液驱混合动力车辆液压系统设计与参数匹配研究

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1、742010年6月中国制造业信息化第39卷第11期液驱混合动力车辆液压系统设计与参数匹配研究张庆永．一，常思勤(1．湖北汽车工业学院汽车工程系，湖北十堰442002)(2．南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：提出了液驱混合动力车辆液压系统的设计准则和设计思想，介绍了一种采用液压混合动力的新型节能车辆的原理。结合车辆的性能指标，对其液压系统中的关键元件的参数匹配关系进行了分析，并对气囊式蓄能器的充气压力、容积等参数对系统压力变化、车辆制动能量回收及制动性能的影响进行了详细阐述。由此得出了一些有益的结论，可

2、为系统设计和合理选择参数提供理论依据和参考。关键词：液驱混合动力；设计；蓄能器中图分类号：U463．22文献标识码：A文章编号：1672—1616(2010)11—0074—05液驱混合动力技术利用液压蓄能器功率密度d．经济性能好，使发动机在高负荷、高效率下大和双向变量马达可以工况互逆的优点，构建了以运转，节省燃料，能回收系统制动能量。液压蓄能器和双向变量马达为核心的能量再生系e．可以改善系统的排放性能，达到国家要求的统。能量再生系统可以充分回收车辆制动能量并排放标准。用于汽车的起动和加速，在城市行驶工况下能提高f．稳定

3、性要求：要求所设计液压系统阻尼大，车辆的动力性能，降低油耗，减少有害气体的排放，稳定性好，无振荡或振荡小。在马达排量变化时，延长刹车装置和发动机的使用寿命j。车辆系统无明显的不舒适感。在制动时马达排量对液驱混合动力车辆液压传动系统的设计准能够迅速换向，响应及时。液压传动装置应能对车则和评价不同于传统车辆，本文对此进行一些有益辆的动态随机负荷具有滤波抑制的功能。的探讨，并对系统中的关键元件参数匹配关系及其g．液压系统的结构尺寸要小，体积紧凑，重量特性进行了着重分析。轻，便于在车辆底盘系统中安装和布置，同时要保证车辆的通过性

4、指标。1液驱混合动力车辆液压系统的设h．液压系统性能可靠，无泄漏，维修方便，同时计安全性能好，具有限压和紧急情况下快速泄流的能1．1设计要求力；应设置压力测量点、油温测量点和工作油液取样点。应在系统的制高点设置排气口。总结国内外研究机构对液驱混合动力车辆的研究经验，参考传统车辆性能指标，提出了对液驱i．采用工业上成熟产品，适应机电一体化的要求，系统的监测和控制方便。混合动力车辆液压传动系统的设计要求。j．尽可能地减少成本，在不影响工作性能和精a．具有前进、后退、驱动、制动的车辆调速驱动装置应能工作在转矩一转速平面的4个象

5、限之内。度的前提下，选用经济适宜的液压泵、双向变量马b．系统效率要高，包括系统能量利用效率、能达和阀件等产品。量回收与重新利用效率等。1．2设计思想c．所设计的液压传动系统可以满足车辆的动根据以上要求总结出混合液驱车辆设计的基力性能，即达到汽车的最高车速要求、加速时间要本思想。求和最大坡度要求。a．设计液压回路使液压传动系统经主减速器收稿日期：2OLO一03—29基金项目：江苏省六大人才高峰计划(04D16)；湖北汽车工业学院博士科研启动基金资助项目作者简介：张庆永(1980～)，男，山东枣庄人，湖北汽车工业学院讲师，博

6、士，主要研究方向为液驱混合动力技术。·应用研究·张庆永常思勤液驱混合动力车辆液压系统设计与参数匹配研究75后驱动后桥，使车辆获得足够的动力，满足车辆的量外，还可吸收利用系统高频动态压力波动，改善动力性能要求，选择性价比适宜的具有较高传动效系统的动态特性。率的液压元件。g．尽可能使用集成块的设计，一方面可以节省b．保留原有制动装置，在紧急情况下或者蓄能空间，使改装方便；另一方面减少了液压管路的使器压力已经充满的情况下使用原有制动装置，确保用，减少了压力损失。安全。h．采用较先进的控制技术，完善系统控制功c．选用双向变量马达

7、，完成车辆的前进、后退能，提高系统操作的方便性和可靠性。和制动功能。i．考虑与车辆其他系统的结合，如转向、悬架d．利用电子控制单元使发动机始终工作于经系统的设计，在液压系统中预留接口。济油耗区域，实现发动机和负荷的解耦，同时由于蓄能器的辅助驱动作用，可以选用较小排量的发动2液驱混合动力车辆方案及其工作机。原理e．去掉传统的变速器，简化传动机构。应用上述的设计要求和设计思想，对系统进行f．蓄能器作为能量储存元件，除了回收制动能设计开发。选用方案如图1所示。1一油箱；2一滤清器；3一变量泵；4-单向阀；5-蓄能器；6-双向变

8、量马达；7一驱动桥；8-车轮图1液驱混合动力车辆原理图由电控单元控制发动机间歇工作于最佳经济变量泵驱动马达工作，同时向蓄能器充油储能。因性能区域及其附近，由发动机驱动液压泵3，在需此液压泵的选择必须考虑发动机的影响。要时为液压蓄能器5提供高压油。液压马达装在根据发动机的最大转矩，由下式可以求得液压车辆驱动桥上与差速器