가변 유압 모터를 이용한 굴삭기 붐 에너지회생 시스템에 관한 연구

Abstract

화석연료고갈 및 환경규제로 건설기계산업은 기후변화 대응기술 확보가 시급해졌다. 미국은 오는 2020년에 배출가스 규제와 연비 및 CO2 규제를 포함한 Tier V 발효할 예정이며, 유럽과 싱가포르는 실내에서 엔진식 건설기계 사용을 금지하고 있다. 이러한 환경오염 및 연비 문제를 해결하기 위해 건설기계의 에너지 절감 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 이전의 굴삭기 에너지회생에 관한 연구에서는 유압 축압기, 유압 펌프/모터 및 고정 유압 모터를 이용한 다양한 붐 에너지회생 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 본 연구는 기존 대비 에너지회생 효율을 향상시키기 위해서 가변 유압 모터를 사용하여 최적의 작동점에서 동작하는 알고리즘 제안을 주제로 한다. 따라서 본 연구에서는 에너지회생 과정의 수학적 모델링을 보다 상세히 제시한다. 이러한 모델링을 활용하여 각각 컴포넌트의 효율을 고려한 새로운 붐 에너지회생 알고리즘을 제시한다. 제안되는 붐 에너지회생 알고리즘을 통한 에너지회생 효율의 향상은 실험을 통해 검증된다. |Due to pollution and environmental regulations, the construction machinery industry is urgently required to Eco-Friendly technologies to cope with climate change. The U.S. is set Tier 5 to go into effect in 2020, including emissions and fuel economy and CO2 regulations, and Europe and Singapore ban the use of engine-driven construction machinery indoors. In order to solve this problem of environmental pollution and fuel economy, energy saving related research of construction machinery is actively carried out. In previous studies on energy recovery of excavators, various boom energy recovery systems using hydraulic accumulators, hydraulic pumps/motors, fixed hydraulic motors and generator were actively studied. This study focuses on the proposed algorithms that operate at optimal operating points using variable hydraulic motors to improve energy recovery efficiency compared to the existing ones.Therefore, this study presents a more detailed mathematical modelling of the energy recovery process. Using these modeling, each presents a new boom energy recovery algorithm that takes into account the efficiency of the components. The improvement of energy recovery efficiency through the proposed algorithm is verified through simulation and experiment.