关键词:
混合动力
工程机械
轴系
振动
机电耦合
摘要:
摘要:本文根据并联式混合动力工程机械的结构特点,探讨了混合动力系统轴系在发动机的机电耦合振动问题,分析了其振动产生的原因和特点,对于轴系的设计和振动控制都具有理论意义。
首先,选取发动机曲轴单曲柄模型,分析了曲轴产生机械振动耦合的原因并推导了其振动耦合的方程;针对混合动力系统多动力源的特点,将发动机和电机构成的轴系进行了简化,采用两自由度系统推导出混合动力轴系机电耦合振动的方程。
其次,根据混合动力工程机械的特点,建立了驱动系统、负载系统、动态协调控制器以及并联式混合动力系统的模型,通过仿真得到了轴系的激励作用力数据,为轴系振动的多体动力学研究提供基础。
再次,利用多体动力学理论,联合ANSYS、MATLAB和ADAMS建立了混合动力工程机械轴系机电耦合振动多体动力学仿真模型,进行了轴系在不同工况下的仿真研究,结果表明:助推模式下轴系的扭转振动、弯曲振动和纵向振动幅值均有增加,且谐次增多;发电模式下的扭振和弯曲振动均有所减小,纵向振动幅值有所增大。
最后,进行了混合动力轴系机电耦合振动的试验研究,结果表明:不同油门开度下的扭转振动以2谐次的幅值最大,这与理论仿真在趋势上是吻合的;不同工作模式下,轴系的扭转振动和弯曲振动都有所不同,助推模式相对于发动机模式对于轴系的振动幅值有所加剧;电机不同接入断开周期下,其接入混合动力系统的周期越短,轴系的振动越厉害。图50幅,表15个,参考文献72篇。