盤上的特殊裝卸裝置。叉車在火車站、港口、機(jī)場、倉庫、工業(yè)和采礦企業(yè)以及其他部門廣泛使用，用于機(jī)械化裝卸、堆疊和短程運輸。叉車同樣是物流系統(tǒng)中最重要的機(jī)械設(shè)備。1917年，世界上第一輛叉車由來自美國的克拉克公司發(fā)明。從全球升降機(jī)行業(yè)的發(fā)展周期來看，升降機(jī)行業(yè)已進(jìn)入大后期階段。1990年，全球叉車銷售量達(dá)到558000輛，達(dá)到歷史最高水平。在受西方經(jīng)濟(jì)衰退影響的隨后幾年里，全球叉車銷售量保持在55萬至60萬輛之間，在進(jìn)入21世紀(jì)之后，全球叉車銷售量開始增長，2000年達(dá)到590000輛，2001年達(dá)到583800輛，以及2001年達(dá)到583800輛。2007年有907000的數(shù)量。近年來，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各地對叉車的需求在增加。目前，世界上有250多家叉車生產(chǎn)商，世界上三大叉車銷售市場是歐洲、北美和亞洲。在這些國家中，歐洲和北美是成熟的市場，需求穩(wěn)定。亞洲是一個增長中的市場，中國對這一市場具有最大的占比。我們的叉車的運用以及需求主要是在解放后逐漸爆發(fā)的，從1950年代開始，沈陽電廠和大連叉車分別模仿蘇聯(lián)的1.5t電動叉車和蘇聯(lián)的5t內(nèi)燃叉車。此后，生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格逐步增加，并在20世紀(jì)70年代初具規(guī)模，改革開放以來，國外叉車制造商紛紛進(jìn)入中國市場。林德、小松、現(xiàn)代、三菱、豐田、TCM、海思等主要制造商已在中國建立了100%全資的生產(chǎn)和銷售叉車的公司或部分合資企業(yè)。外資的涌入為整個行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境，提高了產(chǎn)品的科技含量。中國目前有100多家叉車生產(chǎn)企業(yè)，其中大型企業(yè)50多家，產(chǎn)品多達(dá)1000多種。組建了以安徽叉車集團(tuán)和杭州叉車有限公司為基礎(chǔ)的公司骨干，中國叉車行業(yè)的產(chǎn)銷連續(xù)幾年保持增長。2007年，叉車行業(yè)保持了強(qiáng)勁增長，年銷量達(dá)到152415臺。1999年與2007年中國叉車行業(yè)銷量對比如圖1.1所示，中國叉車銷量年增長率見圖1.2。據(jù)叉車行業(yè)統(tǒng)計，我國叉車行業(yè)經(jīng)歷了平穩(wěn)過渡和合理增長的過程。叉車按其結(jié)構(gòu)特點可分為立式叉車、支腿叉車、前端叉車和各種專用叉車。其中，平衡重叉車的配重使用最多。根據(jù)動力裝置的不同，叉車可分為內(nèi)燃叉車和電動叉車。柴油叉車發(fā)動機(jī)功率大、運行速度快、爬坡能力強(qiáng)。然而，裝有內(nèi)燃機(jī)的叉車振動和噪聲很大，廢氣污染也很嚴(yán)重。電動叉車主要由電池供電，也稱為電池供電叉車。低振動、低噪音、無有害氣體排放污染環(huán)境。與同規(guī)格內(nèi)燃叉車相比，電動叉車具有價格低廉、操作靈活等優(yōu)點。特別適用于對工作環(huán)境清潔度要求較高的室內(nèi)、車站、港口、機(jī)場、工廠、密集型倉庫。發(fā)達(dá)國家電動叉車的使用比例逐年上升，約占叉車總產(chǎn)量的40%。在德國、意大利等西歐國家，電動叉車的比例達(dá)到75%，美國電動叉車的比例也達(dá)到了總叉車的一半以上，而且有逐年上升的增長趨勢。1.2叉車節(jié)能技術(shù)現(xiàn)代社會的熱門議題總是圍繞著節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境等話題。隨著世界叉車數(shù)量的迅速增加，發(fā)展節(jié)能型叉車已成為我國乃至世界叉車行業(yè)技術(shù)發(fā)展的新熱點。國內(nèi)外叉車企業(yè)圍繞節(jié)能降耗做了大量工作。各種節(jié)能叉車相繼問世，大致可分為以下兩個方面。1.2.1內(nèi)燃叉車節(jié)能技術(shù)為了提高產(chǎn)品的節(jié)能效果，為了符合現(xiàn)在日趨嚴(yán)謹(jǐn)?shù)沫h(huán)保需求，提高叉車的節(jié)能性，（1）通過新的技術(shù)降低機(jī)油消耗。新款豐田4YECS電控汽油發(fā)動機(jī)采用電控燃油噴射系統(tǒng)和三通排氣凈化裝置，發(fā)電機(jī)的油耗往下得到了降低。（2）在設(shè)計液壓系統(tǒng)時，應(yīng)考慮降低系統(tǒng)的功率損失和降低發(fā)動機(jī)的油耗。HeliG系列叉車通過優(yōu)化設(shè)計降低了液壓管路的壓力損失，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和應(yīng)用負(fù)載傳感技術(shù)，進(jìn)一步降低了液壓系統(tǒng)的工作溫度。在相同條件下進(jìn)行的試驗表明，G系列叉車的液壓油溫度可降低5～8℃，因此整個發(fā)電機(jī)的油耗往下得到了降低。1.2.2電動叉車節(jié)能技術(shù)隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，將電子和機(jī)械制造技術(shù)結(jié)合起來的電動叉車技術(shù)迎來了迅猛發(fā)展的時期。在國內(nèi)外，大型叉車公司對電子技術(shù)的節(jié)能進(jìn)行了研究。主要分為以下六種節(jié)能技術(shù)：AC傳輸技術(shù)，這一技術(shù)仍處于初期階段。將交流電動機(jī)應(yīng)用于叉車具有以下特征：第一，叉車的操作運行速度高，控制裝置的加速速度高；第二，由于采用了高效率控制器，它具有再生的制動功能，與傳統(tǒng)的直流叉車相比可以節(jié)省30%的能量；第三，完全閉合的電動機(jī)、滾動軸承和多盤制動器不需要維修。目前，主要采用通信控制技術(shù)的叉車公司是豐田、英國電信、雷蒙德、林德、埃弗利李、克拉克。在豐田CA供給系統(tǒng)中，駕駛速度比以前的豐田汽車提高了30%，裝卸速度增加了65%，實際工作時間延長了40%。在功率再生制動函數(shù)中，包括停車加速再生函數(shù)、制動再生函數(shù)、前后轉(zhuǎn)向再生函數(shù)和斜坡再生函數(shù)，后者節(jié)省了大量能量。然而，仍有許多技術(shù)問題還沒有得到克服和在實際中得到解決。液壓泵發(fā)動機(jī)的控制技術(shù)。液壓泵發(fā)動機(jī)控制器可以調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的速度，控制叉的速度，并實現(xiàn)發(fā)動機(jī)升降/前進(jìn)/后退的無軸承速度控制，從而節(jié)省約五分之一的能量。如果是配備了TCM電池叉車，并使用了由此產(chǎn)生的中國電梯叉車。制動能量再生技術(shù)。近年來，一些外國電梯車開始安裝制動-制動能量回收裝置，電子能量再生系統(tǒng)。以LindeE20為例。當(dāng)制動器第一次或輕微地插入時，牽引引擎變成發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)向電池提供電能。該制動系統(tǒng)可在每次負(fù)荷之后將工作時間從5%延長到10%。同時，它還可以降低機(jī)械制動器的磨損，并且對于頻繁制動的叉車而言，通過這樣可以進(jìn)行成本控制，降低成本。1.3課題研究的意義液壓叉車系統(tǒng)操作步驟：當(dāng)叉車上升時，電機(jī)驅(qū)動液壓泵，液壓油進(jìn)入提升油缸，提升油缸活塞在液壓作用下上升。起升油缸內(nèi)的液壓油經(jīng)過油箱時，在貨叉叉的重力作用下，舉升油缸活塞被迫下降。以叉車為例，最有可能的過程是從一個高度將貨物從一個高度移開，然后將它們堆放在另一個方向的貨架上。其步驟是：叉車從高處將貨物吊運，然后下降到最低點，此時重新進(jìn)入運行的狀態(tài)，然后便會到指定地點，然后起吊或放置貨物。液壓油從起升油缸流向油箱，因此當(dāng)叉落下時，轉(zhuǎn)換成了內(nèi)能，液壓油將潛在的負(fù)載能量（貨物、叉、內(nèi)門架的負(fù)載能）進(jìn)行了轉(zhuǎn)化。如何有效地回收電梯叉掉時產(chǎn)生的垃圾填料的潛在能量，以實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，是這個問題的研究方向。目前，液壓蓄電池在節(jié)能液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。該領(lǐng)域的研究主要包括：（1）Volvo汽車制動能量回收。三菱開發(fā)并使用了液壓儲能總線混合驅(qū)動系統(tǒng)。北京國立科學(xué)技術(shù)大學(xué)、湖南大學(xué)和山東科技大學(xué)也在這一領(lǐng)域進(jìn)行了研究，巴士燃油節(jié)約率可高達(dá)30%；（2）回收潛在的下行鏈路重力能。在電梯方面，浙江大學(xué)于1998年開始進(jìn)行這方面的研究，并取得了顯著成果。（3）從液壓泵單元的缺陷中回收潛在的能量，哈爾濱油田石油生產(chǎn)技術(shù)學(xué)院的節(jié)能研究已經(jīng)成功地應(yīng)用到實踐中；（就像小松大鏟子這些研究表明，液壓蓄電池是一種非常有效的能量回收裝置，因此，當(dāng)電動叉車的叉子掉下來時，蓄電池可以用作能量存儲元件來回收和使用潛在的廢物裝載能量。生態(tài)能源叉車是未來的發(fā)展趨勢，也是為了應(yīng)對現(xiàn)在的能源節(jié)約的要求，因此世界上有越來越多數(shù)量的叉車。因此，它具有很高的市場價值和現(xiàn)實的社會效益，可以研究電梯車節(jié)能的方法。雖然目前沒有將蓄電池施加到升降機(jī)中的成熟方法，但電池式升降機(jī)的潛在負(fù)載能量回收系統(tǒng)仍然有很廣闊的前景值得去進(jìn)一步開發(fā)和探索。1.4本文的主要工作和內(nèi)容安排在本發(fā)明中，研究了提升能量節(jié)省系統(tǒng)的電動叉車。液壓能量存儲技術(shù)用于在電動叉車系統(tǒng)的叉子下落時實現(xiàn)電荷能量回收潛力，并在電動叉車系統(tǒng)的叉子升起時重新使用該電荷回收潛力。建議采用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)。通過分析節(jié)能系統(tǒng)的能耗來實現(xiàn)節(jié)能系統(tǒng)的能效。該節(jié)能系統(tǒng)的操作過程由AMESIM模擬軟件模擬，而該節(jié)能系統(tǒng)的模擬模型總是由AMESIM模擬軟件模擬。本文內(nèi)容如下：第一章簡要介紹了叉車開發(fā)的總體情況，瑞士和國外叉車節(jié)能研究的現(xiàn)狀，并強(qiáng)調(diào)了這方面研究的重要性。在第二章中，制定了液壓電動叉車系統(tǒng)的節(jié)能系統(tǒng)，并在不同的操作條件下分析了液壓電動叉車系統(tǒng)的節(jié)能原理。第三章分析和設(shè)計液壓電動叉車的能量節(jié)省系統(tǒng)，理論上計算能量節(jié)省系統(tǒng)，確定元件參數(shù)，分析能量消耗，計算能量節(jié)省和分析裝置軸上的扭矩在不同操作條件下的能量轉(zhuǎn)換（“泵/液壓馬達(dá)”）。

第二章電動叉車液壓起升節(jié)能系統(tǒng)節(jié)能原理分析2.1傳統(tǒng)電動叉車負(fù)載勢能回收系統(tǒng)節(jié)能原理如前所述，國外一些技術(shù)先進(jìn)的叉車，在貨物下落時，已經(jīng)有利用勢能補充電能的措施，并延長電池壽命，一般可節(jié)能5%。這些潛在的能源收集技術(shù)大致如圖2.1所示。回收原理是：當(dāng)貨物下落時，液壓泵變成液壓馬達(dá)，馬達(dá)變成發(fā)電機(jī)，將負(fù)載的勢能轉(zhuǎn)化為電能，為蓄電池充電，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。這種能量回收系統(tǒng)存在能量轉(zhuǎn)換效率低的問題。圖2.1蓄電池回收勢能示意圖2.2采用蓄能器的電動叉車液壓起升節(jié)能系統(tǒng)節(jié)能原理圖2.2蓄能器回收勢能示意圖2.2.1采用善能靜節(jié)能技術(shù)的發(fā)展在1930年代和1940年代，水利技術(shù)迅速發(fā)展，在不久的將來，水利設(shè)備迅速趕上，甚至更換了許多領(lǐng)域的電氣和機(jī)械設(shè)備，具有獨特的優(yōu)勢。因此，對電池研究給予了特別關(guān)注，并在理論創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域取得了許多成果。自1970年代以來，研究人員一直在研究“蓄電池”的基本理論（例如：參數(shù)選擇公式、頻率公式等），并繼續(xù)發(fā)展和完善這些理論。1970年代后期，汽車節(jié)能技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了對電池和電池的節(jié)能技術(shù)的研究。蓄電池在液壓系統(tǒng)中節(jié)能中的作用已經(jīng)開始得到強(qiáng)調(diào)。1980年代，電池的結(jié)構(gòu)、類型、形狀和功能開始多樣化，各類電池的開發(fā)成為研究的一個重要部分。在1990年代，新的計算機(jī)、硬件和控制技術(shù)的發(fā)展為研究液壓系統(tǒng)和智能液壓部件提供了先進(jìn)的研究工具和工具。目前，電池的理論和應(yīng)用相對成熟，用于液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計也引入了越來越多的電池設(shè)計。2.2.2本文負(fù)栽勢能回收方式與傳統(tǒng)負(fù)載勢能回收方式的比較傳統(tǒng)的電荷能量回收方法是電池能量存儲和電力存儲。電池的功率密度低，充電和放電頻率低，并且不能快速轉(zhuǎn)換和吸收大量的功率。負(fù)載頻繁變化，這不利于能量回收和使用叉車系統(tǒng)。本條中提出的電荷能量回收方法是液壓能量存儲，而電力存儲模式是液壓能量。液壓蓄電池以壓力能量形式吸收能量以儲存能量，其損失完全取決于溫度變化過程。當(dāng)溫度趨于穩(wěn)定和恒定時，流失為零，液壓蓄電池的能量損失為低。液壓蓄電池的能量存儲容量很高，足以吸收液壓蓄電池中的能量。在此期間，液壓蓄電池可以長期存儲能量。部件技術(shù)成熟可靠。整個系統(tǒng)對于商業(yè)應(yīng)用來說很容易得到進(jìn)一步的應(yīng)用。2.2.3節(jié)能系統(tǒng)工作原理圖2.3為電動叉車提升節(jié)能液壓系統(tǒng)（LES）的工作原理圖。電動叉車升降系統(tǒng)的工作循環(huán)分為上下兩部分。該節(jié)能系統(tǒng)的主要思想是由蓄能器和馬達(dá)3組成的能量轉(zhuǎn)換裝置由蓄能器/馬達(dá)回路1的液壓泵和泵/馬達(dá)的主回路液壓2組成，在撥叉下降過程中為主回路馬達(dá)軸提供附加運動，通過能量轉(zhuǎn)換裝置將貨叉、貨叉和內(nèi)門架的載荷和勢能轉(zhuǎn)化為壓力能，儲存在蓄能器中。（1）上行路為空載將換向閥和提升馬達(dá)開關(guān)置于向上位置，蓄能器/馬達(dá)回路液壓泵1在“馬達(dá)”狀態(tài)下工作，并向馬達(dá)軸提供驅(qū)動力矩以驅(qū)動撥叉上升，而主回路/發(fā)動機(jī)液壓泵2在“泵”狀態(tài)下工作。由于液壓缸的充油扭矩較小，而蓄能器回路提供的附加扭矩較大，如果蓄能器提供的附加扭矩減去液壓缸的充氣扭矩，也能提供扭矩完成啟動加速過程，電機(jī)處于空載制動狀態(tài)，前進(jìn)時無動力。液壓泵/馬達(dá)2在“泵”狀態(tài)的正方向工作。當(dāng)出口壓力大于充油壓力時，打開單向閥，推動撥叉向上加速。由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，在加速后，撥叉將移動到用戶要求的高度，并且是到一個比較穩(wěn)步的速度慢慢提升。圖2.3電動叉車液壓起升節(jié)能系統(tǒng)（LES）的工作原理圖（2）穩(wěn)步上行將反轉(zhuǎn)閥和升降機(jī)開關(guān)旋轉(zhuǎn)到高位，電池/電動機(jī)電路的液壓泵1以“電動機(jī)”狀態(tài)運行，向電動機(jī)軸提供驅(qū)動扭矩，以將叉向上驅(qū)動，并且主電路/電動機(jī)液壓泵2在泵狀態(tài)由于高負(fù)荷，電池電路提供的驅(qū)動扭矩不足，電動機(jī)處于前旋轉(zhuǎn)功率輸出狀態(tài)。液壓泵/發(fā)動機(jī)2在泵模式下向前轉(zhuǎn)動。當(dāng)輸出壓力大于增壓壓力時，打開控制閥并將叉推到頂部。由于發(fā)動機(jī)的速度保持不變，叉車將移動到使用者要求的高度。隨著叉高度的增加，電池提供的附加扭矩逐漸減少，電動機(jī)的操作條件和輸出功率可以改變。（3）全上行反轉(zhuǎn)閥和升降機(jī)的開關(guān)設(shè)置在上行鏈路位置，電池電路的液壓泵/電動機(jī)1在“電動機(jī)”條件下工作，在電動機(jī)軸上提供驅(qū)動時間。驅(qū)動叉和液壓泵/主電路的發(fā)動機(jī)2在“泵”條件下運行?！庇捎陔姵仉娐诽峁┑母哓?fù)荷和操作時間不足，發(fā)動機(jī)以高輸出功率運行，液壓泵/發(fā)動機(jī)2在泵運行期間向前轉(zhuǎn)動。當(dāng)輸出壓力大于負(fù)載壓力時，打開防回閥并將叉推到頂部。由于發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度恒定，所以叉向上移動至使用者所期望的高度。（4）下行的線路反轉(zhuǎn)閥和升降機(jī)開關(guān)被降低，主電路的液壓泵/發(fā)動機(jī)2處于`發(fā)動機(jī)狀態(tài)'，電動機(jī)被逆轉(zhuǎn)，電池電路的液壓泵/發(fā)動機(jī)1位于`狀態(tài)泵'。由電動機(jī)軸上的叉的潛在能量產(chǎn)生的驅(qū)動時間不足以克服電池電路的電阻時間。發(fā)動機(jī)必須提供與加速叉向下加速叉的潛在能量矩方向相對應(yīng)的驅(qū)動時間。由于起始器的動作，加速后，叉以恒定速度下落至用戶所期望的高度。當(dāng)輸出壓力大于蓄電池中的油壓力時，打開單向閥以將加壓油存儲在蓄電池中。（5）半載下行轉(zhuǎn)動反轉(zhuǎn)閥并將發(fā)動機(jī)開關(guān)提升到低位，主電路的液壓泵/發(fā)動機(jī)2在“MADA”運行狀態(tài)下運行，發(fā)動機(jī)向后旋轉(zhuǎn)，液壓蓄電池/發(fā)動機(jī)1系統(tǒng)的泵在運行狀態(tài)下運行。發(fā)動機(jī)的運行狀態(tài)可在兩種情況下找到：液壓千斤頂充電扭矩不足以克服電池電路提供的電阻扭矩，并且電機(jī)需要提供附加扭矩，因此電機(jī)處于運行狀態(tài)和輸出功率。通過氣體閥，叉在加速后以恒定速度下降到用戶所要求的高度。液壓泵/發(fā)動機(jī)1在“泵狀態(tài)”下以“反向旋轉(zhuǎn)”的方式運行。當(dāng)輸出壓力大于蓄電池中的油壓力時，單向閥被打開以將加壓油存儲在蓄電池中。（6）下行滿載轉(zhuǎn)動反轉(zhuǎn)閥并將發(fā)動機(jī)開關(guān)提升到低位，主電路的液壓泵/發(fā)動機(jī)2在“MADA”運行狀態(tài)下運行，發(fā)動機(jī)向后旋轉(zhuǎn)，液壓蓄電池/發(fā)動機(jī)1系統(tǒng)的泵在運行狀態(tài)下運行。由于高負(fù)荷，液壓千斤頂?shù)呢?fù)荷時間大于由蓄電池電路提供的電阻時間和叉的下行時間，使得發(fā)動機(jī)無負(fù)荷制動而不產(chǎn)生功率。通過氣體閥，叉車在加速后以恒定速度下降到用戶所要求的高度。液壓泵/發(fā)動機(jī)1向后轉(zhuǎn)動，并以泵狀態(tài)運行。當(dāng)輸出壓力大于蓄電池中的油壓力時，控制閥被打開以將加壓油存儲在蓄電池中。2.3節(jié)能定義節(jié)約能源意味著從能源角度減少能源消耗，也就是說從能源生產(chǎn)開始到成本消除結(jié)束。應(yīng)減少廢物和廢物，并在生產(chǎn)、運輸、加工、轉(zhuǎn)化和使用等所有聯(lián)系中提高實際使用的程度。從經(jīng)濟(jì)角度看，節(jié)約能源是通過合理利用、科學(xué)管理、技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)合理化，以最少的能源消耗獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)約能源有兩個方面。因此可以節(jié)約部分能源。在能源的開發(fā)、開發(fā)、運輸和儲存過程中，盡量減少不必要的廢料，從源中去除廢料，節(jié)省自然資源。第二，節(jié)省能源，并不斷提高能量轉(zhuǎn)換過程中的能量轉(zhuǎn)換效率，以便最大限度地利用一切。能源使用效率是衡量技術(shù)水平和節(jié)約能源的一個全面的指標(biāo)。它指的是實際使用能源的程度，其表述如下： (2-1)式中A——有效利用能量；B——給能量；C——損失能量。節(jié)能的目的是提高能源利用效率。一切能源的利用過程本質(zhì)上都是能量的傳遞和轉(zhuǎn)換過程。能源有效利用的實質(zhì)是，在熱力學(xué)原則的指導(dǎo)下提高能量傳遞和轉(zhuǎn)換效率，做到最經(jīng)濟(jì)、最合理地利用能源，充分發(fā)揮能源的利用效果。

第三章電動叉車液壓起升節(jié)能系統(tǒng)的分析設(shè)計3.1起升機(jī)構(gòu)的運動和受力分析在液壓作用下，起升油缸提升滑輪，帶動鏈條，鏈條拉動叉架提升叉架，實現(xiàn)貨叉和貨物的提升動作。由于滑輪組的作用，貨物的提升高度（即叉架和叉的提升高度）總是液壓缸活塞行程的兩倍，并且提升速度也保持這一關(guān)系h=2S式中h——貨物起升高度，S——液壓缸活塞行程，m。忽略叉架沿內(nèi)門架運動的阻力、內(nèi)門架沿外門架運動的阻力，計滑輪組效率100%,粗略計算單個液壓缸活塞起升時所需的頂推力為：F=*(2M/+2Mc+M”)?g 式中Mf——負(fù)載(貨物)的質(zhì)量，kg；Mc——貨叉和叉架的質(zhì)量，kg；Mn——內(nèi)門架的質(zhì)量，kg；g——重力加速度，取9.8?；钊茇?fù)載靜壓力為：本課題以合力CPD30型電動平衡重式叉車為研究對象，其主要技術(shù)參數(shù)如表3-1所示,表3-1CPD30型電動平衡重式叉車主要技術(shù)參數(shù)額定起重量3000kg載福中心500mm最大起升高度h3300mm起升速度240mm/s門架高度2200mm外形尺寸(長X寬X高)3645XI225X2350mm起升電機(jī)功率10KW行走電機(jī)功率10KW轉(zhuǎn)向電機(jī)功率0.75KW叉車質(zhì)量4700kg起升液壓缸缸徑D56mm活塞桿直徑N45mm貨叉厚度/長度/寬度45/1070/125mm起升液壓泵(CBTD-F416-AFH)排量16mL/r額定轉(zhuǎn)速2500r/min容積效率0.93.2液壓起升節(jié)能系統(tǒng)主要元件參數(shù)的確定本文所涉及的液壓系統(tǒng)來說，有6個關(guān)鍵元件，即液壓泵/馬達(dá)1、液壓泵/馬達(dá)2、補油泵、蓄能器、電動機(jī)、補油電動機(jī)。這6個元件參數(shù)的選擇不同，將導(dǎo)致節(jié)能效果不同。3.2.1液壓泵/馬達(dá)1和液壓泵/馬達(dá)2的選擇（1）液壓泵/馬達(dá)的選擇從能量轉(zhuǎn)換的本質(zhì)來看，液壓泵和液壓馬達(dá)的功能是完全相反的，兩者之間沒有結(jié)構(gòu)原理上的區(qū)別在于，液壓泵和液壓馬達(dá)在原理上是可逆的機(jī)械，即液壓油流入液壓泵，液壓泵可以變成液壓馬達(dá)。但是，如果您希望液壓泵作為液壓馬達(dá)工作，則結(jié)構(gòu)必須要求液壓油能夠反向流動。由于液壓泵和液壓馬達(dá)的工作特性不同，在具體的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上還存在許多差異，可以歸納為以下幾點1）液壓馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)向必須能前后轉(zhuǎn)動，要求其內(nèi)部結(jié)構(gòu)對稱；2）液壓馬達(dá)的速度范圍需要足夠大，特別是最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；3）液壓馬達(dá)需要較大的起動轉(zhuǎn)矩；4）液壓泵具有自吸性能要求；5）除液壓馬達(dá)的進(jìn)、出油口外，還有單獨的漏油口。3.2.2液壓蓄能器的選擇蓄能器有三種類型：重錘式、充氣式和彈簧式。其中，采用充氣式蓄電池氣體的壓縮和膨脹以儲存和釋放能量，通常是惰性氣體或氮氣。常用的充氣式蓄能器有兩種：活塞式和氣囊式。氣囊式蓄能器具有氣油分離徹底、慣性小、響應(yīng)靈活、結(jié)構(gòu)尺寸小、重量輕、安裝方便等特點。它是應(yīng)用最廣泛的蓄能器之一。本項目選用安全氣囊蓄能器。當(dāng)氣囊蓄能器工作時，工作介質(zhì)（氮氣）可視為一個獨立的熱力系統(tǒng)裝置的工作過程就是系統(tǒng)與外界能量傳遞和轉(zhuǎn)換的過程。安全氣囊蓄能器的工作原理是基于波義耳定律。能量轉(zhuǎn)換是通過壓縮氣體來完成的。使用時，蓄能器應(yīng)充滿預(yù)定壓力的氣體。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過蓄能器內(nèi)部壓力時，油壓縮氣體，將油中的壓力能轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能；當(dāng)系統(tǒng)壓力低于蓄能器內(nèi)部壓力時，蓄能器中的油在高壓氣體的作用下流向外部系統(tǒng)釋放能量。一般來說，氣囊式蓄能器的工作過程是一個理想化的能量轉(zhuǎn)換過程，即假定在蓄能器狀態(tài)變化過程中，氣體與外界沒有熱交換，氣體狀態(tài)的交替是可逆的。3.2.3電動機(jī)的選擇在貨叉上行過程和下行過程中電動機(jī)的轉(zhuǎn)向相反。根據(jù)第二章節(jié)能原理的分析，假定液壓蓄能器在釋放能量的過程中沒有能量損失，那么在貨叉上行過程中驅(qū)動液壓泵/馬達(dá)2的功率為電動機(jī)的功率和液壓蓄能器釋放的功率之和，

結(jié)論目前，節(jié)能產(chǎn)品已成為節(jié)能領(lǐng)域的熱門話題。基于目前叉車升降系統(tǒng)在叉下時負(fù)載的勢能轉(zhuǎn)化為液壓油是浪費的本文對電動叉車液壓升降節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行了研究，以達(dá)到節(jié)能降耗、減少叉車運輸?shù)哪康倪_(dá)到節(jié)能的目的。本文對電動叉車液壓升降節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計、理論分析。研究表明，所設(shè)計的節(jié)能系統(tǒng)能耗合理，一