云梯车机液混合传动系统无级调速特性??? 东莞石排云梯车出租, 东莞云梯车出租, 云梯车出租 无级调速是功率分流式机液混合传动系统最基本的特性，相较传统的传动系统而言，借助液压元件的无级控制以实现整个传动系统的无级传动，且传动控制通过速比计算能够比较明确地参数化，故本章节将会从行星传动、速比计算出发、联系工况分析以制定相应控制规则，并通过Matlab/Simscape仿真进行分析验证。
行星排工作模式分析无级调速特性研究是基于该传动系统调速模式开展，首要就是分析传动中第一次速度变化区域的第一行星排。根据行星排运动特性，确定其三构件转速存在矢量关系，故采用矢量图解法进行分析，即在横截面，取过中心的垂线为起点，依次三构件的转速矢量，其终点确定一条斜线上。 车辆行驶过程中，行星排行星架与发动机转轴相连，转速大小方向相同，太阳轮与驱动轴间接相连，其转速与车速存在比例关系。由于该系统能优化发动机工作区间，故可假设发动机恒定转速输入，且定义发动机转速、转矩方向为正，功率输入行星架并传递到齿圈和太阳轮，则行星架转速、转矩与发动机一致，而齿圈、太阳轮转速与行星架转速成正比，转速与转矩方向待定。根据行星排运动特性和车辆正向行驶过程中行的速度要求，分析调速模式下各工况行星排各构件的工作情况如下：（1）怠速工况车速为零，在实际工况中只是单纯主离合器C分离，无功率流输入，太阳轮转速为零，为了便于分析，假设行星排参与，根据行星排三构件速度矢量关系，认为行星架转速等于发动机转速，转速与转矩方向为正，齿圈转速非常高，方向为正，转矩方向为负。
（2）起步加速主离合器C接合，车辆开始起步，车速从零开始增大，太阳轮转速从零开始增大，而齿圈转速逐渐减小，二者均是正转速、负转矩，进行功率输出。
（3）正常减速减速与加速过程行星排三构件的转速变化相反，车速降低，太阳轮转速减小，齿圈转速增大，二者转速转矩方向不变，保持功率输出。
（4）纯机械瞬时工况持续加速到某一时刻，齿圈转速减到零，发动机功率在第一行星排只通过太阳轮输出，正转速、负转矩。此时车速为纯机械车速vmech。
（5）双功率流加速I达到纯机械车速后，车辆要继续加速，则太阳轮转速继续增加，此过程太阳轮转速转矩方向不变，而齿圈转速反向增大，转速与转矩方向均为负，液压系统向行星排输入功率。根据上述分析，不同工况下该系统调速行星排三构件的转速矢量关系、转速转矩方向等情况汇总.
机液混合传动系统速比计算, 对系统模式而言，无级调速对应调速模式，辅助离合器C1断开，单向离合器F1接合，单向离合器F2断开，进入调速模式。要分析无级调速规律，首先根据系统结构配置和行星排运动特性进行详细速比计算。若该系统的总传动比为i，则iωengωwωC1ibωS1, 液压元件I到行星排（本章所有行星传动均指第一行星排）齿圈的传动比为i3=ωR1/ω1，液压系统传动比ih=ω1/ω2，液压元件II到固定轴齿轮的传动比i4=ω2/ωS1，根据ih、i3、i4推导可得：ωR1i3i4ihωS1, ωC1ωS1i1i3i4ih1i11, i1i3i4ih1ibi11, ：ωwi11i1i3i4ih1ibωeng：当发动机输出转速一定时，车轮转速随液压系统传动比变化而变化，即在一定条件下，通过调节液压传动比ih可实现车轮转速的无级变化。例如以发动机209rad/s(2000rpm)转速输入，根据）参数关系进行分析，可得速比。在发动机转速稳定情况下，车轮转速与液压系统传动比存在单调连续函数关系，故此无级调速思路可行。
传动系统无级调速规则制定, 已知车辆车速与发动机转速的关系就是传动系统传动比，其数值可根据液压支路传动比调节，而液压支路传动比取决于两个液压元件的转速，其转速由排量决定，即系统传动比通过改变两个液压元件排量，而调速依据为从实际车速到期望车速的变化，可理解为期望车速是调速参考信号。此外为了表征液压元件排量变化和便于液压元件控制，需要将排量信号V替换成排量比。液压元件的排量比是液压元件瞬时排量与最大排量的比值，若以V（t）表示液压元件瞬时排量，Vmax表示液压元件的最大排量，则排量比ε=V(t)/Vmax，且ε满足−1≤ε≤1。当ε=0时，表示液压元件当前排量为零；当ε=-1或1时，液压元件当前排量最大（负号仅表示方向，与大小无关）。液压元件I与液压元件II之间的传动比ih，则ihω1ω2ε2V2maxε1V1max。液压支路传动比ihω1ω2ε2V2maxε1V1max，考虑到传动效率及最大排量（排量参照后续章节），可简化为ihε2ε1，将该式代入式（3.3）可得：ε2ε11i1i3i4i1−1i1i3i4ωC1ωS1(3.6)其中，ωC1ωeng，若车辆的瞬时速度为v(t)，则：ωS1ibv(t)3.6rw(3.7)28即：ε2ε11i1i3i43.6rw(i11)i1i3i4ibωengv(t), ，两液压元件排量比比值ε2/ε1与发动机转速-车速比值ωeng/v(t)呈Y=C+KX式线性相关，C表示1/(i1i3i4)，K表示3.6rw(i1−1)/(i1i3i4ib)。因此，结合不同工况，对机液混合传动系统行星排三构件转速情况等进行分析，确认液压元件对应状态，以制定调速规则。
（1）怠速工况车辆怠速，无功率输入，则第一行星排三构件转速都为零，若后续工况为起步加速，可认为液压系统传动比ih为无穷大，即ε2ε1无穷大，则ε10，ε2待定。
（2）起步加速车辆起步，发动机功率输入，第一行星排太阳轮转速从零开始正向增大，齿圈转速瞬间从一个较大值正向减小，液压系统传动比ih逐渐减小，即ε2ε1逐渐减小，且大于零，则ε1正向增大或ε2正向减小，由于怠速时ε10，故起步时可保持ε2不变，ε1从零开始正向增大，当ε1达到最大时，可保持ε1不变，ε2正向减小，以实现加速要求。
（3）正常减速车辆减速与加速相反，第一行星排太阳轮转速减小，齿圈转速增大，液压系统传动比ih增大，ε2ε1增大，则只需保证ε1不变，ε2正向增大，或保证ε2不变，ε1正向减小，根据当前车速情况而定。
（4）纯机械瞬时工况此工况为太阳轮转速正向增大到一定值的瞬间，齿圈转速正向减到零，液压元件I锁止，达到纯机械瞬时工况，液压系统传动比ih减小到零，即ε2ε10，则ε20，ε1待定。结合起步加速过程，此时ε1=1。
（5）双功率流加速I达到纯机械车速后，车辆继续加速，此时第一行星排太阳轮速度正向增加，齿圈转速负向增加，液压支路传动比ih负向增加，即ε2ε1<0，且绝对值逐渐增大，由于纯机械工作点ε20，且为了保证控制连贯性，双功率流加速I工况只需要ε2负向增大即可满足加速要求，ε1保持不变。
综合上述分析，从怠速起步开始一直加速到最高车速，液压系统两个排量比ε1、ε2变化规律。液压元件I排量比1从0开始正向增大到最大值，然后保持不变；液压元件II排量比ε2从最大值开始保持不变，直到ε1达到最大值时开始正向减小，减小到零后达到纯机械速度。在双功率流加速I，液压元件II排量比ε2仍保持不变，ε1负向增大。将整个图像分为两个部分，根据两个排量比和期望车速（加速踏板信号采集）之间的相互关系，可初步确定与变速器换挡类似的三参数控制规则进行分段调速，基本无级调速规则如下：va为控制临界车速，则车辆低速行驶时（v(t)<va），保证液压元件II排量最大ε21，通过调节液压元件I的排量来改变车速，即改变ε1。此时，ε1与车速v(t)的关系为：v(t)3.6rwi11i1i3i4ibε1ibωeng(3.9)车辆达到中高速时（v(t)>va），保证液压元件I排量最大ε11，通过调节液压元件II的排量来满足调速要求，即改变ε2。此时，ε2与车速v(t)的关系为：v(t)3.6rwi11i1i3i4ibε2ibωeng(3.10)其中，调速规则切换的临界速度va，即ε1、ε2等于1时的车辆行驶速度，可得：va3.6rwi11i1i3i4ibibωeng, 由于选取的一般城市工况，设定纯机械车速为60km/h，超出60km/h车速部分取ε230为负值进行控制。但当加速度不一致时，排量比变化率会发生变化，对双可逆变量泵/马达而言，行程调节速率不稳定，在急加速、减速情况下可能发生迟滞现象，故增加行程调节系数α，在调节速度变化剧烈情况下进行修正，避免该情况发生。其中行程调节系数αvaddεdt，其中vad为液压元件调节速度最大值，行程调节系数的大小反映液压调节速度。因此，整个无级调速规则由期望车速v(t)（加速踏板信号）、排量比ε1、排量比ε2、行程调节系数α等四参数对行驶工况进行分段协调控制以实现无级调速。
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