车辆液压储能传动能量转化元件的匹配分析

针对具有特殊运行工况的城市公交车辆,研究一制动能量回收与再利用系统,以期改善车辆的燃油与环保性能,该装置采用高、低压蓄能器、二通插装法、可逆变量泵-马达等部件。介绍了车辆液压储能传动的组成和工作原理。分析了系统中关键元件之一能量转化元件—变量泵/马达排量的确定方法,推导了确定变量泵/马达排量的计算公式,并以某型公共汽车为例,通过分析计算得出了系统的能量回收率与变量泵/马达排量的关系,为车辆液压储能传动系统合理匹配变量泵/马达提供了依据。     

新型电控液驱车辆储能元件特性分析

分析了电控液驱车辆储能元件——气囊式液压蓄能器的工作过程并建立了相关的数学模型，对液压蓄能器的特性参数（有效容积、比能量、比功率以及效率等）和能量转换效率进行了计算和讨论。对蓄能器和蓄电池在比功率和能量转换效率等方面进行了比较，提出了改善液压储能元件特性以及获得高效率的技术措施。     

液驱混合动力车辆的制动能量回收研究

建立了液驱混合动力车辆制动能量回收的数学模型,对制动能量回收过程中的能量损耗、能量回收和制动性能进行仿真计算和分析,并对制动初始压力和蓄能器容积等主要设计参数对制动能量回收效率以及车辆制动性能的影响进行了定量分析,为液驱混合动力车辆液压系统进一步的优化设计和控制打下了良好的基础．     

履带车辆静液驱动泵马达排量控制特性研究

针对履带车辆的变量泵-变量马达静液驱动系统,分析了变量泵和变量马达的排量控制特性,建立了变量泵和变量马达排量控制机构数学模型和静液驱动系统仿真模型,通过对静液驱动系统动态响应特性的试验和仿真结果对比分析,表明所研究的泵马达排量分段控制方法能获得较好的稳定性及响应速度,提出了设定起始控制电流为排量控制死区最大电流的想法,从而减小了泵马达排量控制死区非线性对动态响应特性的不利影响。     

液压混合动力在挖掘机上应用研究

挖掘机在工作过程中制动频繁,能量损耗大,为了回收制动回转过程中的的能量,设计了液压混合动力挖掘机的回转系统,利用蓄能器回收制动能量。阐述了液压混合动力的工作原理,并进行了试验研究和分析。结果表明:液压混合动力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74.75%,达到了节能的目的。     

新型传动试验装置能量再生系统效率分析

建立了静液压储能传动汽车能量再生系统各分立元件蓄能器、变量泵/马达、飞轮以及液压回路的分析模型和系统模型.以蓄能器压力和温度、泵/马达的扭矩和效率、压力损失和飞轮的转速为时间参变量,采用四阶Rugge-Kutta算法求解微分方程.以此计算的系统变量来确定能量损耗和循环效率.计算结果表明,能量损耗主要产生于液压泵/马达,约占总损失的24%,当蓄能器的热时间常数为60 s时,蓄能器基本处于绝热状态,热能损失很少;系统循环效率在50%～75%,与计算时飞轮的初速度和转动惯量有关.     

动臂势能再生混合储能系统的设计与分析研究

液压蓄能器储能一直是液压系统唯一的储能方法,被广泛应用于混合动力液压挖掘机中,具有功率密度高、响应快、工作稳定、性价比高等优点。但是与电储能方式相比,液压蓄能器的能量密度低、吸放能压力波动大,限制其在混合动力液压挖掘机上的应用。提出了一种混合储能系统(HES),一部分能量按传统液压蓄能器储能方式,以保证功率密度;其他能量转换为电储能方式,以保证能量密度。基于一台1.7 t的微型液压挖掘机,建立了该混合储能系统的全尺寸仿真模型,实现了液压挖掘机动臂能量再生。研究结果表明,该混合储能系统能够有效回收动臂势能,且能量密度较高,吸放能压力波动小。     

液压混合动力汽车动态特性分析与研究

液压混合动力做为新型混合动力系统,以液压蓄能器为储能元件,通过液压泵/液压马达实现蓄能器中液压能与车辆动能之间转换,具有能量转换密度大、转换效率高的特点。目前,液压混合动力技术已逐步应用于汽车动力系统,国内外研究者通过极限环理论对液压混合动力汽车系统的动态特性进行了大量分析研究。该文根据液压混合动力汽车的系统原理图建立其数学模型,并通过极限环理论对平衡点的稳定性进行研究分析。该研究对提高液压混合动力汽车的稳定性具有重要意义。     

轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统性能研究

合理配置系统各主要参数,是影响混合动力车辆制动性能及节能效果的关键问题。以轮边驱动液压混合动力车辆为原型,分析了轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统的工作原理,以原型车的1/4为基础,对辅助动力元件（蓄能器）、二次元件（液压泵/马达）的参数进行了理论分析;建立了能量回收系统的AMESim仿真模型,进行仿真分析;搭建了试验台架,开展试验验证。结果表明：在满足制动性能要求的前提下,增大蓄能器容积以及降低蓄能器最小工作压力有利于回收制动能量;二次元件的排量对制动性能的影响比较大,对制动能量的回收率影响很小;蓄能器工作压力越低,能量密度越大。     

合理选择关键参数提高液压再生制动能量回收率

针对半挂车制动器磨损严重、能量损耗等问题,对半挂车的再生制动系统进行了研究,提出了液压蓄能器式再生制动系统。通过建立仿真模型,并针对制动与驱动工况建立数学模型,分析蓄能器容积与预充压力、泵/马达排量对液压再生制动系统的影响。研究结果表明,增大泵/马达排量,能提升制动能量回收效率;制动能量回收效率随着蓄能器的容积大小而不同;蓄能器预充压力增大,制动距离短,但不利于制动能量的回收与驱动位移的增加。再生制动系统能增加半挂车的行驶位移,提高燃油经济性,为液压混合动力研究提供了参考。     

定流网络二次调节液压系统

提出一种新结构的二次调节液压系统,将传统定压网络二次调节系统中各变量马达的输入和输出端相互串联后接到定量泵的两端,使得通过各变量马达的流量基本上等于泵的输出流量,从而构成了定流网络二次调节系统。在此基础上,提出了可大幅提高该系统低速性能的高速开关型定流网络二次调节系统结构,并进行了相应的理论分析和仿真研究。结果表明,定流网络二次调节系统保持了定压网络二次调节系统的高效率、能量可回收等优点,且大幅简化了系统结构,最大限度地降低了节流损失,达到最佳节能效果。     

液压挖掘机动臂势能复合式再生系统的研究

为提高液压挖掘机的能量利用率,提出了一种新型复合式动臂势能回收方法。把动臂下落时的回油腔通过回转马达连接到1个蓄能器上,动臂下落时的势能一部分转化为蓄能器的液压能,在动臂提升时蓄能器的液压能转化为动臂的势能;一部分通过发电机转化为电能,储存在超级电容中。蓄能器的压力用来辅助驱动回转泵的转动,这样就可以减少回转马达功率的输入,通过调整马达的排量来控制动臂提升和下落的速度,利用2个液控单向阀来实现系统的保压。这种方法没有节流和溢流损失,回收效率高。通过仿真验证了方法的可行性,实现了动臂势能的回收,为动臂势能回收的实际应用提供了参考。     

液压再生制动系统的能量回收效率研究

针对纯电动汽车续驶里程低、电池充电难等问题,对纯电动汽车的再生制动系统进行了研究,通过比较多种液压制动能量回收方案与储能方式,提出了定压源飞轮液压再生制动系统。为提高所提出的再生制动系统的能量回收效率,以泵/马达和蓄能器工作参数作为变量进行了试验研究和基于AMESim软件的仿真研究,通过仿真分析和试验研究对比,找出了最佳的参数匹配。研究结果表明,该再生制动系统的能量回收效率随着蓄能器容积的大小不同和液压泵/马达的排量不同而改变,泵/马达排量越大回收的能量越多,但是随着排量的增加泵/马达上的阻力也增加了,高于一定值后能量回收效率会下降;蓄能器容积越大,可回收的能量越多。对该系统的研究值得借鉴,可为合理匹配电动汽车液压再生制动系统参数提供依据。     

液压式制动能量再生系统参数计算与仿真研究

同其他几种能量储存方式的制动能量再生系统相比,液压式储能具有最大的功率密度,适用于公交车的频繁制动、启动情况,在公交车液压式制动能量再生系统的设计中,首先要确定蓄能器、液压泵/马达排量和附加传动比这些参数。对蓄能器的参数,主要是以较少的容积储存较多的能量为约束进行计算。液压泵/马达排量和附加传动比这两个参数通过仿真计算确定。仿真表明所选的参数可以将公交车在5.2s内制动停止,平均减加速度为1.62m/s2,满足公交车的一般进站制动性能要求。     

Adaptive sliding mode back-stepping pitch angle control of a variable-displacement pump controlled pitch system for wind turbines

A variable-displacement pump controlled pitch system is proposed to mitigate generator power and flap-wise load fluctuations for wind turbines. The pitch system mainly consists of a variable-displacement hydraulic pump, a fixed-displacement hydraulic motor and a gear set. The hydraulic motor can be accurately regulated by controlling the pump displacement and fluid flows to change the pitch angle through the gear set. The detailed mathematical representation and dynamic characteristics of the proposed pitch system are thoroughly analyzed. An adaptive sliding mode pump displacement controller and a back-stepping stroke piston controller are designed for the proposed pitch system such that the resulting pitch angle tracks its desired value regardless of external disturbances and uncertainties. The effectiveness and control efficiency of the proposed pitch system and controllers have been verified by using realistic dataset of a 750 kW research wind turbine.     

多圆柱齿轮液压马达的性能

针对普通单对圆柱齿轮液压马达单位体积排量小、排量脉动率大、低速稳定性差的缺点,对多圆柱齿轮液压马达的性能指标进行理论研究与探讨.通过分析多圆柱齿轮液压马达的工作原理与结构特点,得到多圆柱齿轮液压马达的构成形式,推导该类型液压马达的排量、单位体积排量及排量脉动率等主要性能指标的计算公式.分析各齿轮齿数的选取对多圆柱齿轮液压马达排量、排量脉动率的影响,得出提高多圆柱齿轮液压马达单位体积排量及降低多圆柱齿轮液压马达排量脉动率的各齿轮齿数的选取方法,并给出在保证多圆柱齿轮液压马达密封可靠性前提下中心齿轮齿数应满足的条件.通过设计计算实例,比较在相同排量及相同齿轮宽度条件下,多圆柱齿轮液压马达与普通单对圆柱齿轮液压马达的具体性能指标,验证了多圆柱齿轮液压马达具有单位体积排量大、脉动率小等优点.     

无人机气液压弹射系统建模与弹射过程仿真分析

无人机气液压弹射系统分为液压缸驱动式和液压马达驱动式两种,采用液压马达驱动的无人机气液压弹射系统在国内研究较少。以蓄能器组作为弹射过程中的主动力源,以液压马达作为驱动元件,分析了液压马达式驱动气液压弹射系统的工作原理,运用AMESim软件对弹射系统进行建模与仿真,在不同条件下得到了无人机的速度-位移曲线。对各参数权重进行分析,分析结果表明蓄能器组充气压力、无人机与载物车综合质量以及液压马达排量是影响起飞速度的关键参数,为无人机气液压弹射系统的设计与调试提供了参考。     

Theoretical investigations on the effect of system parameters in series hydraulic hybrid system with hydrostatic regenerative braking

As gasoline prices rise and the green movement grows, more fluid power companies are working to develop hydraulic hybrid drive trains for large trucks to passenger cars and wind turbines. The hydraulic hybrid drive system is more effective and efficient than traditional hybrid systems because the quantum of recuperation energy generated is comparatively very high. Series hydraulic hybrid system specially designed for stop-and-go vehicles captures energy as the vehicle brakes and puts the vehicle in motion, when the vehicle is restarted. Then the engine kicks in, once the energy captured gets depleted. The kinetic energy lost as heat energy during mechanical friction braking is recovered and stored in the hydraulic accumulator as potential energy during hydrostatic regenerative braking. This paper gives an insight in to the dynamic simulation results obtained using LMS AMESim tool and effect of various system parameters like pre-charge pressure and hydraulic pump/motor maximum displacement on system output power. Varying the pre-charge pressure of the accumulator and controlling the hydraulic pump/motor maximum displacement show significant improvement in the system output power. Maximizing the system output power indirectly leads to less fuel consumption and pollution reduction in hybrid vehicles.