随着国民经济的快速发展和日益增加的基础建设需求,使液压挖掘机的销量持续的增长。液压挖掘机采用的液压系统在运行时能量效率较低,具有较大的节能潜力。而回转机构在挖掘机工作过程中需要频繁地启制动来配合完成挖掘作业,因此开展回转系统的动态特性分析及其节能研究,对降低系统能耗和提高使用经济性具有十分重要的意义。本论文以负流量控制的70吨液压挖掘机的回转系统为研究背景,主要分析了回转液压系统的动态特性及能量损失,并对回转系统进行节能研究。主要工作内容如下:(1)负流量控制回转液压系统分析和回转节能液压系统的设计。阐述了传统大型液压挖掘机负流量控制回转系统的结构和工作原理,分析其能量损失形式。根据节能液压系统设计原则,针对系统的能量损失,提出了利用蓄能器回收制动能量和负载口独立调节相结合的回转节能液压系统方案。(2)回转系统负载特性及负流量控制回转液压系统能耗仿真分析。利用Pro.E搭建了挖掘机执行机构的三维模型,在ADAMS软件中分析位置变化对回转系统转动惯量的影响,得出满载工况下的最大转动惯量值。在AMESim软件中搭建负流量控制的回转液压系统仿真模型,分析转动惯量和液压马达排量对回转启制动特性的影响,并对系统能量损失及可回收能量进行了量化。(3)回转节能液压系统参数优化及数学建模分析。对蓄能器和并联回油控制阀进行参数计算,并搭建蓄能器控制策略框图。通过建立回转系统动态特性的传递函数,分析影响回转液压系统运行的主要参数。(4)回转节能液压系统仿真分析。利用AMESim搭建回转节能液压系统的仿真模型,通过分析系统的能耗和蓄能器回收与释放的能量曲线,验证了新回转液压系统的节能效果,并仿真分析了影响蓄能器回收效率的因素。研究结果表明:在相同的控制信号情况下,回转单动作仿真数据与实测数据基本相同,验证了仿真模型的正确性,基于此模型分析了负流量控制系统的能耗。通过回转节能液压系统和负流量控制系统的仿真结果对比可知,并联回油控制阀可实现对液压马达的进出口独立调节,降低了阀口节流损失和制动时系统的压力波动;蓄能器可回收回转制动时的溢流损失。综合分析回转系统能耗及蓄能器回收再利用的能量,可得出回转节能液压系统的节能率为17.13%。