蓄能器在履带车辆静液驱动系统中的应用特性研究

　　蓄能器是液压传动系统中的重要应用元件,国内外学者对蓄能器应用于大型客车上回收能量展开了研究,并已有成熟的产品,但对于其在履带车辆静液驱动系统 中的应用,还鲜有研究成果。作者依托于某国防预研项目,对蓄能器在履带车辆静液驱动系统中的应用进行了仿真研究,分析其吸收压力冲击、回收能量及能量再利 用的特性,从而降低能源消耗且使系统工作压力平稳。对不同容积的蓄能器吸收压力冲击、回收制动能量及能量再利用的效果进行了仿真分析。

　　1　静液驱动能量回收系统工作原理

　　1·1　静液驱动系统结构

　　研究的静液驱动系统以蓄能器为吸收冲击及储能元件,以三位三通阀及开关阀为控制阀组,采用变量泵、变量马达连接蓄能器工作。此外,还包括各种液压阀类部 件。储能元件采用具有较高功率密度的气囊式蓄能器,通过压缩气囊和气囊的膨胀,实现向蓄能器充液压能和蓄能器放出压力液体对外做功。图1是静液驱动能量回 收系统结构图。

　　该系统工作原理:发动机把动力经增速箱分别传递到两侧的变量泵,变量泵带动变量马达,后经侧传动与主动轮相连驱动整车行驶,两侧泵/马达回路分别连接一个 蓄能器以吸收压力冲击及回收制动能量。当车辆制动时,与主动轮相连的变量马达转变为泵工作,将车辆动能转化为压力能储存在蓄能器中。当车辆起步、加速时, 控制器将根据所需的动力情况设置控制阀信号,控制蓄能器辅助发动机驱动或单独驱动车辆,使回收能量得以重新利用,从而改善发动机负荷,降低燃油消耗。

　　1·2　系统工作方式

　　选取静液驱动系统单侧泵———马达———蓄能器回路的结构进行分析,如图2所示。

　　电控单元接收泵/马达排量变化信号、系统高压端压力、蓄能器压力等信号,控制开关阀4在负载突变工况或排量突变状况下打开,以吸收压力冲击到蓄能器3中。 三位三通阀5保证泵-马达油路中始终为高压端与蓄能器入口处相连,蓄能器的实际充放油则由电控单元控制开关阀4开闭以保证高压油的存储和释放。当泵/马达 排量变化率超过某设定值或外界负载超过某设定值时,电控单元控制开关阀打开,以吸收系统高压冲击,保证系统压力稳定。

　　当车辆制动时,由控制单元接收制动踏板的角位移信号,根据制动强度的不同选择液压制动和机械制动,当制动踏板信号低于某设定值时,系统以液压制动减速,电 控单元控制开关阀开启以储存能量,直至蓄能器压力到达最高值或液压制动过程结束;当车辆起步加速或在正常行驶状态需要急加速时,电控单元接收蓄能器压力信 号与系统压力信号,判断蓄能器压力与系统压力的差额从而控制开关阀是否开启以释放能量驱动车辆行驶。