装载机混合动力系统设计与仿真研究

摘要

装载机作为具有代表性的工程机械，因其机动性好、作业速度快、工作效率高、操作灵活等优点而在国家的经济基础建设中扮演着重要的角色。但是恶劣的工况和剧烈变化的负荷使得装载机一直存在着高能耗、高排放、噪音污染等严重的问题。近年来，混合动力技术在汽车领域的推广应用，为装载机的节能减排研究提供了借鉴。本文对装载机混合动力系统进行研究，这对实现工程机械的节能减排具有重要的意义。
　　本论文以某5t装载机为原型，以提高系统动力性和燃油经济性为目的，对装载机混合动力系统进行分析设计和仿真研究。具体的研究工作如下：
　　首先，介绍了混合动力装载机的研究现状，在研究传统装载机结构、典型工作循环的基础上，对装载机载荷谱的分析，得到装载机高排放、高能耗的原因。通过对混合动力形式的对比分析，设计了由发动机、电动机和超级电容等组成的并联式混合动力系统。
　　其次，对设计的混合动力系统进行了参数匹配和部件选型。在分析各部件特性的基础上，确定了各部件的简化数学模型，在simulink中搭建各部件的仿真模型以及混合动力系统的模型并在simulink中建立了基于逻辑门限的多工作点控制策略，在相同的负载模型下，对传统装载机和混合动力装载机的动力系统进行了对比仿真分析研究。
　　最后，通过对传统装载机和混合动力装载机仿真结果中发动机转速、转矩以及油耗等参数的对比分析，得出了在动态载荷作用下，混合动力装载机比传统装载机具有更好的负载适应性、动力性和节能性。本论文的研究工作对混合动力工程机械的研究具有一定的参考价值。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2混合动力技术简介

1.3混合动力装载机国内外研究现状

1.4论文研究的主要内容

第二章 装载机混合动力系统的结构研究分析

2.1 传统轮式装载机的结构

2.2装载机的作业方式和典型作业循环

2.3装载机动态牵引负荷特性分析

2.4装载机混合动力系统结构分析与设计

2.5本章小结

第三章 装载机混合动力系统参数匹配与选型

3.1参数匹配优化目标和约束条件

3.2混合动力系统参数计算与匹配

3.3本章小结

第四章 装载机混合动力系统仿真模型搭建

4.1仿真环境和仿真方法介绍

4.2外负载模型

4.3混合动力系统组件建模

4.4混合动力系统模型

4.5本章小结

第五章 装载机混合动力系统的仿真分析

5 .1混合动力控制策略概述及选用

5.2基于逻辑门限的多工作点控制策略

5.3仿真结果分析

5.4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢