混聯(lián)式混合動(dòng)力客車綜合了串聯(lián)式與并聯(lián)式的優(yōu)勢,滿足城市公交客車頻繁啟停和大功率驅(qū)動(dòng)的需求,成為當(dāng)前城市公交客車實(shí)現(xiàn)低油耗和低排放的最佳選擇�；旌蟿�(dòng)力客車進(jìn)行模式切換時(shí),動(dòng)力傳動(dòng)部件運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生突變,混合動(dòng)力客車傳動(dòng)系統(tǒng)表現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為,影響模式切換穩(wěn)定性。因此,本文以同軸混聯(lián)式混合動(dòng)力客車純電動(dòng)模式切換至混合驅(qū)動(dòng)模式為例,探究了離合器這一關(guān)鍵執(zhí)行元件接合過程對模式切換的影響,揭示了混合動(dòng)力客車模式切換穩(wěn)定性隨關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)的變化規(guī)律,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的失穩(wěn)控制方法。主要研究內(nèi)容如下:首先,以某款同軸混聯(lián)式混合動(dòng)力客車為研究對象,分析了其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征及工作模式,明晰了混合動(dòng)力客車在不同工作模式下的能量流動(dòng)規(guī)律,并建立了用于混合動(dòng)力客車模式切換穩(wěn)定性研究的數(shù)學(xué)模型。其次,基于LuGre摩擦模型推導(dǎo)了離合器滑摩狀態(tài)下的傳遞轉(zhuǎn)矩,建立了混合動(dòng)力客車傳動(dòng)系統(tǒng)模式切換過程非線性動(dòng)力學(xué)模型。利用Routh-Hurwitz定理和分岔理論探究了離合器轉(zhuǎn)速差對混合動(dòng)力客車傳動(dòng)系統(tǒng)模式切換過程穩(wěn)定性的影響規(guī)律,確定了混合動(dòng)力客車傳動(dòng)系統(tǒng)模式切換過程的運(yùn)行穩(wěn)定域。再次,考慮離合器接觸與鎖止引發(fā)的瞬態(tài)... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同電磁參數(shù)下的幅頻響應(yīng)曲線

混聯(lián)式混合動(dòng)力客車模式切換穩(wěn)定性分析及失穩(wěn)控制4的變化會導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)逐漸產(chǎn)生簇發(fā)振蕩[23]。1.2.2混合驅(qū)動(dòng)模式穩(wěn)定性分析Zuo根據(jù)實(shí)際約束條件并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力重構(gòu)模型和電機(jī)矢量控制模型，建立了并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)仿真模型。在轉(zhuǎn)矩增強(qiáng)模式下，利用數(shù)值仿真詳細(xì)分析了傳動(dòng)系統(tǒng)軸系動(dòng)力學(xué)特性。仿真結(jié)果表明，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力變化是引起傳動(dòng)系統(tǒng)軸系振動(dòng)的主要原因，且傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振幅隨著共振頻率的增加而逐漸減小[24]。Hu考慮混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)、電磁激勵(lì)和負(fù)載激勵(lì)作用，以及激勵(lì)頻率與固有頻率之間的量級差距，建立了混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)多時(shí)間尺度下的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)數(shù)學(xué)模型，引入DeMoivre方程將傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)模型中多變量進(jìn)行統(tǒng)一處理，并應(yīng)用分岔理論研究了平衡點(diǎn)的分岔特性。研究表明，F(xiàn)old分岔可能導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)軌跡產(chǎn)生跳躍現(xiàn)象以及簇發(fā)振蕩。此外，傳動(dòng)系統(tǒng)的分岔特性可能會隨激振頻率和振幅的變化而變化，使簇發(fā)振蕩的模式更加復(fù)雜[25]。于海生建立了行星排式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算了發(fā)動(dòng)機(jī)以及電機(jī)轉(zhuǎn)矩激勵(lì)作用下的傳動(dòng)系統(tǒng)固有頻率以及強(qiáng)迫振型，并分析了混合驅(qū)動(dòng)模式下影響傳動(dòng)系統(tǒng)扭振特性的主要因素。結(jié)果表明，傳動(dòng)系統(tǒng)低頻振動(dòng)主要集中在車身及車輪上，差速器、行星輪及減速器耦合振動(dòng)以中高頻振動(dòng)為主。而軸系阻尼、剛度以及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的合理選取可以有效抑制傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，提高整車舒適性[26]�；旌向�(qū)動(dòng)模式下傳動(dòng)系統(tǒng)振型如圖1.2所示。(a)1-4階振型(b)5-8階振型圖1.2混合驅(qū)動(dòng)模式下傳動(dòng)系統(tǒng)振型Fig.1.2Modeshapesofthetransmissionsysteminhybriddrivingmode

混聯(lián)式混合動(dòng)力客車模式切換穩(wěn)定性分析及失穩(wěn)控制6Li建立了電磁轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)下串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車發(fā)電機(jī)組扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型，采用Melnikov方法研究了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及電磁轉(zhuǎn)矩的失穩(wěn)邊界。研究發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)速跟隨控制策略下，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過5730rpm時(shí)，發(fā)電機(jī)組可能會產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)角。在轉(zhuǎn)矩跟隨控制策略下，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩超過530N·m時(shí)會導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)角的大幅無規(guī)則變化[32]。不同電磁轉(zhuǎn)矩下的傳動(dòng)系統(tǒng)相軌跡和龐加萊截面如圖1.3所示。圖1.3不同電磁轉(zhuǎn)矩下的相軌跡和龐加萊截面Fig.1.3PhasetraceandPoincaresectionsfordifferentelectromagnetictorque周曉蓉利用有限單元法建立了發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)軸系非線性機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)模型，利用多尺度法研究了軸系共振條件及其耦合機(jī)理。研究結(jié)果表明，電磁參數(shù)激勵(lì)是引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)軸系非線性參激振動(dòng)的主要原因。同時(shí)在電磁參數(shù)激勵(lì)、發(fā)動(dòng)機(jī)氣體爆發(fā)壓力和往復(fù)慣性力聯(lián)合作用下傳動(dòng)系統(tǒng)將產(chǎn)生參激振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)相耦合的現(xiàn)象[33]。根據(jù)上述研究可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)者們圍繞混合動(dòng)力汽車工作模式穩(wěn)定性開展的研究工作大多數(shù)集中于某個(gè)特定的工作模式。在實(shí)際運(yùn)行過程中由于運(yùn)行工況復(fù)雜多變，混合動(dòng)力汽車工作模式需要進(jìn)行相應(yīng)切換。此時(shí)，動(dòng)力傳動(dòng)部件運(yùn)行狀態(tài)也會發(fā)生瞬時(shí)改變，混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性會發(fā)生相應(yīng)變化，影響混合動(dòng)力汽車模式切換穩(wěn)定性。因此，需要準(zhǔn)確建立反映混合動(dòng)力汽車模式切換動(dòng)力學(xué)特性的數(shù)學(xué)模型，開展混合動(dòng)力汽車模式切換穩(wěn)定性演變過程的研究工作。1.3HEV模式切換控制研究現(xiàn)狀1.3.1基于轉(zhuǎn)矩估計(jì)的模式切換控制根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)大于電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間這一特點(diǎn)，基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3548446