目前,我國(guó)商用車(chē)銷(xiāo)量迅速增長(zhǎng),如何解決能源與環(huán)保雙重壓力,是商用車(chē)發(fā)展面臨的一道難題。商用車(chē)行業(yè)追求減排的高標(biāo)準(zhǔn),將主要精力投入到新能源的應(yīng)用上,但是從商用車(chē)各項(xiàng)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看,商用車(chē)企業(yè)在應(yīng)用新能源這條道路上走的非常艱難。
目前,我國(guó)商用車(chē)銷(xiāo)量迅速增長(zhǎng),如何解決能源與環(huán)保雙重壓力,是商用車(chē)發(fā)展面臨的一道難題。商用車(chē)行業(yè)追求減排的高標(biāo)準(zhǔn),將主要精力投入到新能源的應(yīng)用上,但是從商用車(chē)各項(xiàng)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看,商用車(chē)企業(yè)在應(yīng)用新能源這條道路上走的非常艱難。俗話說(shuō)“條條道路通羅馬”,給商用車(chē)加裝液壓儲(chǔ)能再生裝置就是不錯(cuò)的選擇——它可適用于各種類(lèi)型的商用車(chē),在不改變傳統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)的前提下,通過(guò)在底盤(pán)加裝一套液壓再生驅(qū)動(dòng)總成,使大部分通常被浪費(fèi)掉的制動(dòng)能量有效回收儲(chǔ)存,并應(yīng)用于車(chē)輛起動(dòng)和加速上,從而達(dá)到節(jié)約燃油、降低排放、減少發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器磨損的效果。在某種程度上講,液壓儲(chǔ)能再生裝置是商用車(chē)進(jìn)行“節(jié)能減排”的一大利器。 裝置回收的能量分析商用車(chē)的制動(dòng)能量至今還是一個(gè)未被開(kāi)發(fā)的利用的能量,特別是對(duì)于在市區(qū)行駛過(guò)程中需要頻繁起動(dòng)和制動(dòng)的商用車(chē),制動(dòng)能量再生有重要意義。制動(dòng)能量再生是指汽車(chē)減速或制動(dòng)時(shí),將其中一部分機(jī)械能(動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,并加以再利用的技術(shù),其基本原理是先將汽車(chē)制動(dòng)或減速時(shí)的一部分機(jī)械能(動(dòng)能)經(jīng)再生系統(tǒng)轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)移為其他形式的能量(如液壓能),儲(chǔ)存于儲(chǔ)能器中,同時(shí)產(chǎn)生一定的負(fù)荷阻力使汽車(chē)減速制動(dòng);當(dāng)汽車(chē)再次啟動(dòng)或加速時(shí),再生系統(tǒng)又將儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器中的能量再次轉(zhuǎn)換為汽車(chē)行駛所需的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)力。
汽車(chē)上采用制動(dòng)能量再生技術(shù),有助于提高汽車(chē)能源利用率,減少燃料消耗,減輕制動(dòng)器的熱負(fù)荷,減少磨損,提高汽車(chē)行駛的安全性和使用經(jīng)濟(jì)性。儲(chǔ)能裝置通過(guò)行星排或錐齒輪副與原機(jī)械傳動(dòng)構(gòu)成雙流傳動(dòng),設(shè)法回收汽車(chē)制動(dòng)能量,然后在汽車(chē)起步或加速時(shí)釋放,從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。 但是商用車(chē)的制動(dòng)能量又分為可回收能量和不可回收能量??苫厥漳芰渴球?qū)動(dòng)軸上的制動(dòng)能量,不可回收能量主要是汽車(chē)克服滾動(dòng)阻力和空氣阻力所消耗的能量以及在傳遞過(guò)程中損失的能量。
當(dāng)汽車(chē)在平坦的路面行駛時(shí)(可忽略道路坡度的影響及傳動(dòng)系統(tǒng)阻力),當(dāng)切斷動(dòng)力后,汽車(chē)以初始V0減至Va的過(guò)程中其能量變化關(guān)系為: 其中,ΔW為制動(dòng)時(shí)衰減的動(dòng)能;M為汽車(chē)質(zhì)量;Wf為滾動(dòng)阻力所作的功;Wa為空氣阻力所作的功;Wb為制動(dòng)力所作的功。其中,Wf和Wa不可回收,只有Wb可回收再利用。因?yàn)闈L動(dòng)阻力和空氣阻力所做的功(Wf+Wa)將汽車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,逸散于大氣中,并且這種能量過(guò)程是單向不可逆的,無(wú)法回收利用,所以只有制動(dòng)裝置的制動(dòng)力所做的功Wb才可能被回收利用。 液壓儲(chǔ)能再生裝置結(jié)構(gòu) 液壓儲(chǔ)能再生裝置采用二次元件(可完成兩次能量轉(zhuǎn)換)——液壓泵/馬達(dá),該傳動(dòng)系統(tǒng)由控制系統(tǒng)單元、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)單元、液壓儲(chǔ)能系統(tǒng)單元三部分構(gòu)成。液壓儲(chǔ)能再生裝置的由控制系統(tǒng)控制,先通過(guò)傳感器接收信號(hào),然后控制系統(tǒng)輸出信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的工作??刂葡到y(tǒng)虛線為輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。液壓儲(chǔ)能再生裝置在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)會(huì)回收制動(dòng)能,并將之轉(zhuǎn)換成液壓能進(jìn)行儲(chǔ)存,汽車(chē)起動(dòng)或加速時(shí),將液壓能轉(zhuǎn)換成車(chē)輛的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。 液壓儲(chǔ)能再生裝置工作過(guò)程1.制動(dòng)能量回收過(guò)程 汽車(chē)制動(dòng)時(shí),液壓儲(chǔ)能再生裝置的控制系統(tǒng)單元檢測(cè)制動(dòng)踏板所處區(qū)間,并檢測(cè)壓力傳感器的壓力值,如果壓力值低于設(shè)定值,控制系統(tǒng)發(fā)出輸出信號(hào),控制油路分配控制閥(三位邏輯換向閥)由中位切換為處于左位即泵工況,同時(shí)控制系統(tǒng)輸出信號(hào)使離合器閉合,車(chē)輛的慣性產(chǎn)生的負(fù)載力矩驅(qū)動(dòng)液壓泵工作,高壓液壓油通過(guò)單向閥和油路分配控制閥的左位進(jìn)入蓄能器,這樣汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)換成液壓能儲(chǔ)存起來(lái),在儲(chǔ)能的過(guò)程中,如果蓄能壓力低于壓力最高設(shè)定值,則一直處于儲(chǔ)能狀態(tài)中,如果壓力高于壓力最高設(shè)定值時(shí),則溢流閥打開(kāi),讓油直接流入油箱。 根據(jù)汽車(chē)制動(dòng)情況的不同,液壓儲(chǔ)能再生裝置回收制動(dòng)能量過(guò)程也不同:
(1)緊急制動(dòng):控制系統(tǒng)檢測(cè)制動(dòng)踏板超過(guò)某個(gè)值時(shí),且持續(xù)時(shí)間大于某設(shè)定值時(shí),判斷為緊急制動(dòng),此時(shí)控制系統(tǒng)控制傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)器處于工作狀態(tài),同時(shí)讓液壓儲(chǔ)能再生裝置也處于泵工作,回收制動(dòng)能量。由于緊急制動(dòng)過(guò)程非常短,因此能夠回收的動(dòng)能比較少。
(2)中度制動(dòng):中度制動(dòng)即一般制動(dòng),控制系統(tǒng)檢測(cè)制動(dòng)踏板所在區(qū)間,判斷為一般制動(dòng),同時(shí)控制系統(tǒng)檢測(cè)速度傳感器,如果速度值大于設(shè)定值時(shí),且檢測(cè)蓄能器壓力低于壓力最高值時(shí),控制系統(tǒng)輸出信號(hào)使傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)器不工作,使液壓儲(chǔ)能再生裝置處于泵工作狀態(tài),回收制動(dòng)能量??刂葡到y(tǒng)不斷檢測(cè)蓄能器的壓力和速度,一旦達(dá)到某設(shè)定壓力值,離合器分離,或者壓力值沒(méi)有達(dá)到設(shè)定壓力值但低于某設(shè)定值,傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)器工作,完成停車(chē);如果蓄能器壓力值大于設(shè)定壓力值時(shí),控制離合器分離,液壓儲(chǔ)能再生裝置停止工作,傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)器開(kāi)始工作。
(審核編輯: Doris)