工程机械长久以来存在高油耗、低能效、重负载的问题,随着我国“十三五”规划、“中国制造2025”行动纲领的提出,节能减排成为工程机械行业的首要目标,生产研发绿色、高效、低耗、低碳的工程装备是行业新趋势。工程机械由于其工作特性,液压系统往往存在着大量的能量浪费,储存利用可回收的能量,是工程机械节能降耗的有效手段,有助于推动行业绿色可持续发展。本文针对工程机械举升机构动作产生的势能,以液压挖掘机动臂机构为研究对象,提出使用二次元件——四配流窗口轴向柱塞马达配合变面积式恒压蓄能器的“泵控驱动+能量再生”方法,开展动臂节能研究。首先,对提出的液压泵控能量再生系统完成数学建模,着重讲解变面积式恒压蓄能器的设计思路和推导过程。第二,以某型号液压阀控挖掘机为样例,通过机液联合仿真得到其能耗特性。第三,为了使研究突出对比性,变更泵控系统的储能元件为气囊式液压蓄能器,并定义更改后的泵控系统为气囊组、原泵控系统为恒压组。依据样例的结构、参数,对两组泵控系统完成参数设计和优化。第四,利用AMESim搭建两组泵控系统的模型,设置工作条件后完成仿真工作,验证仿真结果可知模型搭建合理。在设定的相同工作条件下,变面积式恒压蓄能器的储能密度为5.048k J/L、储能效率为75.99%,恒压组能量再生效率为58.54%;气囊式液压蓄能器的储能密度为2.169 k J/L、储能效率为55.56%,气囊组能量再生效率为31.69%。变面积式恒压蓄能器的储能密度是气囊式液压蓄能器的2.327倍且储能效率提高了20.43%,恒压组的能量再生效率比气囊组提高了26.85%。综上,液压泵控能量再生系统可对液压挖掘机动臂势能进行有效回收,降低整机工作能耗,且变面积式恒压蓄能器的储能能力显著优于气囊式液压蓄能器。