1、隨著全球汽車保有量的不斷增長，車輛消耗化石燃料造成的能源危機(jī)與環(huán)境污染問題逐漸引起人們的關(guān)注。液壓混合動(dòng)力技術(shù)作為車輛節(jié)能減排技術(shù)之一，成為受到世界各國汽車制造商和科研機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)由于其具有功率密度大、能量轉(zhuǎn)換效率高、安全清潔以及成本低的特點(diǎn)，在工程車輛領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。本文的研究課題來自與中冶寶鋼的校企合作項(xiàng)目，對(duì)寶鋼廠區(qū)內(nèi)，長期工作在低速重載、頻繁啟停狀態(tài)的陜汽德龍M3000自卸車進(jìn)行液壓混合動(dòng)力改裝，以達(dá)到

2、節(jié)能減排的目的。本文主要對(duì)以下幾方面進(jìn)行研究:
　　(1)液壓混合動(dòng)力車輛配置方式及系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　本文研究了不同配置方式的液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了與本課題研究狀況相適應(yīng)的配置方式----后置并聯(lián)式液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)。針對(duì)液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)存在的液壓泵馬達(dá)自吸能力不足的問題，本文設(shè)計(jì)了采用齒輪泵直接為泵馬達(dá)提供壓力油的方案，省去了體積龐大的低壓蓄能器，減小了系統(tǒng)的體積和重量，提高了系統(tǒng)有效工作壓力。在液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)中采用

3、了電磁離合器控制齒輪泵工作，解決了齒輪泵排量與泵馬達(dá)排量不匹配時(shí)的溢流損失，同時(shí)在油路設(shè)計(jì)上加入了保護(hù)設(shè)計(jì)以防止泵馬達(dá)因吸空而損壞。
　　(2)建立整車數(shù)學(xué)模型及參數(shù)優(yōu)化
　　分析液壓混合動(dòng)力車輛特性，建立液壓混合動(dòng)力車輛的數(shù)學(xué)模型，包括駕駛員模型、發(fā)動(dòng)機(jī)模型、蓄能器模型、液壓泵馬達(dá)模型、整車模型等。在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立以整車綜合性能為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，并通過加權(quán)方法將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題。針對(duì)該問題

4、提出了基于遺傳算法的并聯(lián)式液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法，確定整車綜合性能達(dá)到最優(yōu)時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)，包括:高壓蓄能器的容積、最高工作壓力和最低工作壓力以及泵馬達(dá)的最大排量。
　　(3)設(shè)計(jì)基于邏輯門限的能量管理策略及仿真研究
　　針對(duì)陜汽德龍M3000搭載的濰柴WP10.300E40柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，分析了該發(fā)動(dòng)機(jī)特性，設(shè)計(jì)適用于該款發(fā)動(dòng)機(jī)的基于邏輯門限的能量管理策略，并確定了該能量管理策略的相關(guān)參數(shù)?；贏MESim平臺(tái)，建立了液壓混

5、合動(dòng)力車輛仿真模型和傳統(tǒng)車輛模型。為了使仿真模型盡量與實(shí)際情況接近，根據(jù)寶鋼真實(shí)道路測(cè)試數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了寶鋼循環(huán)工況。仿真分析了基于邏輯門限的控制策略對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的優(yōu)化，以及在不同載重情況下液壓混合動(dòng)力車輛和傳統(tǒng)車輛在寶鋼循環(huán)工況下的燃油消耗量、動(dòng)力性能和制動(dòng)性能，并對(duì)比分析了仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的誤差的產(chǎn)生原因。仿真結(jié)果顯示:液壓混合動(dòng)力車輛的百公里油耗平均下降35.5％，動(dòng)力性能平均提高15.5％，制動(dòng)性能平均提高40.9％。