混合动力技术在车辆工程领域的应用与研究现状论文_梁乾

混合动力技术在车辆工程领域的应用与研究现状论文_梁乾

太原理工大学机械工程学院 山西太原 030024 江铃重型汽车有限公司 山西太原 030032

摘要:在以节能和环保为主题的当今社会,混合动力是未来一段时间内车辆领域主要发展的驱动技术。我们可以将驱动技术归类为两种方式,一种是液压混合动力,另外一种是油电混合动力。这两种驱动技术各自具有不同的特点,本文就针对混合动力技术在车辆工程领域中的应用与研究现状进行探讨。

关键词:车辆工程;混合动力技术;驱动系统;现状

随着当今我国社会主义经济和科技的快速发展,我国汽车保有量迅猛增加,导致我国每年需要总量一半的原油进口量,过度依赖原油进口势必制约国家的经济发展。另外,为了节能减排,保护环境,我国大力扶持新能源汽车研发和使用,在电动汽车领域也取得了飞速发展。但是电池作为一种新型能源其自身具有一定的局限性,普遍存在续航里程短和充电时间长的弊端,因此纯电动汽车无法与燃油车相比。而且电动汽车技术也没有根本性的突破,以电池作为动力的车辆很难带动车辆工程领域的产业化快速发展,想要在短时间内代替以燃油作为动力源是不可能的。要解决电动车辆和传统燃油车辆各自的不足,就需要大力开发和研究混合型动力技术。运用混合型动力技术的工程车辆,不仅保证了车辆最重要的动力性能,还在节能、静音、清洁等方面具有明显的优势。可以看出,混合型动力技术将会在未来车辆的工程领域中实现跨越式发展。

1、混合动力技术

根据目前科技发展的水平来看,燃料电池技术不可能有可观的突破,所以只能运用混合动力技术。如果是运用纯电动车了,那么车辆领域很难在短时间内就实现产业化升级,短时间内还不可能代替燃油发动机车辆。在车辆工程领域中运用混合动力技术,可以有效的规避电动车辆和传统车辆身上存在的缺点,并结合了两种车辆身上的优点。混合动力技术应用于车辆可以降低尾气排放,并且成本上也不低于电动车了,所以就以上发展状况来看,车辆工程领域中运用混合动力技术有较为长远的发展前景。

2、车辆混合型动力技术的研究现状

2.1油、电混合动力系统

同传统的车辆动力技术不同,混合动力属于一种新型的新能源驱动技术,它同时包括了油、电混合动力系统以及液压混合动力系统,其中油、电混合动力系统是在保留了系统的内燃机功能的基础上而实施的一种辅助电力驱动,该系统结合整个车的具体情况实现了灵活的调配和切换,从而达成了一种良好的节能、降耗、减排的效果。目前所应用的油、电混合动力系统在连接方式上主要包括了串联、并联以及混联三种形式,其中串并联混合连接的应用效果在所有连接方式上是效果最好的。

2.2液压混合动力系统

对于液压混合动力系统而言,其主要涵盖了液压动力系统以及发动机两大部分内容,其中在液压动力系统中,液压蓄能器又作为了一关键性的部件,发挥着一种良好的可逆储能元件的作用。另外,这一混合动力系统的动力元件则主要由液压泵与液压马达来承担。同油、电混合动力系统不同,液压驱动混合动力系统在节能效果与使用经济性方面更具优势。与目前市场上几种应用比较广泛的汽车动力类型相比,液压混合动力支持下的汽车燃油经济性指标高达近40%,而并联式混合电动工程与串联式电动工程车辆的燃油经济性分别为31%和34%左右。利用驱动电机的方式可以显著的提升车辆驱动能力,同时利用电磁装甲防护的方式以及使用车辆负载综合电子系统,能够有效的提升车辆发动机的运行安全性与车辆的运行效率。

3、混合动力技术在车辆工程领域中的应用

3.1混合动力装载机车的参数控制

现如今,混合动力技术在车辆工程领域中的应用已经越来越广泛,甚至是成为了一种潮流。因此,了解混合动力装载机车的参数控制是很有必要的。新型的工程车辆一般采用的是液驱混合动力技术,车辆的前驱装置一般是依靠高压蓄能器提升动力的。要想有效控制混合动力装载机车的参数,必须在利用智能传感器整体控制机车发动机的基础上,做好电液之间的比例配比。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆参数的控制对于混合动力装载机车尤为重要,因此,技术环节要环环相扣,每一步都要落实到位。其中,特别值得注意的是,技术人员可以采取液压控湿法有效控制混合动力装载机车离合器的开断。

3.2车辆动力系数的科学分配

对于车辆混合动力系统的高压部分,可以借助流量计量对精滤器进行指标检测,同时,可以借助轨压传感器对电控单元的指挥效果进行优化提升,以此来促进喷油嘴在高压环境下的稳定高速运行;反之,在车辆混合动力系统的低压部分,可以借助带有手油汞的粗滤器对其运转效果、油品的过滤等工作进行控制。此外,对于系统凸轮轴传感器、加速踏板传感器,都可以通过电控单元监控其运行过程中的各项数据。对车辆转矩效果的保障,可以通过强化其所需的总制动力矩的科学设计完成。

3.3串并联式的车辆系统结构设计

串联式的车辆系统结构和并联式的车辆系统结构在设计流程上存在不同,首先在并联式的车辆系统结构中,发电机与电动机在接连顺序上也是存在不同的,作为储能的元件也是有所差异的。发动机与电动机一般是采用机械连接的方式来进行对接,在串联式的车辆系统结构中,一般会将发电机和储能元件相连,并且是运用电气连接的方式进行对接。之所以会采用电气连接的方式进行对接,是因为这种连接方式会使整个系统更加稳定,在工作时提高了工作效率,为整套设备的工作提供了更加充足的动力。

3.4动力耦合装置的应用

动力耦合装置作为混合动力技术研发的重难点,不可忽视其对车辆综合性能的影响。当前,在混合动力系统中,转矩结合式、驱动力结合式、转速结合式是最常见的3种动力耦合装置方式。其中,转矩结合式的动力耦合装置可以利用传统系统直接驱动车辆,同时,以直接或是间接带动发电机的形式让电池进行蓄电反应;驱动力结合式的动力耦合装置利用地面附着力提高车辆的驱动能力,但是,其中也存在诸多问题,比如组成系统庞大、控制系数高等;转速结合式的动力耦合装置受自身因素的限制,很难在实际生产过程中广泛应用。

3.5车辆混合动力技术的工程车辆

工程车辆在使用的过程中,其接触的环境会相对比较复杂,并且工程车辆的重量一般较大,并具有施工周期长的特点。因此,在车辆的使用的过程中会消耗大量的能源,从而使机械寿命受到严重影响。而若将车辆混合型动力技术在此类车辆进行应用,不仅能够使能源的消耗量得到降低,还能降低机械使用的故障率。目前,工程车辆中常见的混合动力类型包括液压混合动力和油电混合动力两种,虽然两种混合动力类型在工作原理方面有异曲同工之妙,但是在对其进行实际应用时仍存在一些差异。如国内相关研究人员对挖掘机进行了仿真模型研究,并将两种混合动力技术在挖掘机的能源利用、控制性能及动力性能等方面进行了对比。结果表明,液压混合动力技术的应用具有更好的节能效果,目前采用液压混合动力技术的工程车辆还有叉车、装载机等。

4、结束语

在车辆工程领域中运用混合动力技术,可以对车辆整体上的实际运作过程中精确掌握,将混合动力技术应用于车辆可以降低尾气排放,提高机器设备的节能环保标准,在车辆工程领域中运用混合动力技术,可以推动车辆工程领域的稳定而可持续发展。

参考文献:

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论文作者:梁乾

论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期

论文发表时间:2018/9/17

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