再生制動系統(tǒng)液壓伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計

1、再生制動系統(tǒng)液壓伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計強(qiáng)調(diào):1.一個創(chuàng)新的車載液壓系統(tǒng)由物了。2.一個完整的模型所提出的系統(tǒng)。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。摘要多傳統(tǒng)的卡車和工作機(jī)都配備了額外的液壓工具或操縱系統(tǒng)，通常是通過機(jī)械連接與內(nèi)燃機(jī)，涉及效率差。特別是，這是一個共同的情況下，工業(yè)車輛的任務(wù)配置文件涉及的能源消耗有關(guān)的車載液壓系統(tǒng)，這是一個真正需要的只有牽引的目的。在這項工作中，它提出了一種創(chuàng)新的解決方案的基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)的目的是恢復(fù)制動能量，以養(yǎng)活一個高效的車載液壓驅(qū)動系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用一個實(shí)際的應(yīng)用中，五十鈴卡車配備了垃圾收集的液壓工具。系統(tǒng)的原型設(shè)計，組裝和測試，顯示了相關(guān)的系統(tǒng)效率的提高和所提出的方法的

2、可行性。在該文獻(xiàn)中提出的解決方案，顯示的仿真模型和初步驗(yàn)證結(jié)果，包括組裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行測試。許關(guān)鍵詞·KERS；·高效泵控制；·液壓系統(tǒng)；·機(jī)電一體化介紹1.1。課題研究許多類型的工業(yè)車輛通常是設(shè)計和組裝的定制版本的商用卡車配備電液工具或操作系統(tǒng)專門執(zhí)行具體的操作所需的應(yīng)用程序。典型應(yīng)用涉及到用于城市中心的維修和服務(wù)的車輛，如垃圾收集和其他維護(hù)服務(wù)，如圖1所示。車輛改裝五十鈴，通過克里斯蒂娜·普萊托公司改性。目前，這些車輛大多是傳統(tǒng)的卡車與內(nèi)燃機(jī)，也可以用來提供所需的機(jī)械動力板的電液加工和驅(qū)動系統(tǒng)。特別是用于城市維修服務(wù)的車輛，車載液壓系統(tǒng)所需的

3、能量總量通常與牽引所需的能量有關(guān)，主要有兩個原因：1.整車行駛距離和平均車速都比較低。2.電液裝置所需的功率是相關(guān)的，而這種功率的產(chǎn)生和傳遞的內(nèi)燃機(jī)的方式涉及相當(dāng)大的損失。工作的目的是調(diào)查的解決方案能大幅提高效率和性能的車輛包括上電液伺服系統(tǒng)提出的解決方案，可以很容易地通過，不僅新的車輛，也為大型艦隊常規(guī)的改造目前持有的公共管理部門。出于這些原因，建議的系統(tǒng)的安裝必須盡可能多，簡單，也適用于不同型號的卡車。典型任務(wù)剖面，圖3可見，在連續(xù)兩站之間的平均距離城市電路有關(guān)，那里的垃圾箱都被收集，是幾百米，最大速度通常不超過50 公里/小時為了尊重城市的車速限制。每到一站，需要執(zhí)行所需操作的

4、典型時間通常是由40 和幾分鐘之間。n常規(guī)車輛電液裝置是由卡車的內(nèi)燃機(jī)供給的，因此在停止燃油消耗和污染的過程中不能關(guān)閉。特別是，在一個約10 H 100 站平均持續(xù)時間約80 的執(zhí)行任務(wù)。所以本系統(tǒng)的介紹應(yīng)保證電機(jī)可以關(guān)閉至少2 H，和20 民代表至少在整個任務(wù)期間，2022%。此外，它應(yīng)該被認(rèn)為是在城市中心的垃圾收集經(jīng)常在夜間進(jìn)行，因此顯著減少的聲發(fā)射由于關(guān)閉的內(nèi)燃機(jī)是非?？扇〉摹Ｔ谝獯罄?，這些數(shù)據(jù)是通過與車載GPS定位系統(tǒng)的卡車在里窩那鎮(zhèn)執(zhí)行垃圾收集的典型行為監(jiān)測。考慮到過度引用的任務(wù)的情況下，作者提出了饋電的汽車廠通過存儲在電池

5、中的電能，這是連續(xù)充電利用能量回收在制動機(jī)動根據(jù)計劃圖2。建議操作原理一輛車在意大利執(zhí)行垃圾收集的典型速度任務(wù)剖面由于負(fù)擔(dān)和成本的限制，這是最基本的成本最小化的能量存儲系統(tǒng)，所采用的電機(jī)和變流器和上漿。作為一個結(jié)果，一個非次要任務(wù)的活動也是一個關(guān)鍵的設(shè)計和仿真，為液壓廠為了最大限度地提高效率相對于當(dāng)前解與低廉的成本和干預(yù)方面的設(shè)計傳統(tǒng)的植物，必須修改和“改造”1.2 目前技術(shù)水平。對于關(guān)注的最先進(jìn)的國家有一個廣泛的文獻(xiàn)，通過電動或混合動力系統(tǒng)能夠恢復(fù)動能在制動階段。特別是混合和地面車輛的設(shè)計，這件事是如此廣泛的討論，作者應(yīng)該只引用一些評論文章作為一個Hannan 或米爾洛，可以大致總結(jié)出可能的

6、解決方案。也有一些以前的經(jīng)驗(yàn)在全電動汽車發(fā)展的四輪驅(qū)動電機(jī)一般多在制動應(yīng)用于鐵路系統(tǒng)能量回收?？搓P(guān)于電池像Onori 的人的壽命預(yù)測的作品，值得注意的是，為了提高壽命和可靠性的蓄能器，這是非常重要的降低幅稱為泵控制，因?yàn)楫a(chǎn)生的油流的值被調(diào)節(jié)作用于泵的轉(zhuǎn)速（固定排量泵）或修改泵排量（變量泵）。特別是對這度充放電的電流循環(huán)，熱負(fù)荷和深度放電。特別是作者把注意力集中在工程的鋰離子和鋰聚合物電池，這是目前最常用的用于這些車輛應(yīng)用的壽命估計。也是由于這個原因，作者發(fā)現(xiàn)有趣的貢獻(xiàn)，許多作品中引用有關(guān)估計的健康狀態(tài)的電池使用不同的技術(shù)，從阻抗測量智能電流/功率測量.作為一個結(jié)果，作者把注意力集中在優(yōu)化的功率

7、消耗的車載伺服液壓系統(tǒng)，這是許多最近的出版物的對象。特別是在回顧關(guān)于這個話題，作者發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)的液壓伺服系統(tǒng)效率一般的評論主要集中在執(zhí)行所謂的“泵控制”的各種方式：速度驅(qū)動器只產(chǎn)生油流的運(yùn)動進(jìn)行到底需要控制，盡可能最小化疊層和分散流一樣。這種調(diào)節(jié)通常被件事的好的和最近的評論是由鐘一泉 11 和阿離 12 的作品為特別是，各種現(xiàn)有的伺服液壓機(jī)泵控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換仍然是最近的研究問題。一個最調(diào)查的情況下，液壓泵的應(yīng)用是由混合液挖掘機(jī) 13 的研究表示， 14 和 15 代表。一個擴(kuò)展方法的普遍問題，將重型車輛混合的“系列”或“并行”的解決方案與泵控制裝置進(jìn)行了研究工作中,然而，在圖4的方案可見，提出的在

8、Ponomarev工作的通用解決方案，包括使用至少N + 1電動驅(qū)動器（包括機(jī)器和轉(zhuǎn)換器）N是自由度控制的機(jī)電作動器的數(shù)量：特別是專用機(jī)床是用來從內(nèi)燃機(jī)和每個自由度所產(chǎn)生的機(jī)械能產(chǎn)生電能（能量轉(zhuǎn)換）是由一個專門的電動執(zhí)行器獨(dú)立控制（執(zhí)行泵控制）。更普遍的是，盡管電氣系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，仍然有廣泛的關(guān)注，即使在牽引的目的，在最近的工作施，仍然專注于液壓氣動系統(tǒng)的發(fā)展，車輛流體伺服系統(tǒng)的優(yōu)化。采用電動泵控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的并聯(lián)（A）和串聯(lián)（B）混合動力汽車常用方案。在文學(xué)的另一大趨勢，這項工作應(yīng)該重新連接是由混合動力系統(tǒng)中，由一個液壓裝置所消耗的能量是由一個源，可再生能源提供的調(diào)查表

9、示：為例在Campana工作 18 ，被認(rèn)為是可再生能源抽水站為農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。尊重目前的狀態(tài)的藝術(shù)，作者能夠優(yōu)化成本，不僅最大限度地減少存儲系統(tǒng)的大小，但也雇用電機(jī)和驅(qū)動器的數(shù)量減少到一個更好地描述在下一屆的工作。1.3提出的解決方案工業(yè)卡車采用垃圾收集伺服液壓系統(tǒng)升降操縱箱只使用車輛停止時。結(jié)果相同的電機(jī)都可以使用再生能源在制動階段和工廠的工作期的固定排量泵的旋轉(zhuǎn)控制，由此產(chǎn)生的方案提出的解決方案是在圖6圖5可見：由一四象限運(yùn)行的驅(qū)動控制的永磁電機(jī)通過皮帶傳輸系統(tǒng)連接到車輛的軸。傳動滑輪和PM機(jī)之間的連接是使用離合器，當(dāng)車輛移動，以執(zhí)行再生制動。此外，滑輪應(yīng)脫開汽車速度超過已知限度的電機(jī)，提

10、高其可靠性和使用壽命。簡化方案的建議的解決方案。進(jìn)一步的細(xì)節(jié)of the機(jī)械之間的聯(lián)系和PM機(jī)器負(fù)荷。永磁電機(jī)還連接到一個泵的液壓裝置，通過飛輪輪轂。以這種方式，PM機(jī)是能夠傳輸扭矩泵只為一個已知的方向感時，液壓裝置被激活。PM機(jī)器和負(fù)載之間的機(jī)械連接方案也可以在圖6中看到。當(dāng)液壓裝置被激活時，永磁電機(jī)的速度控制。固定排量泵的參數(shù)是已知的，因此，通過調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速并根據(jù)（1）進(jìn)行計算可以很容易地控制輸送到工廠的油流：方程（1）Q = CCVpumpq = CCV特別是在（1）已采用以下符號：Q是交付流。CC是已知的位移泵。V是泵的容積效率提出的解決方案應(yīng)被視為一種最佳的改裝套件，可以廣泛應(yīng)用

11、于人口現(xiàn)有卡車與傳統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)，從圖6中可見，運(yùn)動傳遞給PM機(jī)用傳動帶，應(yīng)該很容易地適應(yīng)不同的車輛配置允許粗糙的安裝公差。由于PM電機(jī)既用于再生制動和飼料液壓廠，該組件的大小是相互影響的系統(tǒng)（動能回收系統(tǒng)和液壓廠）的設(shè)計涉及兩個不同的功能。因此，設(shè)計KERS（動能回收系統(tǒng)）和液壓廠應(yīng)該得天獨(dú)厚的采用模型能夠重現(xiàn)這兩系統(tǒng)之間明顯的弱耦合如圖7可見，該系統(tǒng)應(yīng)易于安裝很少的修改也對混合動力或純電動汽車上拆卸電機(jī)的機(jī)械連接（帶輪傳動）和自由輪轂，是不是更需要從永磁電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)感覺都是一樣的。電機(jī)驅(qū)動直接由車輛蓄電池或間接供給，使用額外的DC-DC轉(zhuǎn)換器和專用蓄電池。 液壓裝置與混合動力汽車或電動汽車的

12、直接連接。在這種情況下，建議的方案應(yīng)該非常類似于圖4的兩種解決方案之一，這取決于車輛廠的系統(tǒng)接口。特別是，有沒有必要實(shí)施定制的KERS（動能回收系統(tǒng)）供給制度自混合/電動汽車廠是利用現(xiàn)有的功能。因此，建議的解決方案的新穎性，應(yīng)總結(jié)在以下三點(diǎn)：1.一種創(chuàng)新的機(jī)電布局，即只用一臺電機(jī)就能完成兩個不同的任務(wù)：2.作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。這樣，電機(jī)是用來恢復(fù)制動階段和存儲在動力汽車能量電化學(xué)存儲系統(tǒng)的一部分，從而實(shí)現(xiàn)一個動能回收系統(tǒng)（KERS）。3.作為速度控制電動機(jī)工作。同樣的電機(jī)可以用來供給一個能夠控制液壓裝置的泵,所提出的解決方案的主要優(yōu)點(diǎn)是由簡單表示，因?yàn)樯婕暗慕M件的大小，成本和數(shù)量最小化的文獻(xiàn)中提出

13、的更一般的解決方案（一個電機(jī)，只有一個驅(qū)動離合器）。在這種方式中，它是可以大大簡化系統(tǒng)分解的任務(wù)剖面在不同的階段，其中的組件和子系統(tǒng)之間的功率流是已知的。創(chuàng)新方面的應(yīng)用領(lǐng)域和系統(tǒng)設(shè)計：基本組件和所采用的解決方案是符合當(dāng)前的藝術(shù)狀態(tài)。是什么使不同的建議的研究方面的藝術(shù)是應(yīng)用程序，和成本有效的方式，已通過。簡單的解決方案，適用于傳統(tǒng)的工業(yè)卡車配備液壓伺服系統(tǒng)，應(yīng)采用成本效益的改善，在效率方面，聲發(fā)射，整體可用性和維護(hù)22 所提出的測試用例該系統(tǒng)安裝于五十鈴P3 75 3卡車底盤，其主要特點(diǎn)是在表1中的描述。表1 如圖8可見，該測試用例的機(jī)箱有一個很常見的布局，往往是在許多商用車通過，這個布局的累贅

14、和提出的解決方案通常定位于范圍廣泛的不同的卡車使很容易，建議的解決方案的實(shí)施。近似的阻礙所提出的解決方案在五十鈴P3 75卡車。如圖10圖9可見，為了進(jìn)行升力和操縱箱，該車配備不同的鉸接系統(tǒng)能夠通過10個液壓執(zhí)行器的控制執(zhí)行六種不同的運(yùn)動：運(yùn)動1：缸夾垃圾桶直到結(jié)束；議案2：初步解除；3：垃圾箱升降運(yùn)動；運(yùn)動4：垃圾傾倒；議案5：重復(fù)步驟（1，2，3，4）落后；運(yùn)動6：底盤進(jìn)度；動作7：鏟子關(guān)閉；運(yùn)動8：返回底盤； 執(zhí)行動作列表。提升和排空的收集箱。最后，當(dāng)收集池已滿時，定期將其抬起，以便傾倒收集的垃圾，在圖10中執(zhí)行移動描述。在傳統(tǒng)的設(shè)備，通常安裝在這類車輛、垃圾站的操作序列中的每個動作每個

15、對應(yīng)一個單自由度是由一個或多個并聯(lián)驅(qū)動分解：單獨(dú)控制每個運(yùn)動只是個液壓執(zhí)行器已經(jīng)厭倦，而另由不可壓縮的壓油端運(yùn)行和/或阻塞。這樣，旅行速度每一個線性驅(qū)動器是通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣岐關(guān)系相應(yīng)的控制方程（2） vi=QiAi在（2）符號AI是通過識別的第i個驅(qū)動器對應(yīng)的等效面積。在大多數(shù)送到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量齊常規(guī)植物調(diào)節(jié)是根據(jù)圖11的簡化方案：固定排量泵直接連接到發(fā)動機(jī)以恒定的轉(zhuǎn)速，可以方便地調(diào)節(jié)考慮電機(jī)和其相對大的轉(zhuǎn)矩能力相對于連接負(fù)載的泵為代表的等效轉(zhuǎn)動慣量。作為一個結(jié)果交流Q幾乎是不變的，它是由一個流量控制閥，以直接再循環(huán)流量QR的一部分提供的齊所需的價值負(fù)荷控制通過調(diào)節(jié)（3）。方程（3）油循環(huán)到坦克

16、介紹了液壓功率WD的損失是成正比的再循環(huán)流QR根據(jù)（4）：Wd=QrPt在（4）符號P表示泵的液壓壓頭（忽略小的或空的油箱增壓值）和T表示泵的總效率?？紤]到雙缸/效應(yīng)缸也應(yīng)安裝流量控制/安全裝置來控制負(fù)載的速度特別是在制動/減速階段或在返回運(yùn)行，因?yàn)樵谶@種情況下，負(fù)載的感覺應(yīng)該倒置。該方案涉及小的額外損失是可以容忍的原因主要有兩個：瞬變通常都很順利和返回階段，垃圾桶通常是空的，在負(fù)荷較小，幾乎所有已知的 這種簡化的方案是在傳統(tǒng)的解決方案中最常用的之一，以優(yōu)化成本，可靠性和魯棒性的控制回路。 然而，在該應(yīng)用的采油廠效率的增加將導(dǎo)致一個顯著的成本帶來益處的能量存儲系統(tǒng)的尺寸的減少，負(fù)擔(dān)和可靠性（少

17、裝電池應(yīng)該受到較低的老化的影響）。 為此，作者提出了在圖12的簡化方案為代表的解決方案：在固定排量泵的速度是通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，不需要循環(huán)罐的流量QR被氣直逼Q.這樣的植物總是等于原來的和改性主要影響只有兩部分組件直接調(diào)控：流量控制閥，用于再循環(huán)流量QR該泵的固定位移應(yīng)進(jìn)行修改，以優(yōu)化連接的PM機(jī)（或減速齒輪馬達(dá)和泵之間的大?。?。 簡化方案，操作的原則，建議的解決方案方面的控制，一個單一的自由度。 進(jìn)一步節(jié)約能源，應(yīng)通過采用液壓方案，允許再生的水力功率，如考慮 15 和 19 。 對于建議的應(yīng)用程序，作者避免了這種解決方案，主要有以下原因：由液壓裝置需要超過一半的電力是由于不可逆操作，功率消耗

18、或是幾乎不可能恢復(fù)為例，一些機(jī)構(gòu)致力于壓縮/壓縮垃圾裝上卡車，其他執(zhí)行器執(zhí)行夾緊操作，能不能恢復(fù)； 轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步降低應(yīng)回收的能量百分比； 最后，為了充分利用水力再生的權(quán)力，一些進(jìn)一步的修改，必須引入，因此必須進(jìn)一步評估的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?？紤]到成本和可靠性規(guī)格。 作為一個結(jié)果，筆者認(rèn)為，這種解決方案的應(yīng)用應(yīng)被視為進(jìn)一步優(yōu)化的系統(tǒng)，應(yīng)該可能是未來工作的對象。結(jié)論 伺服液壓系統(tǒng)由一物一個創(chuàng)新的布局工作特別是作者把注意力集中在一個共同的應(yīng)用程序，如垃圾收集證明基準(zhǔn)車輛的可行性建議的解決方案。由于本研究活動，結(jié)果克里斯蒂娜·普萊托組，支持這一工作的工業(yè)合作伙伴，已經(jīng)開始在一個車隊收集垃圾的工業(yè)卡車所建議的解決方案的安裝，所以作者相信，在接下來的幾個月，進(jìn)一步的結(jié)果和反饋，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，建議的解決方案應(yīng)擴(kuò)展到許多不同的應(yīng)用程序與以下規(guī)格： 任務(wù)剖面包括頻繁的加速和減速（需要利用物）。 車載伺服液壓系統(tǒng)，必須經(jīng)常激活使用的能量，可以回收與再生制動的車輛的數(shù)量。 特別是，一些可能的擴(kuò)展建議的解決方案，以下應(yīng)用程序應(yīng)考慮：1.利用液壓伺服系統(tǒng)執(zhí)行采集和操縱任務(wù)的車輛； Vehicles equipped with hydraulics servo-systems used for inspection or maintenance;2.配備液壓伺服系統(tǒng)用于檢查