再生制动系统液压伺服驱动系统的设计

1、再生制动系统液压伺服驱动系统的设计强调:1.一个创新的车载液压系统由物了。2.一个完整的模型所提出的系统。3.实验数据模型进行了验证。摘要多传统的卡车和工作机都配备了额外的液压工具或操纵系统，通常是通过机械连接与内燃机，涉及效率差。特别是，这是一个共同的情况下，工业车辆的任务配置文件涉及的能源消耗有关的车载液压系统，这是一个真正需要的只有牵引的目的。在这项工作中，它提出了一种创新的解决方案的基础上，通过系统的目的是恢复制动能量，以养活一个高效的车载液压驱动系统。该系统采用一个实际的应用中，五十铃卡车配备了垃圾收集的液压工具。系统的原型设计，组装和测试，显示了相关的系统效率的提高和所提出的方法的

2、可行性。在该文献中提出的解决方案，显示的仿真模型和初步验证结果，包括组装实验设备进行测试。许关键词·KERS；·高效泵控制；·液压系统；·机电一体化介绍1.1。课题研究许多类型的工业车辆通常是设计和组装的定制版本的商用卡车配备电液工具或操作系统专门执行具体的操作所需的应用程序。典型应用涉及到用于城市中心的维修和服务的车辆，如垃圾收集和其他维护服务，如图1所示。车辆改装五十铃，通过克里斯蒂娜·普莱托公司改性。目前，这些车辆大多是传统的卡车与内燃机，也可以用来提供所需的机械动力板的电液加工和驱动系统。特别是用于城市维修服务的车辆，车载液压系统所需的

3、能量总量通常与牵引所需的能量有关，主要有两个原因：1.整车行驶距离和平均车速都比较低。2.电液装置所需的功率是相关的，而这种功率的产生和传递的内燃机的方式涉及相当大的损失。工作的目的是调查的解决方案能大幅提高效率和性能的车辆包括上电液伺服系统提出的解决方案，可以很容易地通过，不仅新的车辆，也为大型舰队常规的改造目前持有的公共管理部门。出于这些原因，建议的系统的安装必须尽可能多，简单，也适用于不同型号的卡车。典型任务剖面，图3可见，在连续两站之间的平均距离城市电路有关，那里的垃圾箱都被收集，是几百米，最大速度通常不超过50 公里/小时为了尊重城市的车速限制。每到一站，需要执行所需操作的

4、典型时间通常是由40 和几分钟之间。n常规车辆电液装置是由卡车的内燃机供给的，因此在停止燃油消耗和污染的过程中不能关闭。特别是，在一个约10 H 100 站平均持续时间约80 的执行任务。所以本系统的介绍应保证电机可以关闭至少2 H，和20 民代表至少在整个任务期间，2022%。此外，它应该被认为是在城市中心的垃圾收集经常在夜间进行，因此显着减少的声发射由于关闭的内燃机是非常可取的。在意大利，这些数据是通过与车载GPS定位系统的卡车在里窝那镇执行垃圾收集的典型行为监测。考虑到过度引用的任务的情况下，作者提出了馈电的汽车厂通过存储在电池

5、中的电能，这是连续充电利用能量回收在制动机动根据计划图2。建议操作原理一辆车在意大利执行垃圾收集的典型速度任务剖面由于负担和成本的限制，这是最基本的成本最小化的能量存储系统，所采用的电机和变流器和上浆。作为一个结果，一个非次要任务的活动也是一个关键的设计和仿真，为液压厂为了最大限度地提高效率相对于当前解与低廉的成本和干预方面的设计传统的植物，必须修改和“改造”1.2 目前技术水平。对于关注的最先进的国家有一个广泛的文献，通过电动或混合动力系统能够恢复动能在制动阶段。特别是混合和地面车辆的设计，这件事是如此广泛的讨论，作者应该只引用一些评论文章作为一个Hannan 或米尔洛，可以大致总结出可能的

6、解决方案。也有一些以前的经验在全电动汽车发展的四轮驱动电机一般多在制动应用于铁路系统能量回收。看关于电池像Onori 的人的寿命预测的作品，值得注意的是，为了提高寿命和可靠性的蓄能器，这是非常重要的降低幅称为泵控制，因为产生的油流的值被调节作用于泵的转速（固定排量泵）或修改泵排量（变量泵）。特别是对这度充放电的电流循环，热负荷和深度放电。特别是作者把注意力集中在工程的锂离子和锂聚合物电池，这是目前最常用的用于这些车辆应用的寿命估计。也是由于这个原因，作者发现有趣的贡献，许多作品中引用有关估计的健康状态的电池使用不同的技术，从阻抗测量智能电流/功率测量.作为一个结果，作者把注意力集中在优化的功率

7、消耗的车载伺服液压系统，这是许多最近的出版物的对象。特别是在回顾关于这个话题，作者发现，改进的液压伺服系统效率一般的评论主要集中在执行所谓的“泵控制”的各种方式：速度驱动器只产生油流的运动进行到底需要控制，尽可能最小化叠层和分散流一样。这种调节通常被件事的好的和最近的评论是由钟一泉 11 和阿离 12 的作品为特别是，各种现有的伺服液压机泵控制系统的转换仍然是最近的研究问题。一个最调查的情况下，液压泵的应用是由混合液挖掘机 13 的研究表示， 14 和 15 代表。一个扩展方法的普遍问题，将重型车辆混合的“系列”或“并行”的解决方案与泵控制装置进行了研究工作中,然而，在图4的方案可见，提出的在

8、Ponomarev工作的通用解决方案，包括使用至少N + 1电动驱动器（包括机器和转换器）N是自由度控制的机电作动器的数量：特别是专用机床是用来从内燃机和每个自由度所产生的机械能产生电能（能量转换）是由一个专门的电动执行器独立控制（执行泵控制）。更普遍的是，尽管电气系统的不断改进，仍然有广泛的关注，即使在牵引的目的，在最近的工作施，仍然专注于液压气动系统的发展，车辆流体伺服系统的优化。采用电动泵控制液压执行机构的并联（A）和串联（B）混合动力汽车常用方案。在文学的另一大趋势，这项工作应该重新连接是由混合动力系统中，由一个液压装置所消耗的能量是由一个源，可再生能源提供的调查表

9、示：为例在Campana工作 18 ，被认为是可再生能源抽水站为农业中的应用。尊重目前的状态的艺术，作者能够优化成本，不仅最大限度地减少存储系统的大小，但也雇用电机和驱动器的数量减少到一个更好地描述在下一届的工作。1.3提出的解决方案工业卡车采用垃圾收集伺服液压系统升降操纵箱只使用车辆停止时。结果相同的电机都可以使用再生能源在制动阶段和工厂的工作期的固定排量泵的旋转控制，由此产生的方案提出的解决方案是在图6图5可见：由一四象限运行的驱动控制的永磁电机通过皮带传输系统连接到车辆的轴。传动滑轮和PM机之间的连接是使用离合器，当车辆移动，以执行再生制动。此外，滑轮应脱开汽车速度超过已知限度的电机，提

10、高其可靠性和使用寿命。简化方案的建议的解决方案。进一步的细节of the机械之间的联系和PM机器负荷。永磁电机还连接到一个泵的液压装置，通过飞轮轮毂。以这种方式，PM机是能够传输扭矩泵只为一个已知的方向感时，液压装置被激活。PM机器和负载之间的机械连接方案也可以在图6中看到。当液压装置被激活时，永磁电机的速度控制。固定排量泵的参数是已知的，因此，通过调节电动机的转速并根据（1）进行计算可以很容易地控制输送到工厂的油流：方程（1）Q = CCVpumpq = CCV特别是在（1）已采用以下符号：Q是交付流。CC是已知的位移泵。V是泵的容积效率提出的解决方案应被视为一种最佳的改装套件，可以广泛应用

11、于人口现有卡车与传统的推进系统，从图6中可见，运动传递给PM机用传动带，应该很容易地适应不同的车辆配置允许粗糙的安装公差。由于PM电机既用于再生制动和饲料液压厂，该组件的大小是相互影响的系统（动能回收系统和液压厂）的设计涉及两个不同的功能。因此，设计KERS（动能回收系统）和液压厂应该得天独厚的采用模型能够重现这两系统之间明显的弱耦合如图7可见，该系统应易于安装很少的修改也对混合动力或纯电动汽车上拆卸电机的机械连接（带轮传动）和自由轮毂，是不是更需要从永磁电动机的旋转感觉都是一样的。电机驱动直接由车辆蓄电池或间接供给，使用额外的DC-DC转换器和专用蓄电池。 液压装置与混合动力汽车或电动汽车的

12、直接连接。在这种情况下，建议的方案应该非常类似于图4的两种解决方案之一，这取决于车辆厂的系统接口。特别是，有没有必要实施定制的KERS（动能回收系统）供给制度自混合/电动汽车厂是利用现有的功能。因此，建议的解决方案的新颖性，应总结在以下三点：1.一种创新的机电布局，即只用一台电机就能完成两个不同的任务：2.作为发电机运行。这样，电机是用来恢复制动阶段和存储在动力汽车能量电化学存储系统的一部分，从而实现一个动能回收系统（KERS）。3.作为速度控制电动机工作。同样的电机可以用来供给一个能够控制液压装置的泵,所提出的解决方案的主要优点是由简单表示，因为涉及的组件的大小，成本和数量最小化的文献中提出

13、的更一般的解决方案（一个电机，只有一个驱动离合器）。在这种方式中，它是可以大大简化系统分解的任务剖面在不同的阶段，其中的组件和子系统之间的功率流是已知的。创新方面的应用领域和系统设计：基本组件和所采用的解决方案是符合当前的艺术状态。是什么使不同的建议的研究方面的艺术是应用程序，和成本有效的方式，已通过。简单的解决方案，适用于传统的工业卡车配备液压伺服系统，应采用成本效益的改善，在效率方面，声发射，整体可用性和维护22 所提出的测试用例该系统安装于五十铃P3 75 3卡车底盘，其主要特点是在表1中的描述。表1 如图8可见，该测试用例的机箱有一个很常见的布局，往往是在许多商用车通过，这个布局的累赘

14、和提出的解决方案通常定位于范围广泛的不同的卡车使很容易，建议的解决方案的实施。近似的阻碍所提出的解决方案在五十铃P3 75卡车。如图10图9可见，为了进行升力和操纵箱，该车配备不同的铰接系统能够通过10个液压执行器的控制执行六种不同的运动：运动1：缸夹垃圾桶直到结束；议案2：初步解除；3：垃圾箱升降运动；运动4：垃圾倾倒；议案5：重复步骤（1，2，3，4）落后；运动6：底盘进度；动作7：铲子关闭；运动8：返回底盘； 执行动作列表。提升和排空的收集箱。最后，当收集池已满时，定期将其抬起，以便倾倒收集的垃圾，在图10中执行移动描述。在传统的设备，通常安装在这类车辆、垃圾站的操作序列中的每个动作每个

15、对应一个单自由度是由一个或多个并联驱动分解：单独控制每个运动只是个液压执行器已经厌倦，而另由不可压缩的压油端运行和/或阻塞。这样，旅行速度每一个线性驱动器是通过调节进气岐关系相应的控制方程（2） vi=QiAi在（2）符号AI是通过识别的第i个驱动器对应的等效面积。在大多数送到各执行机构的流量齐常规植物调节是根据图11的简化方案：固定排量泵直接连接到发动机以恒定的转速，可以方便地调节考虑电机和其相对大的转矩能力相对于连接负载的泵为代表的等效转动惯量。作为一个结果交流Q几乎是不变的，它是由一个流量控制阀，以直接再循环流量QR的一部分提供的齐所需的价值负荷控制通过调节（3）。方程（3）油循环到坦克

16、介绍了液压功率WD的损失是成正比的再循环流QR根据（4）：Wd=QrPt在（4）符号P表示泵的液压压头（忽略小的或空的油箱增压值）和T表示泵的总效率。考虑到双缸/效应缸也应安装流量控制/安全装置来控制负载的速度特别是在制动/减速阶段或在返回运行，因为在这种情况下，负载的感觉应该倒置。该方案涉及小的额外损失是可以容忍的原因主要有两个：瞬变通常都很顺利和返回阶段，垃圾桶通常是空的，在负荷较小，几乎所有已知的 这种简化的方案是在传统的解决方案中最常用的之一，以优化成本，可靠性和鲁棒性的控制回路。 然而，在该应用的采油厂效率的增加将导致一个显着的成本带来益处的能量存储系统的尺寸的减少，负担和可靠性（少

17、装电池应该受到较低的老化的影响）。 为此，作者提出了在图12的简化方案为代表的解决方案：在固定排量泵的速度是通过改变电机的转速，不需要循环罐的流量QR被气直逼Q.这样的植物总是等于原来的和改性主要影响只有两部分组件直接调控：流量控制阀，用于再循环流量QR该泵的固定位移应进行修改，以优化连接的PM机（或减速齿轮马达和泵之间的大小）。 简化方案，操作的原则，建议的解决方案方面的控制，一个单一的自由度。 进一步节约能源，应通过采用液压方案，允许再生的水力功率，如考虑 15 和 19 。 对于建议的应用程序，作者避免了这种解决方案，主要有以下原因：由液压装置需要超过一半的电力是由于不可逆操作，功率消耗

18、或是几乎不可能恢复为例，一些机构致力于压缩/压缩垃圾装上卡车，其他执行器执行夹紧操作，能不能恢复； 转换效率进一步降低应回收的能量百分比； 最后，为了充分利用水力再生的权力，一些进一步的修改，必须引入，因此必须进一步评估的优点和缺点。考虑到成本和可靠性规格。 作为一个结果，笔者认为，这种解决方案的应用应被视为进一步优化的系统，应该可能是未来工作的对象。结论 伺服液压系统由一物一个创新的布局工作特别是作者把注意力集中在一个共同的应用程序，如垃圾收集证明基准车辆的可行性建议的解决方案。由于本研究活动，结果克里斯蒂娜·普莱托组，支持这一工作的工业合作伙伴，已经开始在一个车队收集垃圾的工业卡车所建议的解决方案的安装，所以作者相信，在接下来的几个月，进一步的结果和反馈，应当认识到，建议的解决方案应扩展到许多不同的应用程序与以下规格： 任务剖面包括频繁的加速和减速（需要利用物）。 车载伺服液压系统，必须经常激活使用的能量，可以回收与再生制动的车辆的数量。 特别是，一些可能的扩展建议的解决方案，以下应用程序应考虑：1.利用液压伺服系统执行采集和操纵任务的车辆； Vehicles equipped with hydraulics servo-systems used for inspection or maintenance;2.配备液压伺服系统用于检查