车载液压发电系统设计与试验研究

　　1引言

　　军用特种车车载装备对电源供应要求越来越高,主要表现为对电源功率、电源品质和电源机动性要求的增加。目前解决车载设备大功率供电主要有电源车和柴油发电机组两种方式。传统移动电源车主要采用发动机与发电机机械传动方式,发电品质仅通过调节发动机油门拉杆来控制,我国现有的发电车多采用机械式调速器,即使额外加装电子调速器,也难以满足高品质的电源要求。传统的柴油发电机组由于自身没有机动能力,需要通过牵引车进行牵引行驶,影响装备整体的机动性。且上述两种方法均不能实现在机动过程中为武器装备供电的要求。作者设计了一种液压传动发电系统,利用液压闭式传动系统将发动机与发电机连接,利用液压传动无级变速和冲击小的优点,提高了移动电源车发电质量,实现行车发电功能。

　　2液压传动发电系统设计

　　液压传动发电系统利用液压回路无级调速能力,通过恒定发电机转速来控制发电质量。常用的液压调速回路有两种,节流式阀控调速回路和容积式的泵控马达调速回路。节流调速液压系统通过改变流量控制阀通流面积控制通过执行元件的流量,达到调节速度式要求液压系统在柴油机最低转速时满足发电机的最大功率需求,因为车用柴油机转速范围大,这样就造成高转速时功率浪费。由于存在节流损失,其功率损失大,效率低。泵控马达组成的容积调速回路通过改变变量泵或变量马达的排量调节系统的流量之与负载需求流量相适应。该调速回路功率损失小,效率高,适合大功率液压系统。对于车载液压发电系统,选用容积式泵控马达液压调速回路,车载液压发电系统如图1所示。

　　柴油机加装了由步进电机作执行机构的电子油门控制转速。液压系统主要由电液比例变量泵和定量马达组成,马达与发电机轴连接。当柴油机转速波动时,控制系统通过控制柴油机转速和变量泵的排量,恒定马达和发电机转速。

　　3系统控制器硬件设计

　　发电系统控制器设计任务主要有:(1)采集柴油机转速信号和发电机转速信号;(2)采集液压油温度和液压油液位高度等信号;(3)控制步进电机运转调节柴油机油门拉杆位置;(4)输出PWM信号控制变量泵排量;(5)控制散热器风扇运转控制液压油温度;(6)与驾驶员信息交互。

　　控制器由发电质量控制模块和驾驶室信息交互模块两部分组成,两部分之间通过CAN总线相连实现信息交互。发电质量控制模块负责系统运转信息采集和发电质量控制,驾驶室信息交互模块负责显示系统运转信息和故障报警及接受驾驶员指令等任务。如图2所示。