车用液压机械基本传动形式及特性研究

液压机械传动综合了液压传动和机械传动的优点,具有无级变速、传动效率高、传递功率大和速比范围广等优点,是重型车辆的理想传动形式.从速比特性、传动效率等几个方面研究了分矩汇速式和分速汇矩式两种液压机械传动基本传动形式各自的特点.分析了不同形式液压机械传动的应用场合,并提出了不足和改进措施.     

液驱混合动力车辆动态特性研究

所研究的液驱混合动力车辆由液压泵、高压蓄能器、低压蓄能器、高速响应开关阀和控制系统等组成。建立了液驱混合动力系统及液压泵／马达伺服排量控制系统的数学建模,提出了控制策略,并对车辆的动态特性进行了仿真分析及试验研究。试验结果验证了液驱混合动力车辆仿真模型的有效性及控制策略的合理性。     

基于蓄能器的挖掘机节能驱动系统的参数匹配

为了提高液压挖掘机驱动系统的效率,提出一种基于能量回收和液压混合动力的液压挖掘机节能驱动系统的参数匹配方法。分析节能驱动系统的结构、工作原理及负载特性。以保证液压挖掘机作业效率、整机稳定性、延长蓄能器使用寿命和满足负载平衡能力为约束条件,对节能驱动系统中液压蓄能器、泵/马达、发动机等主要元件进行参数匹配。在所建立的液压混合力挖掘机模型上对匹配结果进行分析,结果表明:进行参数匹配后,发动机的工作点波动较小且蓄能器的压力波动满足工况要求,同时上车机构能量回收系统的使用使得整机节能效果进一步提高10%。     

基于AMESim的电动叉车液压起升节能系统的仿真研究

在验证了电动叉车液压起升节能系统仿真模型的基础上,基于AMESim对电动叉车液压起升节能系统做了进一步的仿真研究.研究了蓄能器参数对节能系统的影响,主回路液压泵/马达的排量对节能系统的影响,以及蓄能器回路液压泵/马达对节能系统的影响,为合理地选择节能系统元件参数提供了理论依据.     

液压混合动力车辆能量回收系统建模与仿真

采用蓄能器、可逆式变量液压泵/马达作为液压混合动力车辆HHV能量回收系统的储存、转换元件。根据HHV对能量回收系统的要求,在UDDS路况下,对关键部件蓄能器以及液压泵/马达的参数进行了计算,并利用MATLAB/SimScape对HHV能量回收系统进行仿真。仿真结果验证了所建模型的合理性,且系统的能量回收利用率达80%,使整车的燃油经济性得到了有效提高。     

油液混合动力挖掘机回转系统仿真分析

为了回收挖掘机回转平台制动过程中的制动能量,设计了油液混合动力挖掘机回转系统,利用蓄能器回收回转平台的制动能量。阐述油液混合动力回转系统和普通回转系统液压原理的不同,建立AMESim模型并进行仿真分析。仿真结果表明:油液混合动力挖掘机回转系统在一定程度上降低了液压泵的功率损耗和液压马达的压力波动;在节能方面,蓄能器的能量回收效率达到70.0%,再利用效率达到72.8%,利用率较高,达到节能的目的。     

液压混合动力制动能量再生关键参数研究

通过建立液压混合动力车辆制动系统能量再生部分的数学模型,仿真分析得出汽车滚动阻力、空气阻力、变速机构的能量消耗比例,同时定量分析了蓄能器初始压力、变量泵/马达排量及其工作总效率等关键参数对制动能量再生效率的影响,提出一种排量控制曲线来进一步提高液压混合动力系统的能量再生效率,为液压混合动力系统的设计和控制提供一定的理论基础。     

全液压压裂车液压系统设计

针对传统的机械式压裂车寿命短和成本高的缺点,设计出一种基于液压传动的全液压压裂车,即采用发动机-液压泵-液压油缸-增压缸的液压传动方案。根据车辆工况需求,对液压系统进行了参数匹配计算及元器件选型。采用多台发动机功率合流的形式以及取消机械传动的一些大部件,可以大大降低制造成本,具有明显的经济效益。     

液驱混合动力车辆液压系统试验台设计与试验研究

在分析液驱混合动力车辆试验装置的原理和组成方案的基础上,利用二次调节静液传动技术和虚拟仪器技术建立液驱混合动力车辆的液压系统和测控系统,分析高速开关阀工作特性对双向变量马达转速响应的影响,针对高速开关阀的响应滞后特性设计控制器。试验结果表明,该试验装置能够满足液驱混合动力车辆动态特性试验的需要。     

串联式液压混合动力车辆能量管理策略的设计与分析

以重型串联式液压混合动力汽车为研究对象,提出了基于规则的能量管理策略,并对整车设计了4种工作模式。搭建了其Matlab／Simulink整车仿真模型,对液压混合动力车辆总需求功率、发动机功率、液压系统回收功率、蓄能器流量、 SOC （ State of Charge）等参数进行了仿真,分析对比了传统汽车和液压混合动力汽车发动机扭矩工作点。仿真结果表明：液压混合动力汽车发动机和液压系统提供的功率可以满足总需求功率要求,其燃油经济性显著提高, SOC保持在合理范围内,发动机工作平稳,所设计的能量管理策略可靠有效。     

基于前置并联式结构的液压混合动力节能特性研究

传统后置式并联液压混合动力车辆中二次元件在运行时会出现长时间超速或低速工况。为尽可能提高车辆燃油经济性,同时使二次元件尽可能工作在高效区间,提出将转矩耦合器置于发动机与变速器之间,并称此种结构为前置并联结构。其特点是液压混合动力系统通过变速器调速增扭后,再将动力传递至驱动桥。通过建立液压混合动力汽车的仿真模型,对车辆发动机做功、油耗、起步加速性能等进行对比分析,并进行了实验车验证。结果表明:前置并联混合动力结构能量回收再利用率高,节能效果明显;该结构可以有效提升车辆的动力性能和爬坡性能。     

我国汽车流体传动技术的研究现状与发展

介绍了我国液压混合动力公交车、液压自由活塞发动机和气动汽车的汽车流体传动技术最新研究成果.针对现有流体储能装置能量密度过小的缺点,提出了采用汽-液两相储能介质、高比强度复合材料等改进措施.以此为基础,探讨了城区、高速、城间和山地4种典型路况的驱动方案.     

基于AMESim的串联型液压混合动力传动系统建模与仿真

针对频繁启停运行汽车设计了一种串联型液压混合动力传动系统,以此为基础设计了该混合动力系统能量管理策略,该控制策略通过设定发动机介入压力以保证储能器能量耗尽时发动机及时介入供能。运用AMESim系统仿真软件建立了系统仿真模型进行仿真分析,并对储能器充气压力、发动机介入压力等设计参数对节能效果的影响进行研究,仿真结果表明:所设计的混合动力系统能够有效回收与再利用车辆制动能,保证储能器能量消尽时发动机及时供能,降低汽车行驶过程中的能源消耗。     

基于控制导向模型的液压混合动力车辆能量管理控制研究

为了提高轻型卡车串联型液压混合动力车辆的燃油经济性,提出一种液压混合动力车辆系统控制导向非线性数学模型。该系统数学模型将串联型液压混合动力车辆视为多端输入和多端输出系统:输入由发动机节气门开度、液压泵排量和最大排量以及机械制动转矩组成;输出由发动机速度、发动机转矩、蓄电池压力、车辆速度和燃油流量组成。设计线性二次型积分控制器并且应用于提出的串联型液压混合动力车辆模型上,能够实现低液面控制器输出随动控制。仿真结果表明所设计的数学模型和控制策略能有效节约发动机燃油消耗,操纵性能良好。     

基于电液混合储能的电动挖掘机动臂节能驱动系统特性

针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足，提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量，实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行混合储能，实现动臂重力势能的高效回收利用。分析所提系统的工作原理，建立系统多学科联合仿真模型，分析系统运行特性和能量特性。研究结果表明：双泵直驱挖掘机动臂系统具有良好的控制特性，速度运行平稳。与传统多路阀控系统相比，双泵直驱挖掘机动臂系统节能效果显著，蓄能器压力21 MPa和容积180 L时，重力势能回收效率为79.9%,能耗减少64.6%,进一步通过合理选择蓄能器工作压力和容积，双泵直驱动臂系统的节能效果可达到65%以上。     

液压技术在混合动力汽车节能方面的应用

介绍了一种采用液压混合动力的新型环保节能车辆,它利用液压元件功率密度大的优点,构造了以液压蓄能器和双向可逆液压泵为核心的刹车能量再生系统,这种系统与发动机动力源一起可以组合成3种不同的驱动形式,从而实现具有两个动力能源的混合动力车辆.这种车辆在降低油耗、减少排放污染、提高刹车装置使用寿命等方面具有较大的优势,特别适合于行驶在有频繁起停的城市交通或山地城市交通路况.     

可调压式液压蓄能器的节能仿真分析

针对气囊式液压蓄能器在工作中充放能不充分、能量密度低、工作参数不可调节的问题,提出一种可调压式液压蓄能器来改善上述问题。通过对可调压式液压蓄能器工作原理的分析,在AMESim软件中建立仿真模型,并将此蓄能器结合非对称泵应用于液压缸举升节能回路,同时设置采用气囊式液压蓄能器的回路为参照,开展节能仿真研究。结果显示:可调压式液压蓄能器比气囊式液压蓄能器多放能29%,电机多节能7.46%,有利于提高工程机械能量回收效率和作业性能。     

纯电驱液压挖掘机动力源特性试验研究

现有工程机械主要以柴油发动机为原动机,存在燃油效率低,排放严重等问题,新的趋势是采用电动方式代替内燃方式.采用变速异步电动机驱动定量泵作为动力源,针对变频异步电动机动态响应较慢的问题,提出在定量泵出口增设液压蓄能器并将其油液引入液压泵入口的方法,提高电动机动态响应.建立采用蓄能器辅助起制动后电驱动力源的试验系统,对比分析了有无蓄能器辅助时液压泵的起制动特性.在此基础上,将这一动力源用于驱动进出口独立控制的液压挖掘机,对动臂运行特性和能耗特性进行试验研究.与发动机驱动系统相比,采用新型电驱动方式,实现同样的操纵性能,可降低动臂运行成本50%,并显著降低供电电源峰值电流.     

抽油机传动系统节能研究

针对游梁式抽油机能耗严重、电机运行效率低的问题,提出一种新型混合动力游梁式抽油机结构方案。该方案采用机械-液压转矩耦合传动机构,通过液压系统实现能量存储与释放,其电机输出功率平稳,运行效率高。建立该系统数学模型和能量损失模型,并搭建原理验证实验平台。通过实验和仿真对比,验证机械-液压传动系统能量调节的有效性。提出该系统参数设计方法,并通过对系统参数的研究,得到在不同液压系统组合结构下抽油机的损失功率。研究结果表明,采用变量泵-变量马达组合方案可实现能量损失最小。     

采棉机动力换挡行驶传动系统设计与试验

针对采棉机作业工况复杂,提出一种由静液压无级变速与机械式有级变速组配式动力换挡无级调速行驶传动方案。建立采棉机田间采摘、田间运输和公路运输3种工作模式控制逻辑,确定3种模式速度范围。构建动力传动方程,确定采棉机设计参数和液压系统元件选型。搭建采棉机样机进行速比特性田间试验,分析调速特性与变量泵效率特性。结果表明：通过变量泵和变量马达联合调控以及改变机械式有级变速箱传动比,可实现采棉机在田间采摘模式时恒转矩输出,在运输模式时恒功率输出;采棉机田间采摘速度范围为0~8.5 km/h,田间运输速度范围为0~14.5 km/h,公路运输速度为0~27.5 km/h;可实现采棉机全程作业无级调速,满足其行驶动力需求。