針對液驅(qū)混合動力車輛液壓系統(tǒng)設計與參數(shù)匹配研究

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1、742010年6月中國制造業(yè)信息化第39卷第11期液驅(qū)混合動力車輛液壓系統(tǒng)設計與參數(shù)匹配研究張慶永．一，常思勤(1．湖北汽車工業(yè)學院汽車工程系，湖北十堰442002)(2．南京理工大學機械工程學院，江蘇南京210094)摘要：提出了液驅(qū)混合動力車輛液壓系統(tǒng)的設計準則和設計思想，介紹了一種采用液壓混合動力的新型節(jié)能車輛的原理。結(jié)合車輛的性能指標，對其液壓系統(tǒng)中的關鍵元件的參數(shù)匹配關系進行了分析，并對氣囊式蓄能器的充氣壓力、容積等參數(shù)對系統(tǒng)壓力變化、車輛制動能量回收及制動性能的影響進行了詳細闡述。由此得出了一些有益的結(jié)論，可為系統(tǒng)設計和合理選擇參數(shù)提供理論依據(jù)和參考。關鍵詞：液驅(qū)混合動力；設

2、計；蓄能器中圖分類號：U463．22文獻標識碼：A文章編號：1672—1616(2010)11—0074—05液驅(qū)混合動力技術(shù)利用液壓蓄能器功率密度d．經(jīng)濟性能好，使發(fā)動機在高負荷、高效率下大和雙向變量馬達可以工況互逆的優(yōu)點，構(gòu)建了以運轉(zhuǎn)，節(jié)省燃料，能回收系統(tǒng)制動能量。液壓蓄能器和雙向變量馬達為核心的能量再生系e．可以改善系統(tǒng)的排放性能，達到國家要求的統(tǒng)。能量再生系統(tǒng)可以充分回收車輛制動能量并排放標準。用于汽車的起動和加速，在城市行駛工況下能提高f．穩(wěn)定性要求：要求所設計液壓系統(tǒng)阻尼大，車輛的動力性能，降低油耗，減少有害氣體的排放，穩(wěn)定性好，無振蕩或振蕩小。在馬達排量變化時，延長剎車裝置

3、和發(fā)動機的使用壽命j。車輛系統(tǒng)無明顯的不舒適感。在制動時馬達排量對液驅(qū)混合動力車輛液壓傳動系統(tǒng)的設計準能夠迅速換向，響應及時。液壓傳動裝置應能對車則和評價不同于傳統(tǒng)車輛，本文對此進行一些有益輛的動態(tài)隨機負荷具有濾波抑制的功能。的探討，并對系統(tǒng)中的關鍵元件參數(shù)匹配關系及其g．液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸要小，體積緊湊，重量特性進行了著重分析。輕，便于在車輛底盤系統(tǒng)中安裝和布置，同時要保證車輛的通過性指標。1液驅(qū)混合動力車輛液壓系統(tǒng)的設h．液壓系統(tǒng)性能可靠，無泄漏，維修方便，同時計安全性能好，具有限壓和緊急情況下快速泄流的能1．1設計要求力；應設置壓力測量點、油溫測量點和工作油液取樣點。應在系統(tǒng)的制高

4、點設置排氣口?？偨Y(jié)國內(nèi)外研究機構(gòu)對液驅(qū)混合動力車輛的研究經(jīng)驗，參考傳統(tǒng)車輛性能指標，提出了對液驅(qū)i．采用工業(yè)上成熟產(chǎn)品，適應機電一體化的要求，系統(tǒng)的監(jiān)測和控制方便?；旌蟿恿囕v液壓傳動系統(tǒng)的設計要求。j．盡可能地減少成本，在不影響工作性能和精a．具有前進、后退、驅(qū)動、制動的車輛調(diào)速驅(qū)動裝置應能工作在轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速平面的4個象限之內(nèi)。度的前提下，選用經(jīng)濟適宜的液壓泵、雙向變量馬b．系統(tǒng)效率要高，包括系統(tǒng)能量利用效率、能達和閥件等產(chǎn)品。量回收與重新利用效率等。1．2設計思想c．所設計的液壓傳動系統(tǒng)可以滿足車輛的動根據(jù)以上要求總結(jié)出混合液驅(qū)車輛設計的基力性能，即達到汽車的最高車速要求、加速時間要本

5、思想。求和最大坡度要求。a．設計液壓回路使液壓傳動系統(tǒng)經(jīng)主減速器收稿日期：2OLO一03—29基金項目：江蘇省六大人才高峰計劃(04D16)；湖北汽車工業(yè)學院博士科研啟動基金資助項目作者簡介：張慶永(1980～)，男，山東棗莊人，湖北汽車工業(yè)學院講師，博士，主要研究方向為液驅(qū)混合動力技術(shù)?！醚芯俊垜c永常思勤液驅(qū)混合動力車輛液壓系統(tǒng)設計與參數(shù)匹配研究75后驅(qū)動后橋，使車輛獲得足夠的動力，滿足車輛的量外，還可吸收利用系統(tǒng)高頻動態(tài)壓力波動，改善動力性能要求，選擇性價比適宜的具有較高傳動效系統(tǒng)的動態(tài)特性。率的液壓元件。g．盡可能使用集成塊的設計，一方面可以節(jié)省b．保留原有制動裝置，在緊急情

6、況下或者蓄能空間，使改裝方便；另一方面減少了液壓管路的使器壓力已經(jīng)充滿的情況下使用原有制動裝置，確保用，減少了壓力損失。安全。h．采用較先進的控制技術(shù)，完善系統(tǒng)控制功c．選用雙向變量馬達，完成車輛的前進、后退能，提高系統(tǒng)操作的方便性和可靠性。和制動功能。i．考慮與車輛其他系統(tǒng)的結(jié)合，如轉(zhuǎn)向、懸架d．利用電子控制單元使發(fā)動機始終工作于經(jīng)系統(tǒng)的設計，在液壓系統(tǒng)中預留接口。濟油耗區(qū)域，實現(xiàn)發(fā)動機和負荷的解耦，同時由于蓄能器的輔助驅(qū)動作用，可以選用較小排量的發(fā)動2液驅(qū)混合動力車輛方案及其工作機。原理e．去掉傳統(tǒng)的變速器，簡化傳動機構(gòu)。應用上述的設計要求和設計思想，對系統(tǒng)進行f．蓄能器作為能量儲存

7、元件，除了回收制動能設計開發(fā)。選用方案如圖1所示。1一油箱；2一濾清器；3一變量泵；4-單向閥；5-蓄能器；6-雙向變量馬達；7一驅(qū)動橋；8-車輪圖1液驅(qū)混合動力車輛原理圖由電控單元控制發(fā)動機間歇工作于最佳經(jīng)濟變量泵驅(qū)動馬達工作，同時向蓄能器充油儲能。因性能區(qū)域及其附近，由發(fā)動機驅(qū)動液壓泵3，在需此液壓泵的選擇必須考慮發(fā)動機的影響。要時為液壓蓄能器5提供高壓油。液壓馬達裝在根據(jù)發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，由下式可以求得液壓車輛驅(qū)動橋上與差速器