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原文传递公交车制动能量液压回收系统的研究

论文题名：	公交车制动能量液压回收系统的研究
关键词：	公共汽车;制动能量;回收效率;液压回收系统;车辆仿真模型
摘要：	公交车作为城市的主要交通工具，由于其工作需求的特殊性，在行驶过程中需要频繁的制（起）动，而在制动过程中存在着巨大的能量浪费（制动器上通过热量散失掉的能量），如果能够把这部分浪费的能量回收回来，在公交车起动（加速）时加以释放利用，这样一方面减少了整车燃油的消耗，同时使发动机能够更长时间地工作在燃油经济区，从而提高燃油经济性，另一方面减少了车辆制动器参与制动的时间或次数，从而使其寿命得到了延长。　　现有公交车制动能量液压回收系统研究主要存在着三个方面的问题:1研究中多采用定量式液压泵/马达，但定量泵/马达输出的转矩会随着蓄能器压力的变化而变化，一方面缩短了回收系统参与制动的时间，减小了分配力矩的大小，另一方面也会导致制动不稳定；2系统关键元件的参数计算方法不明确，通常是通过估值进行分析;3研究中对车辆实际行驶工况对回收系统参数的影响考虑不足。针对上述问题，本文以成都市公交车实际运行工况的调查为基础，以成都市常用12米长后置发动机式公共汽车为研究对象，对制动能量液压再生系统进行了设计和研究，研究内容如下: 　　 (1)通过对回收系统与公交车原有传动系统的布置形式、接入方式、连接位置的比较选择提出了系统的结构方案，并结合公交车的运行特征，基于对系统工作过程的分析，设计了适合的控制策略。　　 (2)对成都市公交车行驶状况进行了初步调查，通过对调查数据的分析处理获得了公交车的行驶特征，并合成出了与国标四工况相对应的公交车行驶循环工况。　　 (3)对制动过程中公交车的受力情况和可回收能量进行了计算分析，并结合公交车的行驶特征，对系统的关键元件（参数）泵/马达、蓄能器、接入传动比进行了理论计算和选型。　　 (4)在仿真软件AMESim中建立了相应的带制动能量液压回收系统的车辆仿真模型，对制动过程中能量消耗因素，影响系统性能的主要因素，合成工况下系统的节能性能进行了仿真研究。　　 (5)通过对公交车负载和运行速度进行适当的简化缩小，设计搭建了一套采用飞轮模拟负载的制动能量回收实验平台，对影响系统性能的蓄能器容积和泵排量等因素进行了实验研究。　　研究结果表明:①成都市的公交车行驶工况跟国标四工况循环工况存在较大差异，因此基于调查工况的系统设计机理是正确可信的;②采用变量泵/马达的系统较采用定量泵/马达的系统节能效率高，下坡工况下，坡度越大，回收的能量越多，在上坡工况下，系统能够满足匀速行驶的要求;③在单次制动工况下，蓄能器的初始压力、容积，存在最优值，通过仿真发现当蓄能器初始压力、容积分别取14.5Mpa和58L时可以获得最大节能效率;④循环工况下系统的节能效率可以达到38.81％;⑤实验发现单次制动中蓄能器的容积对系统回收效率影响较小，变量泵的排量影响很大。
作者：	周润生
专业：	机械电子工程
导师：	于兰英
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文