混合动力技术在车辆工程领域的应用与研究现状

在以节能和环保为主题的当今社会,混合动力必然是未来一定时期内车辆领域主要发展的驱动技术。介绍混合动力系统的两种主要驱动形式,即油、电混合动力和液压混合动力,在简要概括各自结构特点的基础上,比较两者在应用侧重方向上的差异性;着重综述混合动力技术在乘用车辆、工程车辆、军用车辆和矿用车辆等几大车辆工程领域的应用和研究发展现状;最后,总结混合动力技术研发推广存在的难点,包括技术方案分析、参数优化匹配、系统控制策略和特殊工况要求等。     

公交车制动能量的液压回收试验研究

由于需要较频繁地启动和制动,公交车在运行过程中会存在较大的能量损失。为了提升整车的燃油效率,现有的公交车多采用油电混合系统进行能量回收。近年来,关于大型车辆的油液回收技术研究逐渐增多,研究成果表明该回收技术具有较好的发展前景。针对成都市公交车的实际运行工况及特点,采用并联混合系统对公交车的制动能量进行液压系统回收。基于理论计算结果专门进行回收试验研究,包括试验方案设计、试验台制作和回收系统性能指标测试等,针对液压回收系统中的蓄能器容积和变量泵排量这两个因素,得到了它们对于系统回收效率的影响曲线,对混合动力公交车制动能量液压回收的深入研究具有积极意义。     

油电混合动力挖掘机的关键技术研究

面对全球性的能源危机和环境污染,量大面广的挖掘机亟须在技术上寻求新的解决方案。油电混合动力技术采用发动机和电机复合驱动来改善发动机燃油经济性并可进行能量回收,是公认的节能减排最佳方案之一,已在车辆领域取得了卓有成效的进展。由于挖掘机与车辆在负载工况、能量回收途径、储能装置、操作性及可靠性等方面存在显著差异,须对挖掘机的混合动力技术开展专项研究。概述国内外、特别是浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室在动力复合模式与参数优化、动力系统控制、电动回转及制动能量回收、动臂势能回收及能量回收电机等油电混合动力挖掘机关键技术方面的解决方案及研究成果,并在研制的20 t混合动力挖掘机综合试验样机上得到充分验证。这些研究成果对油电混合动力技术在其他工程机械上的应用推广也具有重要意义。     

油液混合动力液压挖掘机原理及系统研究综述

该文从混合动力能量源的组成、系统结构型式、能量回收与释放方式等方面阐述了液压挖掘机混合动力系统原理,并对比分析其各自的特点。将油液混合动力液压挖掘机系统以能量释放方式分为扭矩耦合式、流量耦合式的油液混合动力系统,分析其系统原理及控制方法,总结其节能原理及技术难点。在流量耦合式油液混合动力系统分析中,以合流位置的不同,将其分为泵前供油与泵后合流的流量耦合,并针对不同能量源产生的流量耦合问题,阐明基于蓄能器—液压缸型式的油液混合动力系统原理及特性。油液混合动力液压挖掘机的发展方向包括开发适应挖掘机作业工况的高性能且高性价比的新元件、优化能量管理策略及对能量回收对象的进一步研究。     

基于等效模型理论的混合动力车辆燃油经济性

对并联液压混合动力车辆的燃油经济性的优化提出了液压节能系统的等效理论,初步研究了等效理论运用于液压混合动力车辆的理论基础,这种方法在满足车辆所需达到性能的前提下,提高了液压混合动力系统的整体效率。并且基于混合动力系统在最佳运行状态下的数学曲线(HOOL)和在装有传统燃油发动机车辆(ICE)的条件下,根据具体燃油消耗量所获得的最佳运行状态下的数学曲线(HOOL)。在HOOL曲线中,包含了控制变量的最佳拟合,CVT的传动比,二次元件扭矩和燃油发动机熄火所对应的车辆速度,液压蓄能器的充能状态及所需要的功率。并采用了液压混合动力试验台架进行试验验证,试验结果表明液压辅助动力系统等效理论的正确性和创新性,验证了本理论优化方法的有效性。     

节能补益液压元件——溢流泵

溢流泵是一种回收溢流能量的新型液压元件。它的工作原理是将溢流阀释放的带能量的油液,经过射流管形成高速喷射,同时卷带一部分油箱中的低压油,在混合腔中混合(产生能量交换)后重新变成一股压力油再次冲入主     

单轴并联式混合动力汽车动力系统参数匹配的研究

针对公司现有多功能抢险救援车高速履带行驶试验过程中动力不足现状,结合现有油电混合动力技术,开展了多功能抢险救援车切换高速履带行驶时的油电混合动力系统的研究及关键部位的参数匹配,构建了混合动力系统模型,提出了一种适合所述车辆行驶性能的参数匹配方法并进行研究分析,通过路况实测验证了该方法的有效性和合理性。     

小松HB335-1型混合动力挖掘机

<正>目前挖掘机的混合动力技术路线主要分油电混合和液压混合,但基本原理是相同的。小松是油电混合路线的代表,不过无论哪种路线,目前仍处于市场培育的阶段,产品普及和型号发展相对较慢,产品仍在持续改进之中。2008年,小松开创性地引入了20t级的混合动力挖掘机PC200-8E0,后在2010年升级为HB205/HB215-1,使得挖掘机进入了混合动力时代,当然,尽管技术上很先进,效果也很好,毕竟是新技术,推广和大规模应用需要一个过程,小松只能稳步将该技术延伸到其他吨位。     

采用动态规划算法优化的液压混合动力车辆能源消耗仿真研究

为了降低车辆行驶的燃油消耗量,采用动态规划算法对液压混合动力车辆控制进行优化,并对发动机燃油消耗量进行仿真验证.建立了液压混合动力车辆简图模型,推导出车辆发动机功率方程式.创建发动机能源消耗目标函数,添加约束条件,引用动态规划算法优化目标函数,得出液压混合动力发动机能源消耗的最优参数.设计车辆控制流程图,利用Matlab软件对优化结果进行仿真,并与优化前仿真结果形成比较.仿真结果表明:在无起停的情况下,优化后的液压混合动力车辆燃油消耗量降低了11.71%;在有起停的情况下,优化后的液压混合动力车辆燃油消耗量降低了19.01%.采用动态规划算法优化液压混合动力车辆参数,车辆制动释放的能量被回收,从而节约车辆行驶所消耗的燃油.     

基于AMESim的制动能量再生系统建模

为达到模拟车辆制动能量再生功能的目的,对装备有液压储能形式的再生制动系统混合动力车辆的动力传动系统进行了分析,建立了相关的车辆动力学数学模型;利用AMESIM仿真软件建立了制动能量再生系统的物理模型,此模型的仿真能够快速的得到液压混合动力车辆的动力性能.该模型能够为以后液压混合动力车辆的开发和优化提供参考,节约成本,提高效率.     

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。     

油液混合动力挖掘机动臂势能回收系统

针对传统液压挖掘机工作装置在作业过程中所产生的能量损失,提出了一种油液混合动力挖掘机动臂势能回收系统,以改善挖掘机的燃油与环保性能,分析了影响动臂势能回收利用的主要设计参数,建立了挖掘机虚拟样机模型和液压系统相关元件的数学模型。基于主辅动力源出口压力差分配流量的方法,设计了油液混合动力挖掘机势能回收利用的控制策略。理论分析与仿真结果表明,具有动臂势能回收利用功能的油液混合动力挖掘机能量利用率得到明显提高,系统的操作性能基本不受影响,从而验证了所设计的系统方案和控制策略的有效性。     

履带车辆液压混合动力传动系统驱动工况仿真分析

为了对履带车辆制动能量进行回收利用,该文介绍了针对某型履带车辆建立的液压混合动力传动系统及其工作原理;分别在AMESim和Matlab/Simulink下建立了液压混合动力传动系统和控制系统模型;利用基于踏板行程逻辑门限值的模糊控制策略,对履带车辆的不同驱动工况进行了联合仿真分析;结果表明,液压混合动力传动系统实现了履带车辆驱动过程的稳定性和对回收能量的有效利用.     

净油机循环过滤油液问题的探讨

提高油液清洁度,使满足液压系统对油液清洁度的要求,是保证液压系统可靠性和寿命的重要措施.但一般的液压用油,包括新油在内,都是难以满足要求的。因此,在给液压系统注油前,都应进行预先循环过滤.另外,某些脏油、废油,尤其是因杂质污染而报废的油液,也可以用循环过滤的方法得到再生.因而,净油机逐步得到应用.我们根据油液污染控制理论。对用净油机循环过滤油液的有关问题,进行了试验和探讨。一、循环过滤的理论推导采用净油机对油液进行循环过滤,其油     

混合动力挖掘机动臂势能回收系统比较研究

针对挖掘机动臂势能损失,提出了一种辅助动力式油液混合动力挖掘机动臂势能回收系统,通过仿真的方法与直接动力式油液混合动力动臂势能回收系统进行了比较研究。仿真结果表明:直接动力式能量回收系统,需要对挖掘机原液压系统做较大的改动,实际应用价值和效果不大;辅助动力式系统,释放过程平稳、独立,因而实用性更好。     

混合动力只是一个过渡

目前柴油机一电动机混合动力和柴油机一液压混合动力是两种主要的混合动力方式,飞轮机械储能也具有很多优点,但在移动机器领域还没有太多案例。柴油机一电动机混合动力技术在公路车辆如乘用车上得到了成功的应用,但在工程机械应用开发中面临很多困难。     

液压混合动力技术

据悉,从今年起,北京市将有50辆公交车试安装一种特殊节能装置,据说可节能20%。这种节能装置是一种液压能量再生装置,在车辆制动时收集原本被浪费掉的能量,当车启动时重新释放,是国际上最新流行的节能技术。又称为液压混合动力技术。上海也在进行这一研制工作。液压混合动力技术     

混合动力汽车液压技术应用探究

随着人们环保意识的不断提升,混合动力车在近几年得到了广泛的应用。该文详细探讨了节能环保汽车的一种——液压混合动力汽车,这种汽车充分利用了液压储能器功率密度大的优势以及能量再生系统的特点,使得液压混合动力汽车在减少污染,提高车辆性能方面有着突出的表现。该文着重介绍了技术更为成熟的并联式液压混合动力汽车的原理及应用。     

液压油污染的危害与防止

随着液压工业技术快速发展,液压技术不断趋向高压、高精度和大功率,同时对液压系统工作的可靠性提出了更高的要求。其中液压油本身及外来的污染,如不严格控制与检测,将会给设备或机件带来不同程度的危害。 1.液压油污染的危害 液压传动系统是通过封闭回路的受压液体来传递和控制动力的,油液既是润滑剂又是传动介质,而油液中存在大量的与间隙尺寸相当的机械杂质颗粒悬浮在工作液中随其一起运动,颗粒的性质、大小、浓度、硬度等,对液压系统工作影响很大。目前液压系统中故障有60～70％是由于液压油污染造成,而其中60％的污染源于油液,系统机件在工作过程中产生的污染占20％,其它原因占20％。污染物中一般为5～15μm的颗粒对系统精密机件危害极大,人的肉眼只能看得见30微米以上的颗粒。这些悬浮在油中的颗粒高速运动时(有时高达300m/s),使摩擦面油膜破坏,加速磨合面的摩擦磨损,镀层磨蚀,间隙增大,堵塞系统,以致造成事故。 因此,必须防止油液被污染,而防止油液被污染的关键在于系统和机件的清洗及油液的过滤与检测。 2.系统和机件的清洗     

封闭式中空柱塞的降噪机理分析

液压泵的噪音主要分为机械噪音和液压噪音,其中液压噪音的产生主要是因为油击。解决油击问题需要在密封区解决,即在高、低压腔中间的闭死密封区,使转子上吸满低压油的工作腔里油液压力均匀升高。当密封区的液压油和排油腔接通时,使其正好上升至排油腔压力大小,即同等压力的两部分油液混合便不产生油击。同理,转子上的工作腔排完油,在闭死密封区中应使死容积中的油均匀卸压,当和吸油腔接通时压力正好卸除,和吸油腔中的压力相等,两部分低压油混合也无油击产生。主要分析采用封闭式中空柱塞,缓解因油击产生的噪音的机理。