扭矩耦合式挖掘機液壓混合動力系統(tǒng)設(shè)計與控制策略研究
本文關(guān)鍵詞:扭矩耦合式挖掘機液壓混合動力系統(tǒng)設(shè)計與控制策略研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:自上世紀(jì)70年代石油危機以來,汽車與工程機械廠商紛紛開始進行節(jié)能技術(shù)的研究。以液壓蓄能器為儲能元件的并聯(lián)式挖掘機液壓混合動力系統(tǒng),是當(dāng)前國內(nèi)外工程機械領(lǐng)域節(jié)能技術(shù)發(fā)展的前沿課題。并聯(lián)式油液混合動力系統(tǒng),不僅可以穩(wěn)定發(fā)動機工作點,提高發(fā)動機燃油效率,還可以回收再利用一些在控制閥節(jié)流口上浪費的液壓能,具有油電混合動力系統(tǒng)所不具備的一些優(yōu)點,為混合動力技術(shù)發(fā)展提供了新的可能。為改善液壓挖掘機動力系統(tǒng)因負載波動劇烈而導(dǎo)致的發(fā)動機效率低下,研究了一種以發(fā)動機為主動力源,以液壓二次元件為輔助動力源,以蓄能器為儲能裝置的扭矩耦合式油液混合動力系統(tǒng)。輔助動力源實時補償發(fā)動機目標(biāo)工作點功率與時變工作液壓系統(tǒng)負載功率差值;谠撚鸵夯旌蟿恿ο到y(tǒng)特點,進行了油液混合動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法研究及元件選擇,并進行系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模研究。綜合考慮系統(tǒng)特點、工作負載狀況、及蓄能器儲能狀況,提出一種轉(zhuǎn)速PI控制與負載預(yù)測控制相結(jié)合的動力系統(tǒng)復(fù)合控制方法,以使發(fā)動機穩(wěn)定工作于高燃油效率區(qū)。進行了針對該混合動力系統(tǒng)的Amesim仿真與試驗研究。仿真和試驗結(jié)果表明,相較普通液壓挖掘機系統(tǒng),帶有此混合動力系統(tǒng)的挖掘機發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動范圍減小40%,扭矩波動范圍減小30%。
【關(guān)鍵詞】:液壓挖掘機 混合動力 發(fā)動機效率 負載預(yù)測控制
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TH137;TU621
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-9
- 1 緒論9-18
- 1.1 研究背景和研究意義9-10
- 1.1.1 課題研究背景9
- 1.1.2 課題研究意義9-10
- 1.2 挖掘機液壓系統(tǒng)節(jié)能控制的研究現(xiàn)狀10-16
- 1.2.1 挖掘機液壓系統(tǒng)的節(jié)能研究10-12
- 1.2.2 挖掘機液壓混合動力及能量回收系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-16
- 1.3 現(xiàn)有研究存在的不足16-17
- 1.4 研究內(nèi)容17-18
- 2 扭矩耦合式挖掘機液壓混合動力系統(tǒng)原理設(shè)計18-25
- 2.1 挖掘機液壓混合動力系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)18
- 2.2 扭矩耦合式混合動力系統(tǒng)原理設(shè)計18-24
- 2.2.1 設(shè)計目標(biāo)分析18-19
- 2.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)19-20
- 2.2.3 能量差動回收20-22
- 2.2.4 系統(tǒng)實際工作流程22-24
- 本章小結(jié)24-25
- 3 扭矩耦合式挖掘機液壓混合動力系統(tǒng)參數(shù)匹配研究與數(shù)學(xué)建模25-49
- 3.1 參數(shù)匹配研究25-37
- 3.1.1 工況檢測25-30
- 3.1.2 參數(shù)匹配30-37
- 3.2 數(shù)學(xué)建模37-48
- 3.2.1 負載模型37-40
- 3.2.2 原始液壓系統(tǒng)模型40-44
- 3.2.3 輔助液壓系統(tǒng)模型44-46
- 3.2.4 動力系統(tǒng)模型46-47
- 3.2.5 Amesim建模47-48
- 本章小結(jié)48-49
- 4 扭矩耦合式挖掘機液壓混合動力系統(tǒng)控制策略研究49-54
- 4.1 工作模式選擇49
- 4.2 單工作點的控制策略49-51
- 4.3 PI控制結(jié)合負載預(yù)測復(fù)合控制方法51-53
- 4.3.1 PI控制51-52
- 4.3.2 負載預(yù)測52-53
- 本章小結(jié)53-54
- 5 仿真與試驗54-63
- 5.1 仿真54-59
- 5.2 試驗59-62
- 5.2.1 試驗轉(zhuǎn)速控制效果59-61
- 5.2.2 試驗數(shù)據(jù)與仿真對比61-62
- 5.2.3 有扭矩耦合式挖掘機液壓混合動力系統(tǒng)的工作點分布情況62
- 本章小結(jié)62-63
- 6 總結(jié)與展望63-65
- 6.1 工作總結(jié)63-64
- 6.2 工作展望64-65
- 參考文獻65-69
- 作者簡介69
【參考文獻】
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