装载机液力变矩器闭锁技术的动力性和经济性分析

为研究液力变矩器闭锁技术对装载机动力性和燃油经济性的影响,对某型带闭锁离合器装载机的动力性和燃油经济性进行了计算,并与相同结构条件下不带闭锁离合器装载机进行了比较. 结果表明:装备闭锁离合器后,装载机的各挡位最大输出功率之和提高了31.7%,且各挡位最高车速升高,加速时间缩短,最高车速对应的等速百公里燃油消耗量降低,说明液力变矩器闭锁技术能显著地提高装载机在高速时的动力性、燃油经济性和作业效率.      

基于有限状态机的军用起动/发电一体化混合动力车辆能量管理策略研究

为了满足未来军用混合动力车辆的需求,设计了一种基于起动/发电一体化(integrated starter generator,ISG)技术的军用混合动力总成方案,制定了相应的能量管理策略。基于有限状态机(finite state machine,FSM)理论建立各个工作模式间的逻辑关系及状态转换过程,同时,对各个工作模式下车辆动力源负荷率分配进行了定量分析。以某型军用ISG混合动力车辆参数作为仿真输入条件,利用Cruise/Simulink软件仿真分析整车动力性和经济性,对制定的能量管理策略进行验证。仿真结果表明,军用ISG混合动力车辆与原型车相比动力性获得较大提升,FSM理论能够实现车辆工作模式之间的转换,动力源负荷率的合理分配优化了发动机的运行工况,使得发动机大部分工作点分布在经济工作区内,降低了油耗,所制定的能量管理策略最终达到了提高车辆的动力性、改善车辆的燃油经济性的目的。     

坡道行驶工况下CVT传动比控制

针对复杂坡道行驶工况下装有无级变速器车辆动力性和经济性现有控制策略无法实现油耗最低的问题,在分析该工况动力性和经济性的需求基础上,提出了最佳匹配线控制策略,并结合发动机台架试验,建立了Matlab/Simulink整车模型.通过大量的仿真试验确定了不同坡道工况下各种传动比所对应的燃油消耗,与动力性进行合理匹配获取最佳匹配线,确定最佳传动比的控制目标.典型工况的仿真结果表明,最佳匹配线控制能够给出传动比的精确目标控制量,实现了所要求的最佳匹配.     

基于非线性规划遗传算法的汽车动力传动系统参数优化研究

研究了兼顾动力性和燃油经济性的汽车动力传动系统优化数学模型,以改善燃油经济性和整车动力性为目标,采用非线性规划遗传算法对某款轿车的动力传动系统参数进行优化研究并进行了仿真试验验证.结果表明:优化后原地起步加速时间降低了3.96%,整车多工况百公里油耗降低了8.23%.表明运用非线性规划遗传算法进行动力传动系统参数优化是可行的.     

基于ECMS混联式混合动力客车工况识别控制策略

由于城市特殊的运行工况,单纯的基于规则控制策略很难从城市复杂的工况中获取最佳燃油经济性.以提高一款新型混联式混合动力客车燃油经济性为目的,为了更好地适应城市复杂的行驶工况,制定了一种工况自适应实时优化控制策略.根据等效燃油最小控制策略思想结合新型混联式混合动力客车的结构特点构建发动机与电池间的功率分配实时优化算法,针对城市循环工况的特点选定了4种典型的工况类型,并获得不同行驶工况和等效燃油转换系数及油耗的关系,经分析发现每一行驶工况都存在相应的等效燃油系数使得其油耗最低,因此采用LVQ神经网络模型对各工况特征参数进行学习训练以进行实时工况识别,利用工况识别的方法获取当前运行的工况类型并选择相对应的等效系数进行周期性更新以期达到最佳燃油经济性,从而实现对不同工况的适应性.仿真结果表明:其燃油经济性比单纯的能量管理优化控制策略提高了8.55%,同时电池SOC能够控制在预定的范围内运行.     

柴油机复合涡轮余热发电系统及电动热管理用电系统综合节油潜力研究

针对发电复合涡轮余热回收技术对发动机燃油经济性影响的评价及节油潜力的问题,基于自行研制的发电复合涡轮余热回收系统及电动热管理系统,在回收电能得到使用的条件下研究了影响发动机燃油经济性的关键因素及两套系统的综合节油潜力。首先,分别分析了发电复合涡轮转速和发动机入口水温对复合涡轮余热系统的发电功率和热管理电动附件耗电功率的影响,明确了产能及用能的变化规律;其次,基于实测数据分析了试验条件下柴油发动机复合涡轮余热发电与电动热管理用电的实际综合节油能力,明确了影响发动机燃油经济性的关键因素;最后,根据关键因素影响油耗的规律对两套系统的综合节油潜力进行了预测分析。结果显示:柴油发动机在1 300r/min试验转速且负荷分别为25%、50%和75%工况下,复合涡轮发电量均能满足电动热管理附件的用电需求,发动机比油耗与基础发动机相比分别降低7.2%、4%和2.6%;增压涡轮及动力涡轮的等熵效率是影响系统燃油经济性的重要因素,提升等熵效率可降低废气能量回收过程中的泵气损失;在试验转速且负荷为75%工况下,随着等熵效率的提升,比油耗可在实测综合油耗的基础上进一步降低,最大降幅为4.1%,若考虑产、用能平衡策略,则该工况下比油耗可降至180.8g/(kW·h)。所提产、用能方案及分析方法可为基于余热回收技术开展的发动机节能减排研究提供参考。     

道路摩擦阻力变化时CVT综合控制策略

文章针对道路摩擦阻力经常发生变化时,对装有无级变速器的车辆,在分析该工况对经济性和动力性需求的基础上,提出综合控制策略,并结合发动机台架试验,建立了Matlab/Simulink整车模型。典型工况仿真表明,综合控制模式在道路摩擦阻力经常变化时,比动力性模式和经济性模式都要好,而且可以同时拥有经济性和动力性的优点,从而表明了综合控制策略的可行性。     

基于AVL-BOOST的米勒循环发动机性能分析研究

传统奥托循环发动机的燃油消耗率较高,经济性较差,不能满足日益严格的油耗法规和混合动力汽车的要求,因此改善发动机燃油经济性变得日益迫切。在混合动力发动机上采用米勒循环、EGR(废气再循环)以及高压缩比等技术均有利于降低燃油消耗率。在新设计的进气凸轮工作转角下,研究了EGR率、气门正时、压缩比等主要因素对发动机进气过程、泵气损失、燃烧过程以及发动机性能的影响规律。结果表明:推迟进气门关闭时刻,有利于降低缸内燃烧压力和温度,进气门迟闭角每增大10°CA,缸内最大温度约降低120 K,但过大的气门晚关时刻会使缸内燃烧恶化,一定程度上削弱了由于泵气损失的降低对燃油经济型的改善。在2 000 r/min,外特性工况,270°CA进气凸轮工作转角下,压缩比为13时,发动机燃油消耗率达最低为253.1 g/(kW·h)。在2 000 r/min, 1.2 MPa工况,EGR率为5%时,燃油消耗率降到了235 g/(kW·h),相比原机,采用米勒循环技术后发动机经济性有较大改善。     

一种新型的增程式电动汽车驱动系统

为提高混合动力汽车的动力性和燃油经济性,简化驱动系统的结构,提出了一种新型多模式驱动的增程式电动汽车驱动系统.文中分析了该系统的各个工作模式及功率流分配;通过台架实验获得了发动机、电机、电池等的工作性能,在Matlab/Simulink环境下建立了关键动力元件(如发动机、主电机、辅助电机和蓄电池)及整车的仿真模型,并对该系统进行了动力性能和燃油经济性能仿真分析.结果表明,相对于Volt系统,文中提出的驱动系统的动力性明显改善,最高车速提高了37.5%,燃油消耗率降低了24.8%.     

基于最优换挡控制目标的仿人智能模糊控制策略

针对装载机控制系统的多输入、多输出、不确定性等复杂非线性特性,本文提出基于仿人智能模糊控制的自动换挡策略,将仿人智能控制与模糊控制相结合,以获取更好的自动换挡控制效果.首先提出最优换挡控制目标,以最佳动力换挡曲线设计规则库,通过模糊控制方法,实现最佳动力换挡的信息量输出;然后引入仿人智能控制,实现多态的仿人控制,最终达到最优换挡控制目标;最后以某企业典型的轮式装载机为目标样机,构建仿真模型并进行仿真分析,还在整机上进行性能验证,仿真结果与整机验证结果一致.实验表明仿人智能模糊控制具有比较好的控制效果,能够保证装载机工作过程的动力性,同时提高整机的作业效率.     

基于自动变速的混合动力装载机控制策略

为了提高装载机能源的利用率与变矩传动效率,通过分析某5 t装载机的工况特点,提出了基于自动变速的并联式混合动力方案;采用模糊逻辑控制策略,通过在线估计系统需求转矩与车速,以需求转矩、超级电容SOC值、车速、油门开度及液力变矩器效率作为输入,输出发动机与电动机的工作点及系统挡位.结果表明:发动机效率提高,超级电容SOC值稳定,挡位变化合理有效,混合动力比传统装载机节油约9.56%,混合动力自动变速比传统装载机节油约11.82%,改善了燃油经济性.     

基于速度预测与自适应差分进化算法的混合动力汽车能量管理策略

为提高单行星排构型的混合动力汽车（hybrid electric vehicle, HEV）的燃油经济性,降低车辆燃油消耗量,提出了一种基于门控循环单元神经网络（gated recurrent unit neural network, GRU-NN）速度预测模型与自适应差分进化（adaptive differential evolution, A-DE）算法的能量管理策略,在模型预测控制（model predictive control, MPC）框架下预测未来车辆的行车速度,将整个工况内的全局优化求解问题转化为在预测时域内的局部优化求解,以发动机燃油消耗量最低与行车过程电池荷电状态（state of charge, SOC）平衡为目标,利用A-DE算法实现预测域内的最优控制序列求解。仿真结果表明,在实车采集的道路工况下,基于GRU-NN与A-DE算法的能量管理策略相较于ECMS燃油消耗量减少了4.55%,相较于动态规划燃油经济性达到了93.04%。     

基于转速控制的柴油机动态特性建模与仿真

为了仿真柴油机动态特性,建立了基于转速控制的柴油机模型.基于台架稳态试验数据计算得到柴油机扭矩MAP图,并通过动态修正方法获得柴油机动态扭矩;划分了柴油机运行状态,采用基于油量的控制方法,分别设计了全负荷、部分负荷和限速工况下的控制策略;在Matlab/Simulink环境下建立了柴油机仿真模型,集成传动相关总成建立整车动力学模型,并进行了两种工况仿真,仿真与试验结果表明：模型设计合理,有效模拟了柴油机稳态及瞬态工况;所提出的建模方法解决了在有限试验数据下的发动机动态特性建模问题,研究结果可为快速建立柴油机动态性能预测模型提供参考.     

基于模糊在线识别的并联混合动力客车自适应控制策略

针对一款并联混合动力客车提出了一种基于模糊在线识别的自适应控制策略.基于自主研发的混合动力车数据采集监控系统构建符合本地车辆实际行驶道路特点的典型工况,设计模糊工况识别算法对车辆实际行驶的工况类型进行在线识别.根据最小等效燃油消耗控制算法和电池电量平衡控制方法,结合工况识别的结果调用相应最优控制参数,对发动机和电池的功率分配进行实时优化计算,实现对整车的控制.实验结果表明,所设计的模糊识别方法能够较好地完成行驶工况类型的识别.基于此所提出的自适应控制方法能够在满足车辆需求功率和电池SOC维持在有效工作区间内的前提下完成发动机和电池的最优功率分配,显著提高整车的燃油经济性.      

串联电传动履带推土机功率跟随控制策略研究

分析了发动机与发电机组及超级电容工作特性,建立了串联式电传动履带推土机发动机-发电机组和超级电容的数学模型,提出了一种基于最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略. 通过发动机及发电机的台架试验数据建立系统各部件的仿真模型,对提出的控制策略进行仿真验证,并分析了燃油经济性. 结果表明,在设定的推土机作业工况下,与传统机械结构的原型机相比,采用最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略节油率达22.3%.      

融合驾驶风格识别的插电式混合动力汽车自适应控制策略

考虑到驾驶风格对燃油经济性的影响较大,提出了一种融合驾驶风格识别的自适应控制策略,用于插电式混合动力汽车发动机和电机之间的实时扭矩分配。 构建出两种驾驶风格识别模型,在获得驾驶风格识别模型后,考虑到对各种驾驶风格的适应性,融合识别的驾驶风格类别,提出了一种与基于自适应等效因子算法的 PI 模糊更新规则相结合的等效消耗最小化策略 (ECMS)。根据最小等效燃油消耗控制算法和电池电量平衡控制方法,结合驾驶风格识别的结果调用相应最优控制参数,对发动机和电池的功率分配进行实时优化计算,实现对整车的控制。将一段工况使用所指定的能量管理策略,仿真结果表明,融合驾驶风格识别的策略在燃油经济性最高提升了10.5%,汽车的HC,CO,NOx总排放最高降低了11%,,发动机,电机工作点更好的运行在最佳区域中。     

液压混合动力挖掘机回转装置控制方式的研究

为了降低挖掘机的燃油消耗,提高整机作业效率,提出了一种基于液压混合动力技术的挖掘机动力系统节能方案.该方案采用液压泵/马达独立驱动回转装置,可保证发动机工作于最佳燃油工作区,同时结合挖掘机回转装置的作业工况,通过分析液压混合动力系统的特点,对回转装置的控制方式进行了设计.针对回转系统参数的不确定性,设计了智能比例-积分-微分(PID)的分段变结构控制器,并通过仿真和模拟试验平台验证了控制器的有效性和适用性.研究结果表明,智能PID转矩控制方式更适合于回转装置的作业要求,相对于转速控制方式,系统响应速度快,回转装置运动控制平稳,能量回收率高,达到了理想的控制效果.     

Operation control strategy of series-parallel hydraulic hybrid vehicle

A series-parallel hydraulic hybrid system applied to public buses is put torwaro, ano parameters of key components are analyzed and determined. Energy management strategy based on logic thresh- old is designed which is aimed at efficient operation of the overall system considering the operational characteristic of the components and taking the curves of engine, hydraulic pump/motor and hydrau- lic pump as the main design basis; regenerative control strategy which makes regenerative brake sys- tem and frictional brake system work harmoniously is designed to raise recovery rate of regenerative brake energy. System dynamic modeling and simulation results show that the energy control strategy designed here is able to adapt system to changes of working condition and switch the operating mode reasonably. The regenerative braking control strategy is effective in raising the utilization of energy and improving fuel economy.     

混合动力挖掘机综合效率优化管理策略

为克服片面优化发动机工作点的缺点,建立了并联式混合动力液压挖掘机系统综合效率数学模型,在此基础上结合挖掘机实际工况及蓄电池的使用特性,提出了动态管理混合动力挖掘机工作状态间转换的充放电优化管理策略及分段变电流的充放电控制策略. 仿真研究结果表明,蓄电池能迅速调整在高效区范围内工作,且采用该控制策略与采用综合效率最大策略相比整机油耗几乎相同,从而验证了该策略的有效性.      

HCCI／SI复合模式汽油机闭环控制策略的整车驾驶循环评估

HCCI燃烧应用于实际车辆,面临燃烧闭环控制、动态过程控制及HCCI／SI模式过渡控制等难点问题．本文针对这些问题展开研究,基于GT—power软件建立了四缸HCCI／SI复合模式汽油机模型及轿车动力学模型,采用Simulink软件建立了HCCI／SI复合模式汽油机分层闭环控制器．通过典型驾驶过程以及NEDC循环的仿真,对HCCI／SI发动机闭环控制器的动态控制能力和模式切换控制能力进行了研究,详细考察了HCCUSI复合模式汽油机轿车的燃油经济性的改善效果．仿真结果表明,HCCI／SI复合模式汽油机及其控制器可以实现驾驶过程中HCCI与SI模式的比较平滑的过渡,满足车辆行驶的动力需求,并显示出良好的经济性,在整个NEDC循环中比原机节油12．2％．