大型开沟铺管机自动控制系统的研制

为了解决1KPZ-250型开沟铺管机自动控制系统中的关键问题,在分析其工作原理和基本结构的基础上,将液压驱动技术、电液调控技术、传感器技术、GPS技术、人机环境工程模块化技术等应用到机器中,提出了车体姿态、自动行走和开沟深度的自动控制方法,并总体设计了开沟铺管机的车体自动调平控制系统、自动导航控制系统和激光高程控制系统。研究结果表明,该系统的动态品质较好,当车体倾斜时能自动将其调节到水平位置;机器能够按照预定的路径实现自动导航,偏航误差控制在±10 cm以内;开沟铺管的高程误差可控制在±20 mm以内,能够满足控制系统的要求。     

分体运输平台液压驱动系统分析及其功率匹配

在分析了机械-液压功率匹配系统原理的基础上,根据液压系统驱动力-速度-液压系统效率曲线,提出了适用于WC80Y型分体运输平台液压驱动系统与发动机功率匹配的实现方案及控制规律.通过试验与现场实践,此功率匹配系统满足该车辆操作性能的要求,对提高车辆的驱动性能有较大意义,对于其他行走工程机械也具有参考和借鉴作用.     

TLC900型运梁车液压驱动系统与发动机功率匹配研究

在分析了机械-液压功率匹配系统原理的基础上，根据液压系统驱动力-速度曲线及参数，提出了适用于TLC900型运梁车液压驱动系统与发动机功率匹配的电液比例功率匹配系统，并给出了控制规律及程序流程图。试验与现场实践证明，该功率匹配系统满足运梁车驱动性能的要求，可提高运梁车的驱动性能，对其他大型行走工程机械也具有参考和借鉴作用。     

应急救援车辆主动悬挂系统能耗与发动机的功率匹配控制

针对主动悬挂系统能耗与发动机运行参数不匹配而导致的液压主动悬挂系统压力和流量频繁波动、发动机载荷过高导致熄火等问题,提出了主动悬挂系统能耗与发动机功率匹配的控制方案。分析了保证主动悬挂系统与发动机匹配运行的条件,为使主动悬挂系统运行的最大功率小于发动机当前状态下的剩余功率,提出了根据驱动主动悬挂系统的平均流量对变量泵排量控制信号进行动态补偿的控制策略,应用模糊PID控制方法设计了功率匹配控制器。试验结果表明：相较于原主动悬挂系统,应用所提出控制方案的主动悬挂系统所消耗的平均功率降低了42%,发动机扭矩百分比平均值下降了39.6%,主动悬挂系统能耗和发动机载荷明显减小。     

重型平板车液压系统与发动机功率匹配研究

根据重型平板车液压系统功率分配的特点,从发动机与泵的功率匹配、发动机最佳工作点的选取及负载与泵的匹配等环节分析了重型平板车液压系统与发动机功率匹配原理。在充分考虑液压系统效率及发动机载荷的基础上,提出了重型平板车液压系统与发动机功率匹配的实现方案及节能控制规律。TMZ100型重型平板车现场试验表明,此功率匹配系统满足该重型平板车操控性能的要求。     

国内收获机械行走系统匹配优化研究

本文简单阐述了国内收获机械静液压行走的基本原理和现阶段匹配收获机的发动机的常用工况区,在静液压驱动行走基础上,对发动机及液压系统匹配优化方向做出了阐述.分析了发动机和液压系统匹配优化的性能优势,为国内收获机械节能的研究与发展提供参考.     

挖掘机功率匹配测试系统研究与设计

为了研究液压挖掘机中发动机与液压泵的功率匹配性能,优化其控制策略,在通过对液压挖掘机的功率匹配原理进行分析后,提出了一种基于LabVIEW、移动控制器和USB/CAN设备的可视测试系统方案。该方案采用Cylindro控制器作为数据采集与控制的核心,控制器采集液压系统与发动机的相关信号,并驱动电磁比例阀以及动油门电机实现液压泵与发动机的功率控制;采用CAN通讯的方式进行数据传输,并利用虚拟测试软件LabVIEW进行人机界面的设计,完成测试数据的显示与保存。试验表明:该测试系统能满足要求,且稳定可靠。     

一种液压功率回收试验系统的工作特性及回收效率研究

结合设计的泵-马达试验台,介绍采用变频调速技术的功率回收式闭式液压系统的基本组成和结构;分析液压功率回收的工作原理及技术特点;研究系统需满足的流量和扭矩匹配要求,得出系统中扭矩在各轴上的传递情况;从理论上推导了该试验系统功率回收效率的计算公式。对功率回收系统的设计及应用具有一定的理论参考价值。     

液压挖掘机全局功率匹配与协调控制

研究了发动机—泵和泵—负载两个环节实现局部功率匹配的原理和方法,分析了现有液压挖掘机两个环节之间不能实现功率匹配与协调的原因,提出了液压挖掘机全局功率匹配与协调的原理与方法,并给出了实现方案。这项研究对于设计液压挖掘机新型节能控制系统,提高生产效率,具有较大意义;对于其他行走工程机械也具有参考和借鉴作用。     

重载变排量液压行走系统功率特性仿真及实验

为了提高运输车发动机和外负载形成良好匹配状态，设计了一种行走变排量液压系统。在分析行走系统动力学特性的基础上，开展了仿真及实验分析。研究结果表明：直线行驶到达制动阶段后，发动机受到变量泵的载荷作用出现反向旋转，系统处于负功率输出状态。在单边转向过程中，内侧车轮马达存在一定程度的泄露，进入前向滚动的阶段后，内侧车轮变量泵受到马达作用产生高压油液，柱塞泵中产生了一定比例的寄生功率。处于双边转向阶段的发动机功率输出值为58kW，形成了稳定泵压差，在不同工况下都保持良好行驶状态。随着转向半径的减小，行走液压系统需克服更大阻碍作用，运行功率也明显提高。该研究对提高重载变排量液压行走系统运行稳定性具有很好的理论支撑意义。     

内燃式水动力装置有效热效率特性

通过试验研究了内燃式水动力装置的有效热效率特性。内燃式水动力装置将传统内燃机与柱塞式水泵技术集成为一体,直接利用活塞往复直线运动输出水压能。定义了系统最佳有效热效率区和最佳有效热效率特性曲线并与传统内燃机驱动柱塞泵系统进行了比较。全工况有效热效率比传统内燃机驱动柱塞泵系统改善13．63％～ 74．45％。相同有效热效率水平下包含的工况明显比传统内燃机驱动柱塞泵系统宽广。内燃式水动力装置各油门开度下最高有效热效率在19．91％～28．88％之间,对应转速为1400 r／min。     

海底犁式挖沟机犁体建模及土壤裂解研究

海底犁式挖沟机犁体工作面的结构直接影响挖掘效率及牵引力大小,对犁体工作面进行数学建模分析及挖掘机理研究具有重要的理论指导和工程实践价值。利用空间平面及水平直元线法建立犁体主切削面和翻抛曲面方程,根据翻抛土壤能量最小方向得到土迹线方程,基于犁体工作面土壤运动机理建立土壤裂解和翻抛的动力学方程,据此确定了牵引力的理论计算方法。数值仿真计算表明,翻抛曲面曲率影响土壤翻抛的法向力及切向力,牵引速度的变化对土壤翻抛的切向力影响较大;影响主切削面受力的主要因素包括土壤粘聚力和内摩擦角,且随着粘聚力与内摩擦角增加,后者对主切削面受力影响较大。海底犁式挖沟机试验样机的陆地试验结果与理论计算结果基本吻合,例如当沟深为0.8 m时,实测牵引力与理论值的相对误差为3%,试验结果验证了所建立的犁体牵引力的理论计算方法的可行性。该研究可以有效预测海底犁式挖沟机工程样机的牵引力,进而为工程样机的设计及海试等提供理论和技术参考。     

混合动力汽车动力合成及工况分析

混合动力汽车是综合了电动机和发动机两大动力优点的新一代节能汽车。它高水平地满足了现代汽车对低油耗、低尾气排放量的要求。电动机在低转速下可以产生大扭矩,而发动机则在高转速下具有良好的输出功率。混合动力系统通过最佳控制两种动力资源,使得无论是在低速还是高速时都能实现灵敏、顺畅、平稳的加速感觉。根据行驶条件的变化,可以仅靠电动机驱动力来行驶,也可以利用发动机和电动机共同驱动行驶。     

复合功率分流系统发动机起动模型预测控制

复合功率分流混合动力系统从纯电动模式至电子无级变速（Electronic-continuously variable transmission,E-CVT）混合动力模式的切换过程,伴随发动机的起动。由于发动机在整个起动过程始终与传动系相连,其低速往复脉动阻力矩特性对车辆模式切换过程的驾驶平顺性有直接影响,若控制不当,常引起较大的车辆纵向冲击。针对复合功率分流混合动力系统模式切换过程,基于Matlab/Simulink平台建立传动系动态模型和发动机阻力矩模型;提出一种发动机起动模型预测优化控制策略,在线计算电机转矩拖转发动机跟踪目标最优转速曲线并补偿输出端转矩波动。离线仿真及硬件在环台架试验结果表明,所开发的发动机模型预测转速跟踪控制策略能够快速起动发动机并使车辆平稳切换,将整车纵向冲击度限制在11.0 m/s³以内,且对整车参数摄动具有较好的鲁棒抑制效果。     

油液混合动力挖掘机建模与参数匹配仿真研究

为提高油液混合动力系统挖掘机的节油效果及操控性能,对某21 t油液混合动力挖掘机进行了参数匹配仿真研究。基于元件样本曲线及试验测试曲线,建立混合动力挖掘机数学模型和整机AMESim/Simulink联合仿真模型。根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,确定了释放策略。利用AMESim/Simulink联合仿真,分析不同辅助马达与蓄能器参数对燃油消耗量的影响,并依此确定系统匹配参数。仿真对比分析了参数匹配后的混合动力系统与原系统动臂油缸下降速度、发动机输出扭矩、燃油消耗量、燃油消耗率。结果表明,相对于原系统,节油率为12.5%,节油效果显著。     

车用摆销链式CVT驱动系统设计及实验

通过设计开发摆销链式CVT机械实验系统,研究了摆销链式CVT的传动原理和工作特性;研究了液压驱动系统的调速能力及其控制策略;通过建立摆销链式CVT轴向推力模型,探索了摆销链式CVT调速原理与驱动特性,并在此基础上设计开发了摆销链式CVT的液压驱动系统。通过台架实验,深入探索了摆销链式CVT的工作特性,对所建立的理论模型进行了进一步的验证。解决了车用摆销链式CVT控制理论及其控制系统中的关键技术问题。     

发动机与静液压传动的匹配与仿真

针对带有静液压变速器HST的农用车辆中发动机与变速器在多变工况下存在功率不匹配和发动机燃油经济性差的问题,根据静液压传动容积调速特性、发动机特性和最佳工作曲线,确立发动机与HST的匹配关系,提出积分分离PID控制算法的匹配调速控制策略,并建立动力传动系统数学模型。运用Matlab/Simulink模块建立动力传动系统的仿真模型,并进行了动态非线性仿真模拟,仿真结果显示发动机转速对最佳经济性和动力性目标转速的跟随性较好,改善动力系统的经济性能和动力性能。     

新型单轴分动系统的设计

研究了高压清洗车动力分配系统的基本原理，确定了其动力系统采用的动力分配方案及合理分配发动机功率的方法。提出了采用单轴动力分动的方法，分析了其传动原理，对单轴分动箱进行了结构设计，采用Unigraphics软件对分动箱进行了详细设计和运动分析。