商用車新型輪轂液壓驅動控制系統研究

《商用車新型輪轂液壓驅動控制系統研究》是依託吉林大學，由宋大鳳擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：商用車新型輪轂液壓驅動控制系統研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：宋大鳳
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

商用車，尤其中重型卡車,經常需要越野行駛或在惡劣條件下作業，而傳統的多軸或全輪機械式驅動系統存在諸多缺點，如結構複雜、車重大，容易產生寄生功率而增大了能量損失及降低了動力傳動效率； 項目提出一種新型的商用車輪轂液壓驅動控制系統，通過在原有機械式傳動系的基礎上增加一套非驅動輪輪轂液壓驅動系統，車輛行駛過程中根據車輛行駛狀態自動實現車輛的多軸或全輪驅動，有助於保證車輛壞路行駛的低速驅動力及爬坡能力，提高車輛的通過性能和路況適應能力。與傳統多軸或全輪機械式驅動系統相比，該技術在結構、重量及性能上均有重大進步。項目對商用車輪轂液壓驅動控制系統的驅動構型，關鍵部件參數匹配方法，考慮液驅執行機構回響特性的液驅與機械驅動綜合驅動力協調控制策略及軟硬體在環試驗平台開展研究，為我國自主研發商用車輪轂液壓驅動控制系統關鍵技術提供共性的基礎研究工作。

結題摘要

重型商用車對動力性要求很高，且運行工況複雜，當車輛行駛於低附著路面時易出現打滑，導致牽引力不足。四驅構型具有大幅提高車輛動力性的潛能，但機械四驅構型有自重大、易產生寄生功率等缺點。本項目採用功率密度高、體積小及質量輕的輪轂馬達液壓驅動系統（簡稱為“輪轂液驅系統”），在重型商用車機械傳動系統的基礎之上，增加一套靜液前橋輔助驅動系統，將車輛改裝為四驅構型，力圖解決系統驅動力協調控制等關鍵技術。 為滿足不同行駛工況要求，輪轂液驅系統中變數泵的排量控制是本項目的研究重點之一。項目組通過建立機械傳動和液壓傳動的動力學模型，提出了前饋 + 反饋複合控制策略，並基於Simulink和AMESim 軟體建立了系統控制策略模型和車輛系統模型，進行了聯合仿真，實現了對液壓輔助驅動重型卡車的牽引力和爬坡性能的仿真驗證。同時利用所開發的樣車進行了實車試驗測試，驗證了該複合控制策略的可行性和有效性。 輪轂液驅系統中的液壓控制閥組結構設計是本項目的另一個重要研究內容。系統中液壓控制閥組分別與液壓泵、液壓輪轂馬達、蓄能器連線，控制三者之間的連線關係，以接通或隔斷不同的液壓傳動迴路。同時，液壓控制閥組應能準確滿足液壓輪轂馬達系統在自由輪、輔助驅動和輔助制動三種工作狀態的切換。故液壓控制閥組是輪轂液驅控制系統的重要部件之一，對其結構進行分析與設計是自主研發該系統的關鍵。項目組搭建了輪轂液驅控制系統的樣車試驗平台，通過樣車試驗及分析，研究了系統中液壓控制閥組的結構，並進行了自主結構設計。 本項目針對重型商用車的使用特點及性能要求，提出了一套輪轂液驅系統，並對其結構構型、驅動力協調控制算法及關鍵部件的結構自主分析與設計開展了研究，有助於提升我國重型商用車的技術儲備及裝備。項目運行期間發表相關論文8篇，其中SCI檢索論文1篇，期刊EI檢索論文5篇，會議EI論文2篇(其中SAE年會論文1篇)，2篇中文EI期刊待發表。獲得發明專利授權7項，培養博士生5名，碩士生10名(其中已獲學位4名)，一篇碩士生學位論文被評為吉林省優秀學位論文。項目組以本研究成果為基礎，正面向輪轂液壓混動系統多功能集成設計、多模式最佳化與動態協調、參數攝動及外界擾動不確定系統的非線性控制等問題開展後續的研究。