针对液压式制动能量再生系统参数计算与仿真研究

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1、机械设计与制造第9期18MachineryDesign&Manufacture2011年9月文章编号：1OOl一3997(2011)09—0018—02液压式制动能量再生系统参数计算与仿真研究胡晓明陈明华范钦满(淮阴工学院交通工程学院，淮安223003)ParametercomputationandsimulationforhydraulicbrakingenergyregenerationsystemHUXiao—ming，CHENMing—huan，FANQin-man’(HuaiyinInstituteofTr

2、ansportationEngineering，Huai’an223003，China)；【摘要】同其他几种能量储存方式的制动能量再生系统相比，液压式储能具有最大的功率密度，{}适用于公交车的频繁制动、启动情况，在公交车液压式制动能量再生系统的设计中，首先要确定蓄能{；器、液压泵／马达排量和附加传动比这些参数。对蓄能器的参数，主要是以较少的容积储存较多的能量为；l约束进行计算。液压泵／马达排量和附加传动比这两个参数通过仿真计算确定。仿真表明所选的参数可i}以将公交车在5．2s内制动停止，平均减加速度为1．62m／s，

3、满足公交车的一般进站制动性能要求。{；．关键词：制动能量再生系统；液压泵／马达；液压蓄能器{；【Abstract】TheHydraulicbrakingenergyregenerationsystemhasthemaximumpowerdensitycom一；}paredwithseveralotherenergystorageways，whichissuitableforthesituationofthebusfrequentlybraking{landstarting．Inthe如softhebushydraul

4、icbrakingenergyregenerativesystem，theseparameterssuchfl$；；deliverycapacityofaccumulator，hydraulicpump／motor，andadditionaltransmissionratioshouldbeconfirmed{》firstly．Withtheconstraintofdepositingm,oreenergyinlesscapacity，theparameterofaccumulatoriscomput一{}ed，wh

5、iletheparameterssuchasdeliverycapacityofhydraulicpump~motor，andadditionaltransmissionratio；；isdeterminedbysimulation．ThesimulationresultshowsthattheselectedparametersCanmakebusbrakein；；5．2s，whichaveragedecelerationandaccelerationis1．62m／s2,andmeetthebrakepereof

6、bus．《；Keywords：Brakingenergyregenerativesystem；Hydraulicpump／motor；Hydraulicaccumulator；中图分类号：TH122，U463．53+3文献标识码：A1引言储存较多的能量。根据气体定律有：P。：=c(1)根据能量储存方式的不同，公交车制动能量再生系统可分为式中：p。、P．t9：、P一液压蓄能器的充气压力、最低工作压力、最高飞轮储能、电化学储能和液压储能三种型式。液压储能的能量密度工作压力和任意状态压力；V。、V、V2、应容积；后一多变指

7、数，能量回收储存时按绝热过程考虑，k=1．4。相比飞轮储能与电化学储能都小，但液压储能方式在三者中具有最大的功率密度，能在车辆起步和加速时提供给车辆所需要的大扭液压蓄能器所能存储的能量E为：E=一lpdV(2)矩。同时，液压储能可较长时间储能旧。因此，液压式制动能量再生由式(1)可知：p，(3)系统具有良好的发展前景。液压式制动能量再生系统由液压蓄能将式(3)代入式(2)整理可得：l()一ll)器、液压泵冯达、附加传动系统和控制系统等组成，如图1所示。蓄能器最高工作压力受最大公称压力和安全性等因素限制，通常为(2o～

8、30)MPa。从式(4)可知在最高工作压力P为定值情况下，不同的工作压力使蓄能器的存储能力不同。令dE~alpF0，整理可得：p=P2(5)按上式确定的最低工作压力P，可使蓄能器在容积和最高工作压力P2为定值的情况下所能存储的能量最大。将式(5)代人式液压泵，马达善图1液压式制动能量再生系统结构图(4)可得蓄能器所能存储的最大能量E一为：E。P