本文關(guān)鍵詞：工程機(jī)械混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

混合動(dòng)力

第33卷第1期2013年2月

振動(dòng)、測(cè)試與診斷

Vol.33No.1

Feb.2013

工程機(jī)械混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)

黃中華,　劉　質(zhì),　胡　瓊,　劉少軍

(1.湖南工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院　湘潭,411101)(2.中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院　長(zhǎng)沙,410083)

1,2

2

2

2

摘要　為了研究工程機(jī)械混合動(dòng)力系統(tǒng)的機(jī)電耦合特性和軸系的振動(dòng)特性,研制了由柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)和液壓泵共軸連接組成的工程機(jī)械混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。設(shè)計(jì)了由工控機(jī)、PCI總線控制卡和組態(tài)軟件組成的實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng),分析測(cè)控系統(tǒng)輸入信號(hào)和控制信號(hào)的數(shù)量與類型,確定測(cè)控系統(tǒng)控制策略的設(shè)計(jì)原則和開發(fā)過程。通過在柴油機(jī)輸出軸的端面布置3個(gè)加速度傳感器實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)工作時(shí)曲軸的振動(dòng)特性,對(duì)不同負(fù)載功率下柴油機(jī)曲軸的振動(dòng)特性進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,柴油機(jī)曲軸的振動(dòng)能量集中在徑向,軸向的振動(dòng)能量可忽略不計(jì);設(shè)計(jì)的測(cè)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力系統(tǒng)軸系振動(dòng)性能測(cè)試。關(guān)鍵詞　混合動(dòng)力系統(tǒng);測(cè)控系統(tǒng);實(shí)驗(yàn)臺(tái);工程機(jī)械中圖分類號(hào)　TU621

動(dòng)力系統(tǒng)在狀態(tài)切換時(shí)軸系產(chǎn)生轉(zhuǎn)速波動(dòng)和沖擊載

引　言

隨著全球工業(yè)的發(fā)展,能源短缺和環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重,品種和數(shù)量不斷增加的工程機(jī)械所消耗的能源和排放的污染物已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注,國(guó)內(nèi)、外對(duì)工程機(jī)械尾氣的排放及噪聲等限制也愈加嚴(yán)格。混合動(dòng)力技術(shù)既繼承了電動(dòng)力作為“綠色”能源超低排放的優(yōu)點(diǎn),又彌補(bǔ)了電池動(dòng)力不足的缺點(diǎn),它在汽車行業(yè)的成功應(yīng)用為耗能大、排放差的工程機(jī)械領(lǐng)域提供了借鑒。近年來,混合動(dòng)力工程機(jī)械受到了工程機(jī)械領(lǐng)域的高度重視,已成為國(guó)內(nèi)、外著名工程機(jī)械生產(chǎn)廠家的研究熱點(diǎn)。

工程機(jī)械混合動(dòng)力系統(tǒng)中的柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)和液壓泵通常采用共軸連接。在動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)切換過程中,柴油機(jī)和液壓泵的存在會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)速度,阻礙電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的快速變化,影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的輸出效率和傳遞速度。同樣,電動(dòng)機(jī)的存在會(huì)提高柴油機(jī)和液壓泵的響應(yīng)速度,加速柴油機(jī)和液壓泵轉(zhuǎn)速的快速變化,影響柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩的輸出效率和傳遞速度、液壓泵轉(zhuǎn)矩的輸入效率和傳遞速度。柴油機(jī)、液壓泵和電動(dòng)機(jī)在動(dòng)態(tài)特性方面的耦合作用,改變了混合動(dòng)力系統(tǒng)軸系的動(dòng)態(tài)特性,進(jìn)而改變了動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞效率和能量分配控制策略,導(dǎo)致工程機(jī)械混合

[1]

荷[2-7]�；旌蟿�(dòng)力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)之間經(jīng)常會(huì)因轉(zhuǎn)速不同步而產(chǎn)生順拖或倒拖,在動(dòng)力系統(tǒng)

的軸系上產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩或交變轉(zhuǎn)矩。當(dāng)作用于軸系上的沖擊轉(zhuǎn)矩過大時(shí),軸系的某一截面可能會(huì)發(fā)生強(qiáng)度失效。當(dāng)作用于軸系的交變轉(zhuǎn)矩頻率與軸系某階扭振頻率相等或相近時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧振。

與汽車平穩(wěn)的工況相比,工程機(jī)械負(fù)載變化幅度大、變化頻繁,混合動(dòng)力單元各部件狀態(tài)需要隨負(fù)載變化而快速調(diào)整、匹配負(fù)載,在混合動(dòng)力汽車中并不突出的機(jī)電耦合問題在工程機(jī)械中顯得格外重要�；旌蟿�(dòng)力系統(tǒng)較純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式不同,系統(tǒng)的激勵(lì)特性被改變,從而影響動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)特性。為了研究發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間相互耦合產(chǎn)生的振動(dòng)和不同工況下混合動(dòng)力系統(tǒng)的振動(dòng)特性,研制了混合動(dòng)力系統(tǒng)振動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)臺(tái),為系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和振動(dòng)控制提供依據(jù)。

[8-12]

1　混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

混合動(dòng)力系統(tǒng)有3種連接模式:串聯(lián)式、并聯(lián)式和混合式。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)中,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能,電能輸送到電動(dòng)機(jī),由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“八六三”計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2010AA044401);教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(212123);湖南省

(;((388號(hào))::

  本文關(guān)鍵詞：工程機(jī)械混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。