雙鋼輪振動壓路機液驅(qū)混合動力節(jié)能技術(shù)研究

【摘要】：雙鋼輪振動壓路機是路面施工的主導機型之一。測試研究發(fā)現(xiàn)，雙鋼輪振動壓路機由于起停過渡過程與穩(wěn)定壓實過程兩者間的功率需求差異較大，普遍存在穩(wěn)定壓實過程中發(fā)動機功率利用不充分、燃油經(jīng)濟性低等問題。為解決上述問題，改善系統(tǒng)動態(tài)特性，有效實現(xiàn)節(jié)能減排，提高雙鋼輪振動壓路機的經(jīng)濟性、可靠性、安全性及舒適性，急需開展雙鋼輪振動壓路機混合動力節(jié)能技術(shù)研究。 論文采用以理論分析為指導，樣機試驗與仿真分析相結(jié)合的技術(shù)研究方法。以某14t雙鋼輪振動壓路機為研究對象，基于試驗結(jié)果分析了壓路機的負荷特性及能量特性。得出起步與停車階段慣性能量差值相對穩(wěn)定，可利用蓄能器回收停車能量并對起步能量進行補償，以降低發(fā)動機裝機功率并使其工作在高效區(qū)，初步論證了混合動力技術(shù)在壓路機上應(yīng)用的可行性。并結(jié)合液驅(qū)混合動力系統(tǒng)的設(shè)計原則，提出了與壓路機負荷及能量特性相適應(yīng)的并聯(lián)液驅(qū)混合動力系統(tǒng)方案。 根據(jù)不同工作階段發(fā)動機、蓄能器與負荷之間的能量及功率關(guān)系，確定了液驅(qū)混合動力系統(tǒng)匹配原則及主要元件的參數(shù)指標。結(jié)合系統(tǒng)的動態(tài)特性及元件特性，提出了主要元件的參數(shù)匹配方法，并以此為基礎(chǔ)進行了元件的參數(shù)匹配。通過對壓路機的工作特點及液驅(qū)混合動力系統(tǒng)工作模式的分析，提出了以確保工作質(zhì)量為前提、以較佳燃油經(jīng)濟性及驅(qū)動性能為主要目標的系統(tǒng)控制策略。并對混合動力系統(tǒng)中的關(guān)鍵模式—再生制動模式及混合驅(qū)動模式進行了分析，得出了適用于負荷變化的二次元件排量調(diào)節(jié)控制方法。 運用MATLAB/SIMUlink軟件對雙鋼輪振動壓路機進行建模，仿真分析結(jié)果與試驗結(jié)果較吻合，驗證了模型的正確性和可行性。根據(jù)混合動力系統(tǒng)及元件的數(shù)學模型，在雙鋼輪振動壓路機模型的基礎(chǔ)上建立了液驅(qū)混合動力系統(tǒng)的模型，仿真分析結(jié)果表明，液驅(qū)混合動力系統(tǒng)適用于雙鋼輪振動壓路機，在行駛速度為6km/h、頻率為67Hz情況下節(jié)油可達到20%，取得了良好的節(jié)能效果。 【關(guān)鍵詞】：雙鋼輪振動壓路機 節(jié)能減排 液驅(qū)混合動力 系統(tǒng)設(shè)計
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：U415.521
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究意義10-11
• 1.2 課題研究與發(fā)展概況11-15
• 1.2.1 混合動力系統(tǒng)對比研究11-12
• 1.2.2 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)概述12-13
• 1.2.3 液驅(qū)混合動力工程機械研究與發(fā)展概況13-15
• 1.3 課題研究方法與內(nèi)容15-17
• 第二章 雙鋼輪振動壓路機混合動力系統(tǒng)方案選取17-29
• 2.1 雙鋼輪振動壓路機動態(tài)特性分析17-25
• 2.1.1 負荷特性分析17-21
• 2.1.2 能量特性分析21-25
• 2.2 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)設(shè)計原則25
• 2.3 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)方案選取25-28
• 2.3.1 串聯(lián)混合動力系統(tǒng)設(shè)計方案26
• 2.3.2 并聯(lián)混合動力系統(tǒng)設(shè)計方案26-27
• 2.3.3 振動壓路機液驅(qū)混合動力模式選取27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 雙鋼輪振動壓路機液驅(qū)混合動力系統(tǒng)匹配29-44
• 3.1 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)匹配原則29-30
• 3.2 發(fā)動機參數(shù)匹配30-32
• 3.2.1 發(fā)動機參數(shù)匹配方法研究30-31
• 3.2.2 發(fā)動機參數(shù)匹配31-32
• 3.3 液壓蓄能器參數(shù)匹配32-39
• 3.3.1 蓄能器種類選取32
• 3.3.2 蓄能器工作循環(huán)特性分析32-34
• 3.3.3 蓄能器能量特性分析34-36
• 3.3.4 蓄能器的參數(shù)匹配36-39
• 3.4 扭矩合成裝置參數(shù)匹配39-41
• 3.5 二次元件參數(shù)匹配41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 第四章 雙鋼輪振動壓路機液驅(qū)混合動力系統(tǒng)控制策略研究44-57
• 4.1 壓路機工作特點與混合動力系統(tǒng)分析44-46
• 4.1.1 雙鋼輪振動壓路機工作特點分析44-45
• 4.1.2 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)工作模式分析45-46
• 4.2 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)控制目標46
• 4.3 雙鋼輪振動壓路機液驅(qū)混合動力系統(tǒng)的控制策略46-51
• 4.3.1 雙鋼輪振動壓路機混合動力系統(tǒng)控制方法47
• 4.3.2 雙鋼輪振動壓路機混合動力系統(tǒng)控制策略47-51
• 4.4 混合動力系統(tǒng)關(guān)鍵模式分析51-56
• 4.4.1 再生制動模式分析51-54
• 4.4.2 混合驅(qū)動模式分析54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)建模與仿真分析57-73
• 5.1 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)數(shù)學模型建立57-65
• 5.1.1 發(fā)動機數(shù)學模型的建立57-58
• 5.1.2 蓄能器數(shù)學模型的建立58-60
• 5.1.3 二次元件數(shù)學模型的建立60-64
• 5.1.4 二次元件—蓄能器數(shù)學模型的建立64-65
• 5.2 原系統(tǒng)仿真模型驗證65-67
• 5.3 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)與原系統(tǒng)對比分析67-72
• 5.3.1 液驅(qū)混合動力系統(tǒng)驗證68-69
• 5.3.2 發(fā)動機工作點對比69-70
• 5.3.3 燃油經(jīng)濟性對比70-71
• 5.3.4 動態(tài)特性對比71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論與展望73-75
• 參考文獻75-79
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果79-80
• 致謝80

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