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| 編輯推薦： |
本书作者团队，长期从事工程机械能量回收的研究工作，在国内属于最早从事工程机械能量回收技术方面的研究，已经先后提出了多种能量回收方案，部分方案已经应用于各主机厂，并在国内外首次提出了针对溢流损耗的能量回收技术。本书从工程应用角度对工程机械能量回收技术进行了系统和详细的介绍，全面总结了作者及国内外工程机械能量回收的最新研究进展、关键技术、不同类型工程机械能量回收的特点及解决方案，并给出了典型的应用案例，是工程机械能量回收关键技术的集大成者。
本书可为有志于在工程机械双碳节能领域从事相关研究和应用的技术人员提供研究思路、方案和应用案例，也可作为机械类专业本科生、研究生的教材或主要参考书，还可作为专业技术人员和管理人员的专业培训用书。
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| 內容簡介： |
本书从工程应用角度对工程机械能量回收技术进行了系统和详细的介绍，全面总结了作者及国内外工程机械能量回收的最新研究进展、关键技术、不同类型工程机械能量回收的特点及解决方案，并给出了典型的应用案例，是工程机械能量回收关键技术的集大成者。全书共分8章，简介了工程机械能量回收对象的类型和能量回收工况分析，说明了能量回收系统类型，详细介绍了液压式能量回收系统的基本工作原理、技术难点和分类及研究进展；重点围绕案例详细阐述了电气式能量回收系统和基于四象限泵能量回收与再释放关键技术；并对液压系统的溢流损失和节流损失的能量回收系统进行了详细讨论；最后对能量回收技术的关键技术与发展趋势进行了总结与展望。
本书可为有志于在工程机械双碳节能领域从事相关研究和应用的技术人员提供研究思路、方案和应用案例，也可作为机械类专业本科生、研究生的教材或主要参考书，还可作为专业技术人员和管理人员的专业培训用书。
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| 關於作者： |
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林添良， 华侨大学机电学院，教授，博士，博士生导师，中国流体传动与控制学会委员，中国液压学会秘书长，福建省流体传动与控制学会理事，福建省液压系统综合试验平台总负责人，华侨大学机电学院院长，入选福建省高等学校新世纪优秀人才支持计划。发表论文50余篇，其中SCI/EI30余篇，申请国家发明专利28项，已经授权13项，出版著作5部，主持了13项国家级省部级项目。在国内属于最早从事工程机械能量回收技术方面的研究，已经先后提出了多种能量回收方案，部分方案已经应用于各主机厂，并在国内外首次提出了针对溢流损耗的能量回收技术。
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| 目錄：
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目录
前言
第1章能量回收系统简介1
1.1能量回收系统的研究背景及意义1
1.2能量回收对象的类型3
1.2.1负值负载4
1.2.2非负值负载4
1.3能量回收工况分析5
1.3.1高频机械臂势能可回收工况分析5
1.3.2高频行走制动动能工况分析10
1.3.3低频机械臂势能回收工况分析15
1.3.4卷扬势能工况16
第2章能量回收系统类型21
2.1储能元件的类型和特性分析21
2.1.1电量储能单元21
2.1.2液压蓄能器26
2.1.3储能单元特性分析28
2.2能量转换单元工作原理29
2.2.1电动/发电机29
2.2.2四象限泵36
2.3能量回收系统的分类48
2.3.1无储能元件的能量回收系统49
2.3.2机械式能量回收52
2.3.3液压式能量回收53
2.3.4电气式能量回收54
2.3.5复合式能量回收55
2.4汽车能量回收技术在工程机械中的移植性63
2.4.1机械臂势能回收系统63
2.4.2液压挖掘机上车机构回转制动能量回收系统64
2.4.3装载机行走制动和汽车行走制动的异同点66
2.5作业型挖掘机和行走型装载机的能量回收技术异同点67
2.5.1能量回收的来源和回收能量与驱动能量的比重不同67
2.5.2能量回收的途径不同68
2.5.3能量回收的效率不同68
2.5.4能量回收的控制策略不同69
第3章液压式能量回收系统71
3.1液压式能量回收系统基本工作原理71
3.1.1流量耦合型71
3.1.2转矩耦合型74
3.1.3力耦合型74
3.2液压式能量回收技术难点75
3.2.1回收能量再释放技术75
3.2.2液压蓄能器压力被动控制77
3.2.3防止不同压力等级液压油切换时的压力冲击和节流损失技术79
3.2.4液压蓄能器的能量密度较低79
3.2.5液压式回收的效率80
3.2.6液压蓄能器的参数可调81
3.2.7液压蓄能器的安全性问题81
3.3液压式能量回收再利用技术的分类及研究进展82
3.3.1基于液压控制阀的能量再利用82
3.3.2以液压蓄能器为动力油源的能量再利用90
3.3.3基于液压马达或四象限泵的能量回收再利用98
3.3.4基于二次调节静液传动技术103
3.3.5基于三通/四通液压泵的液压回收技术104
3.3.6基于二通矩阵的液压式能量回收与释放系统108
3.3.7基于平衡单元的回收技术109
第4章电气式能量回收系统120
4.1电气式回收系统特性分析120
4.1.1基本结构方案120
4.1.2系统建模及控制特性分析120
4.2电气式能量回收系统的关键技术125
4.2.1能量回收效率125
4.2.2操控性能127
4.2.3经济性127
4.3能量转换单元的效率特性分析及优化128
4.3.1液压马达效率模型及分析128
4.3.2永磁同步发电机效率模型及分析138
4.3.3超级电容效率特性分析142
4.3.4能量转化单元的效率优化控制策略146
4.4案例1：挖掘机机械臂势能电气式能量回收系统 148
4.4.1系统级研究进展148
4.4.2能量回收控制方法153
4.4.3关键元件163
4.5案例2：挖掘机回转制动动能电气式能量回收系统165
4.5.1传统液压回转系统特性分析166
4.5.2电动回转及能量回收系统168
4.5.3液压马达-发电机转台能量回收技术178
4.5.4液压马达-电动机回转复合驱动系统187
4.6案例3：电动装载机行走制动动能电气式能量回收系统190
4.6.1电动装载机行走再生制动系统分析190
4.6.2基于模糊控制的制动意图识别策略195
4.6.3整车行走再生制动和液压制动协同控制策略214
4.6.4试验平台搭建与试验233
4.7案例4：卷扬势能电气式能量回收系统247
4.7.1电动卷扬驱动与能量再生系统方案设计247
4.7.2基于电动卷扬驱动与能量再生系统控制策略247
4.7.3电动卷扬驱动与再生仿真248
4.7.4电动卷扬驱动与再生试验250
第5章四象限泵能量回收与再释放关键技术253
5.1案例1：旋挖钻机卷扬势能四象限泵能量回收与再释放技术253
5.1.1旋挖钻机能耗分析和卷扬势能回收方案254
5.1.2控制策略261
5.1.3仿真266
5.1.4旋挖钻机卷扬势能回收系统试验269
5.2案例2：汽车起重机整车行走制动动能回收与再释放技术278
5.2.1汽车起重机整车行走制动动能回收方案278
5.2.2汽车起重机整车行走制动动能回收效率的仿真281
5.2.3汽车起重机整车行走制动动能回收效率的试验测试285
5.3案例3：起重机转台回转制动动能回收与再释放技术286
5.3.1转台制动动能回收方案286
5.3.2回转机构的仿真控制模型288
5.3.3回转机构的控制策略290
5.4案例4：基于电动/发电-四象限泵能量回收与再释放技术294
5.4.1方案构型294
5.4.2控制策略295
5.4.3仿真297
第6章溢流损失能量回收系统306
6.1溢流损失简述306
6.2溢流损失液压式能量回收与再生原理307
6.2.1溢流损失液压式能量回收原理307
6.2.2溢流损失液压式能量再生原理308
6.3溢流损失电气式能量回收与再生原理310
6.3.1溢流损失电气式能量回收原理310
6.3.2溢流损失电气式能量再生原理311
6.4能量回收单元对工作性能的影响规律312
6.4.1系统数学模型建立312
6.4.2比例溢流阀出口背压仿真318
6.5溢流损失液压式回收控制策略325
6.5.1液压蓄能器参数优化匹配325
6.5.2溢流损失液压式回收与再生控制策略327
6.5.3溢流损失液压式回收与再生仿真328
6.5.4溢流损失液压式能量回收系统试验334
6.6溢流损失电气式能量回收控制策略344
6.6.1基于压力补偿的阀口压差闭环控制策略344
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| 內容試閱：
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前言
能源消耗及其造成的环境污染已成为全球关注的核心焦点。目前我国能源排放问题面临着国内和国外的双重压力，尤其是在“十四五”规划中，我国明确提出要推进能源革命，在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。工程机械作为国家经济发展的重要组成基石，因高能耗的特点，对其在节能减排方面进行改进具有十分重要的战略意义。本书的各位作者在工程机械能量回收领域进行了十余年的相关研究，将元件、整机、关键技术等方面的成果进行梳理编著了本书，以期为致力于提高工程机械能源利用效率的科研人员和技术人员提供参考与借鉴。
本书按照工程机械的能量回收的对象和类型展开，力求全面、系统地分析工程机械能量回收的类型和途径，介绍能量回收的基本方法、关键技术、典型应用案例及未来发展趋势。第1章介绍了能量回收对象的类型，重点介绍了典型机械臂势能、回转制动动能
、行走制动动能等负值负载，以及溢流阀口与节流阀口能量损失及液压油的热能等非负值负载；然后针对上述能量回收对象详细分析了它们的工况特性及可回收能量；第2章主要介绍了电量储能单元和液压蓄能器的类型和特性，以及电动/发电机和四象限泵能量转换单元的工作原理，重点介绍了这种能量回收系统的特点和典型应用方案，深入讨论了汽车能量回收技术在工程机械的移植性，探讨了作业型挖掘机和行走型装载机的能量回收技术异同点；第3章主要介绍了流量耦合型和转矩耦合型两种液压式能量回收系统的基本工作原理、能量回收技术的技术难点，以及蓄能器参数可调和安全性等问题，从液压式能量回收再利用技术的分类出发，分析了液压式能量回收再利用技术的研究进展；第4章分析了电气式能量回收系统的基本结构方案、系统建模及控制特性，讨论了电气式能量回收系统的能量回收效率和操控性能等关键技术，并对挖掘机机械臂势能和回转制动动能、装载机行走制动动能及卷扬势能电气式能量回收系统进行了详细的案例分析；第5章阐述了基于四象限泵能量回收与再释放关键技术的典型应用，包括旋挖钻机卷扬势能、汽车起重机整车行走制动动能、起重机转台回转制动动能及基于电动/发电-四象限泵的能量回收与再释放技术方案、控制策略与仿真及试验研究；第6章详细介绍了溢流损失的液压式和电气式能量回收与再生原理，详细讨论了能量回收单元对工作性能的影响规律，对溢流损失的液压式和电气式回收控制策略展开了研究，并对节流调速系统的溢流损失能量回收系统的调速特性和节能特性进行了案例分析；第7章针对节流损失的能量回收系统展开，分析了节流损失的液压式与电气式能量回收系统的系统方案、工作特性及仿真研究，并以新型节流损失回收压差调速作为典型案例，分析了不同调速方法的差别及基于操控与高效回收平衡的变压差泵阀复合调速控制的调速性、节能性及试验研究；第8章详细分析了11种能量回收关键技术，探讨了7种能量回收发展趋势。
本书内容是各位作者及所在团队在能量回收领域十余年的研究经验和成果积累，书中所提方案和成果均为研究团队的研发成果，经过了试验验证及样机测试。期待本书的读者能够从书中找到合适的能量回收方案、系统构型和控制方法，也期待与读者一起探讨工程机械双碳节能方案。
本书由华侨大学林添良撰写第1、2、4、6和8章，上海理工大学沈伟撰写第3章，浙江大学张斌撰写第5章，华侨大学任好玲撰写第7章，全书由林添良统稿。本书在撰写过程中，获得了国内外相关专家学者的支持和肯定，感谢所有从事工程机械能量回收研究和节能技术研究的专家学者，尤其是本书列举的相关研究者为本书的写作提供的基本素材。感谢本书各位作者所在团队的老师和研究生为本书提供的数据、图片等素材，并对初稿提出的一些建设性意见，及在绘制插图和对文字校订工作中付出的辛勤劳动。由于本书的字数较多，参考文献众多，对一些相近的研究只给出了部分的参考文献，而没有一一进行罗列，恳请相关作者谅解。
感谢浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室的杨华勇院士、王庆丰教授、徐兵教授和谢海波教授等长期对华侨大学移动机械绿色智能驱动与传动技术研究团队成员的栽培和支持；感谢北京航空航天大学的焦宗夏院士、王少萍教授、严亮教授等长期对华侨大学移动机械绿色智能驱动与传动技术研究团队成员的栽培和支持；感谢太原理工大学权龙教授课题组、哈尔滨工业大学姜继海教授课题组、燕山大学孔祥东教授课题组、日本日立建机株式会社(Hitachi Construction Machinery Co.，Ltd.)、苏州力源液压有限公司、徐工集团工程机械有限公司、宁波海天驱动有限公司、中联重科股份有限公司、广西柳工集团有限公司、福建华南重工机械制造有限公司、厦门厦工机械股份有限公司等对华侨大学移动机械绿色智能驱动与传动技术研究团队成员的支持与关心！
本书在成稿过程中难免存在疏漏与不足，恳请读者批评指正！
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