隨著能源需求快速增長與石油資源日漸匱乏矛盾的加劇,節(jié)能減排越來越受到全世界的關(guān)注�；旌蟿恿夹g(shù)是目前實(shí)現(xiàn)車輛節(jié)能減排的有效措施之一,已在汽車領(lǐng)域有成功應(yīng)用范例,并逐步擴(kuò)展到工程機(jī)械。輪式裝載機(jī)作為工程機(jī)械的一種主要產(chǎn)品,具有周期性作業(yè)、頻繁起停、消耗大、排放差等特點(diǎn)。目前,輪式裝載機(jī)的發(fā)動機(jī)節(jié)油技術(shù)及整機(jī)匹配技術(shù)研究已很深入,卻很難大幅度地提高整機(jī)的節(jié)能效果。液壓混合動力技術(shù)利用液壓蓄能器將輪式裝載機(jī)的制動能、下坡慣性能及發(fā)動機(jī)的多余能量進(jìn)行回收和存儲,并在起動、加速和鏟掘的過程中提供輔助動力,保證發(fā)動機(jī)工作于高效燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)。相對于電動混合動力技術(shù),液壓混合動力瞬間處理大功率的能量釋放和存儲能力強(qiáng),更能適應(yīng)于頻繁起停和負(fù)載多變的作業(yè)工況要求,是一種低成本、高功率比、可靠的技術(shù)。本文將并聯(lián)液壓混合動力技術(shù)應(yīng)用于輪式裝載機(jī)傳動系統(tǒng)中,以實(shí)現(xiàn)制動動能及勢能的回收和再利用,最終實(shí)現(xiàn)輪式轉(zhuǎn)載機(jī)節(jié)能減排的目的。本文對裝載機(jī)并聯(lián)液壓混合動力技術(shù)進(jìn)行了全面深入的研究,主要工作內(nèi)容如下:（1）綜述和分析了國內(nèi)外液壓混合動力技術(shù)的研究現(xiàn)狀與趨勢,闡述了二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方式及技術(shù)特... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

沃爾沃混合動力裝載機(jī)

汽、奇瑞和長安等汽車公司也相繼開發(fā)混合動力汽車，取得了較好的節(jié)能效果[18]�；旌蟿恿夹g(shù)在汽車領(lǐng)域的成功應(yīng)用為裝載機(jī)的節(jié)能減排提供了有益的借鑒。近年來，融合了發(fā)動機(jī)和電動機(jī)技術(shù)的混合動力技術(shù)受到國內(nèi)外裝載機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的高度重視。為了提高下一代產(chǎn)品的競爭力和市場占有率，世界各大工程機(jī)械制造商[19]，陸續(xù)開展了混合動力系統(tǒng)在裝載機(jī)上應(yīng)用的研究工作。2003 年，日立建機(jī)生產(chǎn)出了世界上第一臺電動混合動力驅(qū)動的輪式裝載機(jī)，這是混合動力系統(tǒng)在工程機(jī)械上的首次應(yīng)用，但該機(jī)型相關(guān)的技術(shù)資料較少，也沒有真正投入批量生產(chǎn)。2008 年，沃爾沃研制出 L220F 型混合動力輪式裝載機(jī)，見圖 1-1。沃爾沃 L220FHybrid 在原有機(jī)型 L220F 的基礎(chǔ)上增加混合動力系統(tǒng)，形成了前傳動裝置單軸轉(zhuǎn)矩組合的并聯(lián)式混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)，又稱“輕度混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)”。與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型相比，L220F Hybrid 可以節(jié)約 10%的燃料。2010 年柳工推出了 CLG862-HYBRID 電動混合動力裝載機(jī)，見圖 1-2，這是中國首臺混合動力裝載機(jī)，其利用柴油機(jī)和先進(jìn)的超級電容 ISG 電機(jī)共同為裝載機(jī)提供動力�？蓪�(shí)現(xiàn)高低負(fù)荷工況下的扭矩合成及平均化，在相同工況下，可以省油至少 10.5%。

1.3.3 液壓混合動力技術(shù)優(yōu)勢液壓混合動力技術(shù)主要利用液壓泵/馬達(dá)元件可在四象限工作的優(yōu)勢，回收裝載機(jī)浪費(fèi)掉的制動動能和重物勢能，并將之存儲于高壓液壓蓄能器，以在起動和加速時(shí)提供輔助能量，從而減小發(fā)動機(jī)的裝機(jī)功率，降低油耗及有害氣體的排放。除此之外，液壓混合動力技術(shù)還具有能防止發(fā)動機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，易于實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速及正反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，使其在工程機(jī)械、公交車和軍用車輛的驅(qū)動系統(tǒng)中凸顯應(yīng)用性。相對于電動儲能裝置，液壓蓄能器具有功率密度高、循環(huán)效率高以及全充和全放能力強(qiáng)的特點(diǎn)的優(yōu)勢[20-24]。目前，液壓混合動力車輛上主要采用皮囊式液壓蓄能器，利用氣體的可壓縮性對受壓液體的能量進(jìn)行儲存和釋放。這種液壓蓄能器具有頻率響應(yīng)高氣體易隔離密封、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但在氣體壓縮的過程中，液壓蓄能器與外界存在著熱損失，導(dǎo)致能量存儲效率的降低。美國 EPA 研究表明，將開孔型泡沫充入液壓蓄能器的惰性氣體部分，可有效提高蓄能器的循環(huán)效率，并達(dá)到 98.2%[25]，質(zhì)量只有傳統(tǒng)液壓蓄能器的 1/10。液壓蓄能器作為儲能元件與其它形式的儲能元件相比主要具有以下優(yōu)勢：（1）功率密度大，制動能回收率高


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