基于动态规划算法的双行星排式动力耦合机构分析

针对不同构型的双行星排式混合动力汽车动力耦合机构,建立等效杠杆分析其功率分流特性以及系统传动效率,同时划分混合动力系统常用工作模式。在此基础上,搭建混合动力传动系统中发动机、电机、电池等动力部件模型,通过引入动态规划算法,以电池SOC为状态变量,以发动机转矩、转速为控制变量,设置整车油耗为目标函数,进行全局寻优。仿真结果表明,在NEDC工况下,相比于输入分流式,复合分流式构型在燃油经济性方面拥有更出色的表现。     

新型动力耦合系统工作模式分析与参数匹配研究

为改善混合动力汽车的耗油特性与动力性能,提出了混联式双行星排动力耦合系统,针对该系统的各种工作模式进行了功率分流与转速转矩特性分析。完成了主减速比、行星机构特性参数的设计,以及发动机、电动机等传动系统关键部件的参数匹配。在MATLAB/Simulink环境下建立了整车物理仿真模型,仿真结果表明:循环工况下的耗油特性及动力性能得以改善,验证了该方案的可行性。     

双模式机电复合无级传动功率分流特性分析

机电复合无级传动既可调节发动机工作点提高发动机燃油经济性,又可充分利用机械传动效率高的优点,是重型车辆实现电力混合驱动的良好解决方案。利用多个行星排进行功率分流和汇流的双模式机电复合无级传动可进一步拓宽传动机构的变速范围,减小匹配电机的功率和行星排的尺寸。以转速与转矩分流为基本出发点划分了机电复合传动形式,据此提出了一种不依赖具体的行星排连接方案与行星排参数的机电复合无级传动功率分流特性的表述公式,根据该公式针对包括两种功率分流拓扑形式的某双模式机电复合传动方案进行了功率分流特性计算与分析。分析结果表明,该功率分流特性表述方式更能直观的反应某种功率分流拓扑结构的共性特征,对于机电复合传动行星排连接方案优选与方案参数匹配具有一定的指导意义。     

单模复合功率分流混合动力系统结构优化

针对混合动力汽车中的动力耦合系统,提出一种双行星排结构的单模复合功率分流装置。通过对几种方案机械点的特性进行分析,筛选得出最优结构。对行星排特征参数进行优化,并推导得出满足结构限制的参数条件范围,在此基础上分析系统的工作模式和控制策略,最终利用离线仿真对该方案进行验证。     

基于典型作业工况的串联式电传动推土机功率跟随控制策略

为提高串联式混合动力推土机的燃油经济性,研究动力传动系统的能量分配策略。分析发动机和发电机的动态工作特性,通过台架试验建立发动机的动力输出特性模型、油耗特性模型和发电机的效率特性模型;通过超级电容的电阻串并联模型结构分析,建立超级电容的动态工作模型,设定荷电状态的安全工作范围。基于台架试验及模型获得的发动机最佳燃油消耗曲线,提出一种最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略。研究推土机的典型作业工况,在典型作业工况下对提出的控制策略进行仿真,阐述超级电容的荷电状态及电压、电流的变化规律,并与传统机械传动结构的原型机在发动机工作转速、转矩、油耗和加速踏板位置变动等参数方面进行对比分析。结果表明,在推土机典型作业工况下,采用最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略与原型机相比,节油率达13.1%。     

功率分流混合动力车辆模糊控制策略设计与仿真

将功率分流混合动力方案应用于某重型大功率特种轮式车辆,针对这种基于行星排功率分流混合动力系统结构复杂,控制难度高的特点,研究了其控制系统的组成和结构,提出了整车控制系统分层控制结构。对车辆模式切换以及功率分配规律进行了分析,并采用模糊逻辑控制方法解决了发动机功率与动力电池组功率优化分配的问题,设计了模糊控制器,建立了模糊规则,并进行了循环工况仿真,仿真结果表明所述模糊控制策略能够使发动机控制在优化工作区间,并使整车燃油经济性得到改善,取得了良好的控制效果。     

装载机液压节能系统设计及仿真

以装载机节约能耗为研究目标,设计了装载机混合动力系统和液压能量再生系统。通过混合动力技术和动臂液压缸重力势能回收系统的应用,降低了装载机发动机装机功率。建立了混合动力装载机Advisor软件模型,仿真结果表明,设计方案降低了油耗,减少了排放,具有较好的经济和环保效益。     

基于转矩优化的双模式混合驱动特性研究

介绍了双模式混合驱动系统的结构和工作模式,研究了双模式混合动力传动装置的转速转矩关系。对发动机转速恒定时的输出特性进行了研究,分析了电力相对分流功率特性。需合理匹配行星机构参数,以降低第1模式电力相对分流功率。建立了以最大输出转矩为目标函数的非线性约束优化模型,对双输入行星变速系统进行优化求解,得到了变速传动装置输出转速从0到最高转速变化时,发动机、电机A和电机B的转速、转矩和功率的变化规律。     

功率分流式混合动力轿车传动系噪声分析

以某功率分流混合动力轿车传动系为研究对象,分析了该款深度混合动力汽车的转速特性,通过噪声测试确定了混合动力传动系在纯电动和混合动力模式下的噪声源,建立了传动系复合行星排齿轮啮合对三维接触动态有限元模型,分析了齿轮对三维接触动态特性。噪声测试结果表明,复合行星排齿轮啮合是纯电动模式下主要噪声源,齿圈与减速器齿轮啮合噪声及发动机噪声是混合动力模式下主要噪声;动态接触分析得到了齿轮对啮合时轮齿的接触状态、接触应力、接触力、接触面积等随啮合位置变化的规律,为混合动力传动系振动噪声、强度校核和动态性能优化提供了依据。     

车用功率分流式液压混合动力系统特性研究

基于液压机械传动,提出了一种分速汇矩式液压混合动力传动系统.通过对系统的布置结构、主要组成元件描述及工作机理分析,研究典型工况功率流特性,提出了可行的再生制动方案.分析了再生制动和辅助驱动工况的工作特性.并结合计算机仿真,基于一定城市运行工况分析了系统的再生制动效能和辅助驱动性能.结果表明,液压混合动力技术改善了配备液...     

工程车辆动力传动系统节能方案与试验研究

在保证动力输出的前提下,采用降低发动机的转速来降低重型车辆的能耗是目前切实可行的重要手段。通过建立传动系统的动力学模型,研究传动系统改进方案的动态特性,分析低转速发动机与新型大能容变矩器的匹配合理性。通过样机测试发现,优化后车辆工作效率最高的工作点大部分分布在发动机的最佳燃油效率区,起到了节能的目的;改进方案换挡过程压力变化平稳,换挡冲击较小。当油门开度维持在70%时发动机的燃油率最高约为38%;采用新的匹配方案后,前进一挡的节能效果最好,节油率提高了14.3%。试验结果为改进传动系统的控制策略设计提供了数据参考。     

CONTROL STRATEGY OF A PARALLEL HYBRID CAR WITH A METAL BELT-PLANETARY GEAR CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION SYSTEM

The most remarkable characteristic of a metal belt-planetary gear continuously variable transmission is a wider ratio range and a bigger torque capacity than a conventional metal pushing belt continuously variable transmission. A parallel hybrid car with this transmission system not only can reduce fuel consumption and pollutant emission at a ECE city cycle, but also can keep the motor working in the most efficiency area and can be started by a lower power motor by oneself. At the same time, the continuously variable transmission system can realize the smooth switch between the motor and the engine.     

可变动力传动机构型综合分析方法研究

基于可变循环发动机模式切换的功能需求,提出一种针对相位和速比的可变动力传动机构的型综合设计分析方法。首先利用双排行星轮系架构设计出一种具备相位和速比同时可变特征的通用传动机构方案;然后通过构型设计、拓扑分析,得出功能结构相似的系列化机构方案,并利用粗糙集理论结合聚类分析法开展其型综合与分类研究;最后分析得到一类前排为单行星轮系、后排为双行星轮系的串联传动机构方案。此类方案可满足变循环发动机切换工作模式的需求,且具有紧急情况下中断动力传递的功能。研究表明,该设计分析方法能有效提高机构设计过程中的型综合与分类研究效率。     

An investigation of energy efficiency of a wheel loader with automated manual transmission

This paper describes an investigation of energy efficiency by applying an advanced powertrain system in a conventional wheel loader. A conventional powertrain of a wheel loader consists of an engine, torque converter and transmission. A torque converter in a conventional system generally causes a significant amount of energy loss, as determined by analyzing energy flow based on V-pattern working. To prevent energy loss in a torque converter, Automated manual transmission (AMT) was proposed and modeled in this paper as an advanced powertrain. A wheel loader based on AMT does not need to use a torque converter since the single clutch system is used between the engine and transmission with subsystems of engine controller, clutch actuator and controller. A simplified single clutch system and controller were constructed for V-pattern working of a wheel loader. Additionally, a PI-controller was used as a control algorithm for engine speed control to prevent energy loss while the clutch is not engaged. All simulation models have been constructed in the Matlab/ Simulink environment, and simulation studies were conducted by using a simulation model of a wheel loader with a driver model based on V-pattern working. Simulation results of the AMT-based wheel loader were analyzed by comparison with the results of the torque converter-based wheel loader, and the results show that the AMT-based wheel loader is more energy efficient than the conventional wheel loader.     

新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计

为降低制造成本,并实现混合动力汽车节省燃油和降低排放,提出了一种采用行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案,进行了该系统方案的工作模式分析和参数匹配设计。在MATLAB/Simulink环境下利用整车动力学理论建模与关键零部件(如发动机、ISG电机、电池、变速器以及行星齿轮)数值建模相结合的方法,建立了基于该系统方案和设计参数的混合动力汽车整车性能分析模型,进行了整车动力性能和ECE_EUDC循环工况下的燃油经济性仿真计算分析。结果表明所设计的新型混合动力汽车参数设计合理,具有良好的动力性,燃油消耗较传统车下降36.8%,这为该系统方案的实施提供了理论依据。     

基于效率最优的混联式混合动力驱动系统转矩分配研究

针对一款混联式混合动力汽车,以总体效率最高为目标,用等效BSFC的方法,对发动机和电机间的转矩及2个电机间的转矩进行了分配,得到了发动机、ISG电机和TM电机的转矩分配图。在MATLAB/Simulink环境下建立了混合动力系统控制策略,进行了仿真分析,并把控制策略转换成C代码导入控制器,进行实车测试。仿真和测试结果表明,该控制策略能满足驾驶员需求,实现各动力源间转矩的合理分配,达到节省燃油的目的。     

基于功率分流原理液力变矩器的改进及其传动基础特性研究

为有效地降低传动系统对变速元件的性能要求和提高动力变速传动系统的高效传动效率,在传统液力变矩器的基础上,拟配置行星齿轮机构作为分流式液力机械变速器的变速器件,通过对分流式液力传动系统的结构分析,结合具代表性的速比、效率以及负荷特性的理论分析,研究分流式传动系统基础特性的响应。结果表明,添加行星齿轮系的分流式传动系统的调速范围要比液力变矩器大的多;在液力变矩器工作的高效率速比区域,分流传动的效率始终优于液力变矩器传动;利用分流式传动系统可扩展系统工作区域、分散系统负荷特性、增强系统传递特性。充分验证该类型分流式传动系统开发的必要性。     

带有圆锥齿轮的复合行星传动功率流与传动效率分析

对带有圆锥齿轮的复合行星传动进行运动分析,在此基础上采用虚功率理论分析该复合行星传动在不考虑啮合功率损失和考虑啮合功率损失时的功率流,在定义速比与转矩比的情况下,获得复合行星传动效率表达式,进一步研究速比、转矩比和啮合功率损失系数及几何参数比对复合行星传动效率的影响规律,并开展相关试验验证。理论分析表明：在复合行星传动啮合功率损失系数和几何参数比被确定的情况下,复合行星传动效率随着转矩比的增大而增大,但随着速比的增大呈先减小后增大趋势;在复合行星传动速比和转矩比及几何参数比被确定的情况下,各齿轮副的啮合功率损失系数对复合行星传动效率的影响存在差异;在复合行星传动速比和转矩比及各齿轮副的啮合功率损失系数被确定的情况下,复合行星传动效率随着几何参数比的增大而增大。传动效率试验表明：选用高精度等级的锥齿轮、增大复合行星传动机构的转矩比及其行星轮的节圆半径可提高复合行星传动机构的传动效率。