二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)車(chē)輛的關(guān)鍵技術(shù)及其優(yōu)化研究.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，全球能源危機(jī)和環(huán)境惡化要求汽車(chē)工業(yè)發(fā)展節(jié)能環(huán)保型汽車(chē)。二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)技術(shù)是一種新型的傳動(dòng)技術(shù)，該技術(shù)在恒壓網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上通過(guò)改變液壓泵/馬達(dá)的斜盤(pán)傾角，從而改變排量來(lái)適應(yīng)負(fù)載的變化。利用液壓泵/馬達(dá)的四象限工作特性，能夠有效地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)動(dòng)能和重力勢(shì)能的回收與再利用。液壓儲(chǔ)能系統(tǒng)功率密度大，全充和全放能力強(qiáng)，滿(mǎn)足短時(shí)間車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存要求。除此之外，靜液傳動(dòng)技術(shù)還具

2、有無(wú)級(jí)變速的精細(xì)速度調(diào)節(jié)、容易實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)、操控性強(qiáng)以及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。因此，將二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)研究車(chē)輛的能量回收，減少環(huán)境污染以及提高車(chē)輛的整體性能具有重要意義。本文以二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)能量回收和再利用為主要內(nèi)容，對(duì)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)車(chē)輛關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了全面深入的研究。
　　在查閱大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本文概述了國(guó)內(nèi)外能量存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展概況，對(duì)能量?jī)?chǔ)能元件做了比較，分析了液壓

3、儲(chǔ)能裝置的優(yōu)勢(shì)和靜液傳動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)，綜述了國(guó)內(nèi)外二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)車(chē)輛的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　闡述二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)車(chē)輛的工作原理，分別建立靜液傳動(dòng)車(chē)輛的數(shù)學(xué)模型和仿真模型。通過(guò)對(duì)比計(jì)算和仿真，分析了不同配置方式、循環(huán)工況及控制策略等因素對(duì)系統(tǒng)效率的影響。在此基礎(chǔ)上提出了一種新型二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)車(chē)輛的配置方式，提高了整車(chē)的傳動(dòng)效率和對(duì)復(fù)雜路面的適應(yīng)性。
　　通過(guò)對(duì)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)車(chē)輛的實(shí)際工程約束條件、整車(chē)性能設(shè)計(jì)指標(biāo)及其與動(dòng)力系統(tǒng)部

4、件的相互影響進(jìn)行分析，優(yōu)化關(guān)鍵元件的匹配關(guān)系，完善靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。仿真研究表明，基于自適應(yīng)模擬退火遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化方法，能夠根據(jù)不同的設(shè)計(jì)指標(biāo)有效地識(shí)別出關(guān)鍵元件參數(shù)的最優(yōu)解，提高系統(tǒng)的整體性能。
　　針對(duì)靜液傳動(dòng)技術(shù)功率密度大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)液壓再生制動(dòng)策略。根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度和載荷的不同，合理地分配前后軸的制動(dòng)力及再生制動(dòng)力和摩擦制動(dòng)力的比例關(guān)系，在確保車(chē)輛安全制動(dòng)的同時(shí)，高效地回收車(chē)輛的制動(dòng)動(dòng)能。設(shè)計(jì)“功率跟隨”+“恒溫器

5、”的綜合控制策略，利用整車(chē)的仿真模型，優(yōu)化能量利用策略的關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)車(chē)輛載荷的不同動(dòng)態(tài)調(diào)整控制策略的優(yōu)化參數(shù)。仿真結(jié)果顯示，能量利用策略保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作于高效區(qū)，有效地彌補(bǔ)了液壓蓄能器能量密度小的缺點(diǎn)，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)的頻繁起停，使節(jié)油率達(dá)到最高。
　　根據(jù)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)矩控制方式和轉(zhuǎn)速控制方式，采用離散滑模變結(jié)構(gòu)控制理論設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)系統(tǒng)的魯棒控制器，有效地抑制了系統(tǒng)參數(shù)大范圍攝動(dòng)、強(qiáng)非線(xiàn)性以及外界干擾的影響，提高車(chē)