重型牵引车液压轮毂马达系统辅助驱动与制动控制

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1、—————————————————————重型牵引车液压轮毂马达系统辅助驱动与制动控制—————————————————————AuxiliaryDriveandBrakeControlofHydraulicHub-motorAuxiliarySystemfortheHeavyTractor作者姓名：李相华专业名称：车辆工程指导教师：曾小华教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年6月6日提要重型牵引车液压轮毂马达系统辅助驱动与制动控制现阶段，重型商用运输车辆在国家的现代化基础建设中扮演着重要的角色。重

2、型商用运输车辆的行驶工况复杂多变，经常遇到泥泞等坏路面驱动力不足的问题，也会出现长时间频繁制动时制动器升温加速磨损等现象，而现有技术机械全轮驱动和缓速制动装置虽然能明显解决问题，但存在自重大、浪费能量、增加燃油消耗等缺点。因此，本文依托国家自然科学基金课题和某企业合作项目，基于重型牵引车的结构，提出了一套新型液压轮毂马达辅助前桥系统（HydraulicHub-motorAuxiliarySystem，HHMAS），该系统不仅能显著改善车辆在坏路面行驶的通过性能，同时能够减少制动器的使用，回收车辆制动的部

3、分动能，提高能量使用效率。另外，国内对该项技术的研究较少，并且该系统增加成本少，液压元件体积小、重量轻等特点，对于重型商用车来说，显示出其良好的市场应用前景。围绕该系统，本文从系统实现方案、仿真平台建模、控制策略及仿真验证等关键环节开展了如下工作：（1）本文阐述了系统在不同工作模式下的动力传递路径，确定了取力器的安装位置，并基于课题组现有条件，搭建了样车试验平台，通过试验，对样车中现有产品液压控制阀组的结构方案进行了分析和验证，设计分析了HHMAS中液压控制阀组的内部结构方案。（2）本文从系统动力学的角

4、度分析了系统中机械传动系统和液压传动系统的数学建模方法，分别以MATLAB和AMESIM环境建立了机械传动系统和液压传动系统的模型，两者采用S-FUNCTION模块实现通信，搭建了系统仿真模型。（3）基于系统的结构实现方案，针对辅助驱动控制，本文提出了实用化的模式切换逻辑，重点分析了系统在自由轮、蠕行和助力三种工作模式下液压控制阀组和液压泵排量的控制方法；针对辅助制动控制，考虑系统特点，本文提出了辅助制动起动与退出的逻辑，并以尽可能少改变原车辆的制动性能为设计目标，重点研究了系统辅助制动力I的分配策略。

5、（4）基于系统仿真平台，本文选择液压泵的排量控制算法验证、辅助驱动控制及辅助制动控制三个方面，对所设计的控制策略进行了仿真验证，仿真结果验证了控制策略的可行性和正确性，为后续的研究奠定了基础。关键词：重型牵引车，液压轮毂马达系统，辅助驱动，辅助制动IIABSTRACTAuxiliaryDriveandBrakeControlofHydraulicHub-motorAuxiliarySystemfortheHeavyTractorNowadays,theheavycommercialtransportve

6、hicleisplayinganimportantroleinthecountrymoderninfrastructure,anditsdrivingcyclesarecomplicatedandvaried.Itoftenencounterstheproblemofinsufficienttractionabilitywhendrivinginbadroadlikemuddyroad,alsohasthephenomenonofoverheatedandwornseriouslybrakewhenfr

7、equentbraking.Thecurrenttechnologyincludingall-wheelsdrivemechanicallyandretarderbrakingdevice,although,canobviouslysolvetheprolem,yettheyhavetheweaknesslikelaegedeadload,energywastingandfuelconsumptionincreasingandsoon.Therefore,basedontheNaturalScience

8、FoundationofChinaaswellascooperationwithanenterprise,andconsideringthestructureofoneheavytractor,thehydraulichub-motorauxiliarysystem(HHMAS)isproposedinthispaper.TheHHMASnotonlycanapparentlyimprovethepassingabilityofvehicl