液压挖掘机是一种重要的工程机械装备,可以提高工程工作效率,被广泛应用于水利工程,交通运输,电力工程和矿山采掘等机械施工中。在实际工作中,由于工作环境的恶劣和液压挖掘机复杂的作业方式,这使挖掘机工作装置长期处于波动剧烈频繁的工况,造成柴油机长时间处于高耗低效的工作区间,使得燃料的利用效率较低,而随着能源的短缺,节能、高效率、低排放逐渐成为了工程机械研发追求的主要目标之一。广大研究人员通过现场实验和研究分析传统挖掘机的普通回转工况,得出了回转工况主要存在两个方面的能量损失:一是挖掘机回转启动阶段的溢流损失,二是回转制动时,油液惯性运动产生的动能在制动时以热能损耗掉。针对挖掘机回转工况能量利用效率较低的问题,国内外学者总结了许多切实可行的研究方法,如进出口独立控制技术、二次调节技术、负载敏感技术、能量回收再利用技术等。本课题在分析了负载敏感技术特点和蓄能器能量回收技术的基础上,提出了三种基于挖掘机上车回转系统的节能方案,比较三种方案的节能特性,提出改进方案并对影响节能特性的系统参数进行下一步研究,旨在得出挖掘机回转工况节能效果较好的设计方案。主要研究内容如下:首先,论述了挖掘机回转工况节能研究对提高整机节能效率的重要意义,对当前国内外挖掘机回转系统的节能研究进行汇总,总结各个方法的优点和不足,在负载敏感技术和蓄能器能量回收技术的基础上,提出了三种基于挖掘机上车回转系统的节能方案,概述了本文主要研究的内容。其次分析了传统挖掘机的回转液压系统,并对挖掘机进行选型和仿真,从数学模型和仿真入手对挖掘机的回转系统节能可行性进行分析,提出了三个基于挖掘机回转系统节能的方案,建立了各个方案的工作原理图和系统控制策略,为挖掘机回转液压系统的能效分析设立了研究对象。再次对回转节能关键元件进行参数匹配,分别对负载敏感回转系统、传统蓄能器能量回收再利用系统、负载敏感蓄能器能量回收再利用系统建立相应的AMESim模型并进行能效分析,得出了负载敏感回转系统的液压泵减少能量损耗23.8%、普通蓄能器能量回收再利用系统的制动能回收效率为60%,回收能量再利用效率达到71.1%,系统节能效率达到54.5%,负载敏感蓄能器能量回收再利用系统的系统节能效率达到59.7%。最后,以负载敏感蓄能器能量回收再利用方案为研究对象,通过改变单一系统参数如蓄能器设定压力、蓄能器容积,来研究系统参数对回转节能特性的影响。