液压挖掘机是一种用于土方施工的工程机械,因其施工效率高、型号多样,成为城市建筑田水利、矿山开采、交通及国防等工程施工的主要装备。但是,液压挖掘机依靠液压系统传递动力,能量使用效率低,成为制约其发展的主要障碍,在这种情况下,以动臂势能再生技术为代表的液压节能技术悄然兴起。液压挖掘机动臂的质量大,为了控制其下落速度,需要在动臂液压回路中安装节流阀等来控制其速度,这样势必会造成大量的能量损失,动臂势能再生技术以此为突破口,利用液压系统将动臂下落过程的重力势能转化为液压能进行储存,并在需要时释放能量进行再次利用,因此通过动臂势能回收再利用可以大幅提高液压挖掘机的能量效率。但是,目前的动臂势能再生技术研究主要针对大中型液压挖掘机,而对于小型液压挖掘机却研究较少,其主要原因小型液压挖掘机存在安装空间小、成本高、回收压力低等技术难题。针对这些技术难题,本论文开展了小型液压挖掘机的新型动臂势能再生系统的研究,提出并设计了多种新型动臂势能再生模式,以1.7吨的小型液压挖掘机实验平台为基础,建立了新型动臂势能再生系统的仿真模型,对新型动臂势能再生系统的能量效率和可行性进行了深入研究,本文主要研究内容包括:(1)分析国内外液压挖掘机节能技术研究的现状,进一步说明液压挖掘机节能对节能减排的重要意义。详细介绍液压挖掘机工作结构和液压系统的工作原理,说明液压挖掘机动臂重力势能回收系统的可行性,并概述本论文研究的主要内容。(2)针对小型液压挖掘机动臂下落释放的重力势能的技术特点,对动臂重力势能再生所面临困难的技术难题进行了全面讨论,对可采取的技术方案进行了理论研究,并在此基础上,提出了四种新型液压挖掘机动臂势能再生模式并分析其工作原理,设计了对应动臂势能再生系统的液压系统回路。(3)本文以山河智能生产的SWE17-ED型1.7吨小型液压挖掘机作为试验平台,使用AMESim仿真软件搭建传统液压挖掘机动臂仿真模型,以此为基础,搭建四种新型液压挖掘机动臂势能回收模式仿真模型,其仿真模型根据1.7吨液压挖掘机的实际参数进行设置。(4)基于SWE17-ED小型液压挖掘机实际工况数据,利用AMESim仿真平台对动臂势能再生系统的工作性能和节能效率进行深入分析,分析结果表明:在相同的工况条件下,四种新型动臂势能再生系统其模式Ⅰ、模式Ⅱ、模式Ⅲ、模式Ⅳ的节能效率分别为 36.11%、37.42%、35.40%、40.27%。