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混合动力液压挖掘机动力耦合机理及控制策略研究

《混合动力液压挖掘机动力耦合机理及控制策略研究》是依托浙江师范大学,由王冬云担任项目负责人的青年科学基金项目。

混合动力液压挖掘机动力耦合机理及控制策略研究基本信息

混合动力液压挖掘机动力耦合机理及控制策略研究结题摘要

摘要:随着非道路移动工程机械环保标准的日益严格,而且能源短缺日趋严重,国际油价逐年上涨,液压挖掘机作为燃油消耗大户,其节能技术面临空前挑战。基于对目前工程机械能耗原因以及节能研究现状的分析发现,因动力源与负载之间的功率不匹配加上工作负载的频繁剧烈波动,动力源的工作点波动巨大,导致发动机的燃油效率低下。在传统的发动机直接驱动液压泵作为动力源的结构中,动力源的效率很难得到有效改善,因此本项目提出了一种液压挖掘机新型油电混合动力技术,通过主动力源(柴油发动机)与辅助动力源(电动机和动力电池)组成并联混合动力系统,两个动力源性能互补,共同驱动挖掘机负载。本项目主要开展了以下工作:①研究了该混合动力系统的节能机理及关键科学问题并建立了并联混合动力系统的动力学模型;②根据双动力源的动力耦合特点,研究了混合动力系统的轴系振动机理,提出了基于软、硬件结合的解耦策略,通过实验验证了该方法对轴系振动的改善效果;③研究了基于遗传算法的动力总成控制策略,通过仿真和实验,验证了该方法在挖掘机负循环载剧烈波动工况下的适应性;④针对混合动力挖掘机多关节协同工作的特点,研究了基于非线性PID与交叉耦合算法相结合的斗齿轨迹精度控制方法,并进行了仿真和试验测试,结果表明该方法能较大提高多关节挖掘机斗齿的轨迹精度;⑤以电驱回转关节为对象,研究了基于混合动力技术与超级电容为储能装置的能量回收方法,并进行了理论仿真,结果表明基于电驱回转能量回收的方法,具有明显的节能效果。 三年来,本项目研究成果已经在国内外公开发表学术论文7篇,其中SCI 检索期刊3篇(其中一篇录用),EI 检索期刊2 篇,申请国家专利1项。同时还有2篇论文投往一级以上期刊,正在审稿中。 2100433B

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混合动力液压挖掘机动力耦合机理及控制策略研究造价信息

  • 市场价
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挖掘机

  • HXW410
  • 9%
  • 陕西黄推工程机械有限公司
  • 2022-12-07
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挖掘机

  • 小松PC200-6 月租(不含燃油费)
  • 台班
  • 9%
  • 贵州劲宇工程机械有限公司
  • 2022-12-07
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挖掘机

  • 小松PC220-7(计时租金)
  • 台班
  • 9%
  • 贵州劲宇工程机械有限公司
  • 2022-12-07
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挖掘机

  • 18吨
  • 台·月
  • 9%
  • 武汉市峰佳市政工程有限公司
  • 2022-12-07
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挖掘机

  • 20吨
  • 台·月
  • 9%
  • 武汉市峰佳市政工程有限公司
  • 2022-12-07
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液压挖掘机

  • WY32
  • 深圳市2007年8月信息价
  • 建筑工程
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液压挖掘机

  • WY32A
  • 深圳市2007年7月信息价
  • 建筑工程
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液压挖掘机

  • WY20
  • 深圳市2007年5月信息价
  • 建筑工程
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液压挖掘机

  • WY32
  • 深圳市2007年5月信息价
  • 建筑工程
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液压挖掘机

  • WY32
  • 深圳市2007年4月信息价
  • 建筑工程
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液压挖掘机

  • 1.1m3
  • 1台班
  • 1
  • 不含税费 | 不含运费
  • 2010-01-11
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液压挖掘机

  • PC200
  • 1台班
  • 1
  • 含税费 | 含运费
  • 2011-05-19
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履带式单斗液压挖掘机

  • 斗容量1.25m³
  • 1小时
  • 0
  • 普通
  • 不含税费 | 不含运费
  • 2015-10-13
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机动力

  • B0-13XAP B0-13XAPE
  • 2台
  • 1
  • 鹏城冠业
  • 普通
  • 含税费 | 含运费
  • 2015-05-15
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机动力

  • B1-9XAP B1-9XAPE
  • 2台
  • 1
  • 鹏城冠业
  • 普通
  • 含税费 | 含运费
  • 2015-05-15
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混合动力液压挖掘机动力耦合机理及控制策略研究项目摘要

基于混合动力技术的挖掘机节能方案,研究适用于多种液压系统型式,不同工种及复合操作模式下的混合动力总成耦合机理及其控制策略,实现动力性,可操控性以及节能效果的综合优化。主要内容:统筹考虑机电液系统的耦合关系以及主、辅动力源特性,建立混合动力源及其关键部件的数学模型,通过模型仿真获得不同液压系统型式,动力组合模式,混合度等关键技术对挖掘机动力性,操控性和节能效果的影响规律以及最优的参数匹配关系;研究主力源,辅助动力源以及储能单元三大部件的挖掘作业全过程综合寻优方法;研究土壤模型,掌握挖掘阻力变化规律,设计载荷预测算法;研究主动力源与辅助动力源的功率匹配技术,动力源与负载的功率匹配技术;揭示新型动力模式下的全局功率匹配机理;重点突破强变负载下动力源的协调控制技术以及高频突变载荷模拟技术。试制动力总成控制器至少两台,提供控制器设计方法及关键制造技术方案。

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混合动力液压挖掘机动力耦合机理及控制策略研究常见问题

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混合动力液压挖掘机动力耦合机理及控制策略研究文献

液压挖掘机动力系统 液压挖掘机动力系统

液压挖掘机动力系统

格式:pdf

大小:5.2MB

页数: 38页

液压挖掘机动力系统

液压挖掘机动力系统试验台故障停机率降低策略 液压挖掘机动力系统试验台故障停机率降低策略

液压挖掘机动力系统试验台故障停机率降低策略

格式:pdf

大小:5.2MB

页数: 6页

以液压挖掘机试验台动力系统为研究对象,采用系统失效模式及后果分析方法(Failure Modeand Effects Analysis,FMEA),确定液压挖掘机试验台动力系统的关键部件,再运用组件失效模式及后果分析方法判断各部件的主导故障,制定相应的故障停机率降低策略,并通过实例来进一步说明。

你真的了解混合动力吗? 浅谈混合动力分类及结构

[搜狐汽车 E电园](文:蔡欣宇)作为新能源的一大分支,混合动力车型在我们的生活中并不少见,除了政策驱动外,也有越来越多的消费者开始接受混合动力车型。不过虽然普及程度相对较高,但对于混合动力系统的工作方式以及分类,相信大部分消费者的了解并不深入。那么今天,我们就来看看混合动力系统的分类方式,并通过对混动系统设计的典型案例进行分析,进一步探究不同种类混动系统的结构和工作方式。

一、按照混合动力驱动的联结方式,我们可以将混合动力汽车分为三类:

二、根据在混合动力系统中,电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重,即混合程度的高低,混合动力系统还可以分为以下三类:

以上就是常见的对于混合动力车型的分类方式。说到底就是从两个不同角度来审视混合动力汽车,第一类是根据发动机与电动机联结方式分类,第二类是根据两种动力的混合程度进行分类。

近些年,新能源车迅速发展,目前市面上比较常见的混动汽车大多属于中度以及重度混合动力系统,不过也有小部分采用轻混系统的车型,如凯迪拉克的XT5。而在动力的联结方式上,各个厂家都有自己的思路,当然了,避开各种专利也是采用不同方式的原因之一。

下面,我们通过一些实例,来看看目前主流的混合动力系统都采用了怎样的运转方式。

说到混合动力,相信大家最先想到的一定是丰田,作为最早一批大力推进新能源产品的车企,丰田的混合动力车型无论是在实力还是销量上,都有着不错的表现,尤其是在近期,卡罗拉和雷凌双擎两款车月均销量稳定在4000台,虽然这一数字并不算夸张,但是考虑到它们混合动力车型的身份,这样的销量还是非常可观的。

作为混联式混动系统的代表,咱们来看看丰田的混动技术都有哪些特点。我将以大家最为熟悉的丰田凯美瑞双擎为例,对其结构进行大致的剖析。

在发明阿特金森循环发动机的初期,这样的工作方式是通过复杂的连杆协作实现的,而发展到今天,过于复杂的结构显然已经不再适合工业的发展趋势,于是现在大部分车的做法是采用了延长气门关闭时间的方式使吸入的空气排出去一部分,从而实现膨胀比大于压缩比的效果。避免过高的压缩比所带来的爆震等负面效果,同时提高膨胀比,延长发动机的做工行程,实现省油的最终目的。

THS II系统中带有两台电动机——MG1和MG2。MG1主要用于发电,以及作为启动电机使用。而MG2主要用于驱动汽车。MG1、MG2以及发动机输出轴被连接到一套行星齿轮机构的太阳轮、齿圈和行星架上。动力分配就是通过功率控制单元控制MG1和MG2电机,通过行星齿轮机械机构进行分配的。在这种结构下,发动机输出经过固定减速机构减速后直接驱动车轮。

下面咱们一起来看看这套系统的驱动模式。

说完了丰田的THS II之后,我们来看看同为日系品牌的本田,在混动系统结构上又有着怎样的特点。

首先,上文曾提到过,本田的i-MMD系统与丰田THS II系统最大的区别之一,就在于i-MMD系统是可以使用发动机单独驱动车辆的。这是由于,本田i-MMD系统采用了并联式混动系统,在结构上,丰田要更加复杂,换句话说,本田的i-MMD系统在工作时是在不断切换动力来源,而丰田的THS-II则是在不断地调整各个动力来源的混合比例。

在驱动模式上,本田也与大多数混动车型不同。i-MMD系统摒弃了发动机和电动机同时驱动车轮的模式,它的三种模式分别是纯电动、依靠发动机供电的纯电动以及发动机驱动。也就是说,i-MMD的真正的驱动模式只有两种,电动和发动机驱动,只不过大多数时间发动机也运转,但运转只是给电动机提供电力而已,并不提供动力。

上边我们分别举例说明了混联式混动系统以及并联式混动系统的结构特征,而还有一种方式,也就是串联式混动系统,下面我们通过对老款雪佛兰沃蓝达的分析,进一步解读串联式混动系统的特点。

肯定有朋友要问了,为什么不用通用最新的新能源车型别克Velite 5作为实例呢?因为在狭义上来讲,Velite 5并不属于串联式混动系统,虽然大多数时间发动机并不直接驱动车辆,不过它的发动机在特定情况下还是能够进行直接驱动,这也就不符合串联式混动系统的定义了。所以我们选择老款雪佛兰沃蓝达来进行说明。

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油电混合动力混合动力

通常所说的混合动力一般是指油电混合动力,即燃料(汽油,柴油)和电能的混合。

混合动力汽车是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。

而且,辅助发动机的电动马达可以在正常行驶中产生强大而平稳的动力,因此,车主可以享受更强劲的起步、加速。同时,还能实现较高水平的燃油经济性

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油电混合动力分类

从对电能的依赖程度,混合动力可分为弱混合动力MILD HYBRID(也称轻度混合动力,软混合动力,微混合动力等),中度混合动力,重度混合动力FULL HYBRID(也称全混合动力,强混合动力等),插电混合动力PLUG IN HYBRID

弱混合动力

弱混常用BSG皮带传送启动/发电技术,例如奇瑞A5的BSG款(电机10KW),通常节油10%以下,电机不直接参与驱动,主要用于启动和回收制动能量。

中混合动力

中混常用ISG内置安装曲轴启动/发电技术,例如别克君越EcoHybrid(电机15KW),通常节油20%左右。

强混合动力

强混合动力代表产品为TOYOTA PRIUS(电机50KW),可节油40%。

插电混合动力

插电混合动力,将提供更好的节油比例,但将消耗一定的电能,例如大众高尔夫TwinDrive(电机130KW)的测试数据,每百公里8度电和2.5的油耗。

以上几种形式的混合动力,强混合动力可以说是真正意义的创新,它结合了发动机和电动机,既发挥了汽油发动机在高速行驶下提供动力和从根本上优化燃油提供的能量这两大优势,也发挥了电动机在低速状态下输出强劲扭矩、降低燃油消耗、净化排放、静音以及将原先都被转化成热能而浪费掉的刹车能量加以回收,循环利用等优势。

下面以雷克萨斯LS600hL这款强油电混合动力车型为例,具体剖析强油电混合动力的优势。当发动机消耗的大部分汽油都花在开始启动时的加速上, LS600hL提供了一次没有尾气产生的"零排放启动",这不仅仅是无害于环境,而且没有发动机噪声,创造了一种全新的驾驶体验: LS600hL加速时的声音小于10分贝,比树叶摆动的瑟瑟声(20分贝)还要小。除了极致的静谧体验, LS600hL拥有超低的CO2排放,对地球和人类表现出深厚的关爱。如果将LS600hL与奔驰S420CDI做比较,会发现S420CDI比LS600hL的CO2排放量多出140,000升(数据来源:日本汽车联盟)。除了超低的排放和超低的噪音,LS600hL还拥有出众的加速性能,时速80到120公里的加速4.4秒即能实现,同时在时速120公里的情况下,噪音小于65分贝。强油电混合动力赋予车辆以超强的燃油经济性,同样再拿奔驰S420CDI与LS600hL做对比,前者在综合路况下,百公里油耗为10.68升,而同样路况下,LS600hL百公里油耗为9.98升。

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