港口电动牵引车动力传动系统匹配计算.pdf

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1、港口电动牵引车动力传动系统匹配计算孙建锐姜永生交通部水运科学研究院北京100088摘要：牵引车动力传动性能是反映牵引车牵引能力和经济性的关键指标，本文以电动牵引车动力传动系统为研究对象，对动力传动系统匹配计算原则和方法进行了探讨，给出以锂离子电池为动力的电动牵引车动力传动系统的计算方法，为港口电动牵引车的进一步深入开发提供了参考。关键词：港口电动牵引车；动力系统；传动系统；匹配计算中图分类号：U653．9234文献标识码：A文章编号：1001—0785(2012)02—0066—03Abstract：Tractorpowertransmi

2、ssionsystemperformanceisthekeyindicatorofreflectingthetractor'sdrivingforceandeconomicalefficiency．ThisP印ertakeselectricaltractorpowertransmissionsystemastheresearchobject，discussestheprincipleandmethodofpowertransmissionsystemmatchingcalculation，providesthePowertransmiss

3、ionsystemcalcu—lationmethodofelectricaltractormotivatedbyLi—·ionbatteriesandofersthedirectionforfurtherdevelopmentofportelec-·triealtractors．Keywords：portelectricaltractor；dynamicsystem；powertransmissionsystem；matchingcalculation0前言港口牵引车作为港口物流的一个重要组成部分，在港口运输中发挥着巨大的作用。电动牵引

4、车作为牵引车技术发展的必然产物，很好地适应了节能降耗及可持续发展港口的战略，是国家重点支持的领域之一。但是，由于目前电池技术的发展相对落后，电池容量非常有限，很难满足大功率港口电动牵引车的使用要求，因此，必须合图l电动牵引车改造设计技术方案理选择牵引车各项性能指标，而动力传动系统的合理匹配是获得高性能港口电动牵引车的关键。最大牵引力120kN，最高车速：36km／h，最大爬坡要求18％，车辆行驶里程100km。1电动牵引车技术方案2电动牵引车匹配计算以交通部水运科学研究院研究项目“Q60港口内燃牵引车”为原型，在原有牵引车基础上更2．1蓄

5、电池参数选择蓄电池参数主要有蓄电池类型、蓄电池电压换动力系统，使牵引车升级为电池组驱动牵引车。但是，高性能电动牵引车不是简单地将燃油与蓄电池容量，其放电特性用式(1)表示：发动机和油箱代之以电动机和蓄电池，其改装设Ub=【，0一Rix，b(1)式中：Ub为蓄电池放电时的端电压，V；计是一项机电一体化的综合技术，必须通过对蓄电池、电动机和控制系统参数的合理匹配选为蓄电池开路电压，V；Ri为蓄电池的内阻，Q；，为蓄电池放电电流，A。择，并且在总体方案布置时使其连接可靠、轴由此可以推出蓄电池的放电效率荷分配合理等才可实现。牵引车改造技术方案见g

6、i图1。吼吼=一Uolb=1一一×J(L2z)改造后的牵引车可以达到如下技术性能指标：一66一《起重运输机械》2012(2)根据Pea．kerr方程，蓄电池的放电时间用式“≥(6)(3)表示：t=K×r(3)式中：为动力传动系统效率，。为电动式中：t为蓄电池的放电时间，h；，为蓄电池机最大扭矩，K为液力变矩器变矩比。的放电电流，A；K、／7,分别为与蓄电池型式有关2．3牵引车牵引性能参数确定牵引车的驱动力F取决于电机经变速箱、传的参数。从式(2)可以看出，蓄电池的效率随放电电动轴、驱动桥传递的力矩及驱动半径r，而流的减小而增大。为了有效地

7、利用蓄电池有限的与变矩器的涡轮输出力矩J7l及变速器传动比i和驱动桥传动比有关，能源，选择电机的工作电流要尽量小，即应尽量提高电机的额定电压。但电压也不宜太高，因电F=M／r=MTi。／r(7)牵引车行驶过程中受到的阻力压过高会对系统安全性和电子元件性能产生影响。Fi=Gsin~+Gfcos~(8)2．2电机及减速器参数选择牵引车驱动力与所受阻力之差即为牵引车所电机功率的选择与牵引车动力性能密切相关，能提供的牵引力，。电机功率越大，则后备功率越多，整车的动力性能也越好，但电动机的体积和质量也同时会迅速3电动牵引车匹配计算增加，且由于电动机

8、不能经常工作在峰值功率附3．1电机减速器选型近，使电动机的效率下降，因此，电动机的功率根据牵引车性能要求及相关道路参数，由式∞∞不能选得太大。电动机的功率一般由电动汽车的(4)可以求出电动牵引