传动技术论文范文

2022-05-09

下面小编整理了一些《传动技术论文范文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!【摘要】我国工业建设最近几年随着我国整体经济建设的快速发展而发展迅速,现代工业自动化生产中,电气传动及控制系统的应用越来越广泛。特别是在交通运输以及高端运载装备等领域的作用更为显著。然而,电气传动及控制系统的调速方式及传动技术的不足造成系统能耗增加。

第一篇:传动技术论文范文

液压传动技术在柴油车上的应用

摘 要:随着科学技术飞速发展,社会各领域迎来了更多发展机遇,但对传统技术产生了巨大冲击。为了适应工业等领域的发展,液压传动技术作为一项新型技术,以其自身突出的优势,在多个领域得到了广泛应用和普及,并取得了可喜可贺的成绩。本文将从液压传动技术起源及其优点入手,分析该项技术应用于柴油汽车上的必要性,最后探讨具体设计及应用措施。

关键词:液压传动技术;柴油车;应用

近年来,柴油车逐渐朝着驾驶方便、运行平稳等方面发展,而其中液压技术作为一种具有缓冲性能的技术,在提高柴油车安全、可靠性等方面发挥着积极作用。基于液压传动技术的众多优点,在应用中,其能够结合柴油车运行实际状况,对柴油车启动、运行等系统进行相应的控制,从而有效提高汽车的综合性能并确保人身安全。因此加强对液压传统技术在柴油车上应用的研究具有积极意义。

1 液压传动技术概述

液压传动最早建立在液体静压力传统原理基础之上,作为一门新兴技术,其是工农业生产中应用较为广泛的一门技术[1]。现代社会中,传动技术水平高低成为衡量一个国家综合实力高低的重要衡量标准。

液压传动技术具有很多突出的优点,对此其应用范围较广,通常在工业塑料加工机械、压力机械等领域均得到了广泛应用。如土木工程运用的防洪闸门,还有工业应用的火焰操作装置等。对于液压系统而言,主要由动力、执行等多个元件构成。

2 液压传动技术在柴油车上应用的必要性

柴油车作为交通运输工具的重要组成部分,其在工业领域发展中占据十分关键的地位,具有机动性强、载重量大等优势,已经是现代化工业发展中的一部分。但是,相比较国外发达国家,我国柴油车设计及制造起步较晚,尚处于发展阶段,存在诸多局限性,如牵引力小、运输能力有待提高等问题,难以满足更大规模的作业需求,且安全性、可靠性令人堪忧[2]。而液压传动技术的出现及应用,能够突破上述弊端,提高柴油车载重能力的同时、还能够确保其运输安全性。将液压传动技术应用到柴油车上成为未来柴油车发展的必然趋势。

3 基于液压传动技术,对柴油车的设计方案

3.1 整体设计思路

在对柴油车进行设计时,首先要掌握液压传动技术的设计原理。具体来说,在柴油车上的液压传动系统主要分为3个部分:第一,主系统,由6个液压马达牵引装置、轴向柱塞变量泵等构成;第二,控制系统,由液压阀、补油泵等构成,该环节主要是为柴油车提供柴油,实现对车辆运行速度的有效控制;第三,辅助系统,是由制动泵、液压阀等构成,以此来达到对柴油车的启动及控制[3]。通过从整体上对系统的把控,能够为柴油车的改造提供科学的依据,进而推进整个设计及改造过程顺利进行。

3.2 加强对液压主回路的设计

本文设计思路主要是将闭式系统设计成为液压主回路,具体从4个方面入手:一是设计补油阀,促使补油泵中的冷却油经过该环节统一进入到环路当中;二是实现对速度控制阀的设计,以达到对柴油车运行速度的有效控制目标,与此同时,兼顾对主要环路的供油任务,当柴油车马达获得能源后带动柴油车运行;三是增加清洗冷却阀,增加该元件,能够及时对环路中的热油进行冷却处理,实现对柴油的循环使用,为柴油车运行提供源源不断的动力;四是超压阀,主要调整液压主回路系统的压强,确保柴油车稳定运行,不仅如此,还能够保护主泵及避免柴油外漏。

3.3 关注辅助回路的设计

不同于汽车,柴油车在使用过程中,存在主泵转动迟缓等问题,影响柴油发动机正常运行。因此,为了避免该问题的困扰,可以在辅助回路中安置一个辅助泵,并利用超动蓄能器启动柴油车,以此来保障对柴油车的供油、维持断油阀等环节有序运行。

辅助回路作为液压传动技术应用于柴油车的关键设计环节,主要是利用安全踏板阀划分和控制辅助泵中柴油的运行方向,如若发现柴油运行方向及速度出现异常情况,将利用传统隔离阀调整柴油运行方向,以此来满足柴油车的运行需求。在柴油车运行过程中,液压传动系统还将利用梭阀对制动隔离阀进行有效控制,促使其能够回归到正确的位置,并在液压操作下进入到另一端梭阀中。

柴油发动机调速阀的一级柱塞为发动机运行奠定了坚实的基础,且能够进一步使制动缸达到柴油车运行速度的提升。不仅如此,将液压传动系统与辅助回路有机整合,还能够提高柴油车的载重量,更好地适应大规模的工业运输需求。

3.4 重视对增压回路的设计

柴油车在运行过程中,柴油使用后会产生热量及杂质,如果忽视对热油的冷却及清洁处理,柴油发动机的寿命将会大打折扣。因此应重视对柴油车增压回路的设计,实现对柴油的清洁及冷却处理,提高柴油利用效率。

通常情况下,液压传动系统中的柴油都是循环后在系统内部中使用的,由于经过多个环节,所以会产生杂质且温度较高。因此应在回路当中装置6μm的滤芯,以此来实现对循环柴油的过滤及清洁处理,确保进入到主驱动环节的柴油的清洁度。另外,随着能源日趋减少,柴油价格也水涨船高,为了控制输油速度,适应柴油车节能设计发展趋势,还应增加节流阀,将其安装在油箱的主液压管路之上,以此来控制系统中柴油的流量。柴油车液压传动系统设计是一项系统、复杂性工程,在具体实践中,要加强对技术及柴油车系统的研究,确保二者有机整合,以促使液压传动技术更好地发挥积极作用。

4 结论

根据上文所述,液压传动技术作为一项新型技术,其在柴油车上的应用已经成为未来柴油车发展的必然趋势。因此在柴油车设计过程中,应加强其中各个环节与液压传动技术的整合,以此来提升柴油车整体性能,更好地为我国工业领域的发展提供支持。另外,我国传动技术水平与发达国家水平相差甚远,相关人员还应加大对该项技术的研究力度,不断提高传动技术水平,促使其朝着环保、人性化等方向发展。

参考文献

[1]白月香,张勇明.柴油机单轨吊的液压传动系统[J].煤炭技术,2012,(3):9-11.

[2]王钦,祝安定,徐孝辉.柴油机单轨吊行走系统建模及参数匹配[J].农业装备与车辆工程,2014,(3):19-21.

[3]王龙生.煤矿高效辅助运输成套系统研究与应用[J].煤炭科学技术,2014,(9):77-82.

(作者单位:山东省青州市高新技术研究所)

作者:王志忠

第二篇:电气传动及控制系统的节能技术

【摘要】我国工业建设最近几年随着我国整体经济建设的快速发展而发展迅速,现代工业自动化生产中,电气传动及控制系统的应用越来越广泛。特别是在交通运输以及高端运载装备等领域的作用更为显著。然而,电气传动及控制系统的调速方式及传动技术的不足造成系统能耗增加。

【关键词】电气传动及控制系统;节能技术

引言

我国经济建设自改革开放发展至今已经取得了非常不错的成就,其成果已经遥遥领先其它发展中国家。近年来,随着社会经济水平的不断提高,我国的科学技术得到进一步的发展,其中电气传动系统应用的范围越来越广泛,并且逐渐成为电气传动系统未来发展的主要方向。

1电气传动设备系统构成

电气传动设备的系统构成,主要分4大模块,一是电源;二是控制设备;三是电动机;四是传动机构。在运行过程中,电源驱动电动机,把电能转化成机械能,向传动机构传递,传动机构利用机械能进行各种有效的控制功能,实现生产操作的机械化。随着电磁感应技术的广泛应用,多功能的传感器元件在电气传动设备中发挥了积极的技术作用,使机电设备传动系统控制的自动化水平不断提高。

2电气传动及控制系统的能量损耗

随着现代工业生产的自动化需求不断加大,电气传动技术及控制系统不仅满足调速的要求,关键在于通过传动来精确控制实现目标位置和运动轨迹,这就为电气控制系统的发展带来机遇。然而,在电气传动及控制系统发展的同时还存在系统能量损耗的问题,导致电能转换为机械能的能量转换过程中利用率较低。那么如何提高能量利用率成为电气传动及控制系统的关键问题。目前,供给电气传动的电能消耗与电动机的结构形式及调速系统有关,合理选用变频调速系统则会有效降低能量转换过程中的能耗。此外,针对整个控制系统而言,还需要有针对性的改进和优化相关的模块和装置来控制电能的消耗,以实现电气传动及控制系统节能技术的发展。

3电气传动系统控制的特点

所谓的控制就是机械控制中具有人工智能的应用技术,与机电设备的自动化控制有着显著的区别,自动化控制有固定的数学模型的限制,按照一定的设计操作程序执行运行控制步骤,控制模型对于机电一体化的生产自动化有积极的影响,减少了人员的操作负担,规避了电源切换过程中可能发生的一切风险,但是,达不到人工智能的“智慧”标准,有时还造成自动化生产的困难,无法实现设定具体的目标,数学模型会使设备的运转出现很多问题,靠设备自身根本无法完善和调整,智能化控制技术的显著特点是具有很强的人工智能,具有人脑的运行运作机制,远远超越了数学模型的功能和技术优势,能够根据机电一体化设备运行状态对控制行为、技术和措施进行随机的优化和调整,能够对设备的运行环境进行具体的分析,与时俱进,有很好的自我修复和完善功能;另外,智能化技术还能够通过提升系统设备的规范性与合理性不断适应工况的随机转变,从而不断提升工作效率。智能控制技术虽然处于起始探索阶段,但是普及应用非常广泛,在生产中的贡献和积极作用也相当明显,积极地开展对智能控制技术的研究,对机电一体化生产的技术革新具有促进作用。

4系统头文件

就现阶段的发展来看,电气传动系统在工业生产的使用率已经相当高了,电气传动系统实现了生产的自动化,这主要是因为其是一种中央处理的网络化电气控制系统,结合了检测技术与自动化控制,提高了企业的生产效率,降低了生产成本,工作人员不必再像从前一样用手操作,工作环境较从前要安全许多,工作效率也得到了显著提高。在单片机技术应用的过程中,运用系统头文件能够在很大程度上提高电气设备的性能,系统头文件几乎贯穿于每个系统端口与功能寄存器的物理地址中,为了将单片机的作用发挥到最大,工作人员会精准设置单片机。通常情况下,96系列的单片机有很多型号,每种型号的功能和芯片皆有不同。另外,单片机的型号也各有不同,各种型号的功能也不一样,需要根据具体的需求,来确定所涵盖的型号头文件,因此,在需要转移程序时,只需变换头文件,减少了工作量,提高工作效率。

5低能耗、高性能电气传动及控制系统节能技术

1.具有模块化特点的自适应无源软开关逆变装置,该装置主要考虑电力转换过程引起的开关损耗而进行的发明与创新,该装置主要包含高频三相无源软开关逆变电路拓扑结构以及软开关工作模式,而且极谐振结构无源软开关逆变装置的工作原理是经过设计谐振网络对系统流量流动进行控制,使得开关达到零电流接通与断开的效果,从而降低了能量流动过程中的开关能耗。此项技术已经解决了软开关应用于大功率三相逆变器的难题。2.电能传输过程的损耗是电气传动及控制系统中较为严重的能耗问题,针对此问题,基于零序环流抑制的正负序电流及电压功率整体化控制技术应运而生,该项技术配备并联PWM整理装置,降低了在不平衡供电网络情况下无功优化和谐波补偿产生的损耗,将电能传输中的损耗降为最低。3.电机运行过程的能量损耗问题也不容忽视,目前常选用传动系统能量调节方法,采纳具有负载适应能力的电机能量优化控制技术,该技术可以有效防止电机运行中出现能量无效损耗问题,保证电机的高效可靠运行。4.基于以上三个过程中的能耗控制技术及装备,考虑电气传动及控制系统整体能量流动环节,系统能量全局相似动态优化技术不仅可以满足系统能量流动的安全可靠管理,而且可以有效降低每个流量传输环节的能耗。以上研究装置及各部分模块分别具有单独的故能和通用接口,因此该技术的应用灵活性较强,可依据不同的实际要求构建合适的控制系统。同时该项新技术可以与传统的电气传动系统进行良好配合连接,当采用该技术中的模块与装置时,那么就實现了对传统电气传动及控制系统的改良和革新。例如在卫星燃气轮机电变换及电梯电气传动等控制系统中,该项节能技术已经成功降低了整体系统能耗,为电机运行的节能和能源系统的优化提供了指导和参考,也为电能和机械能提供了较为高效的转换平台。该研究技术所构建的电气传动及控制系统节能技术适合应用于传统产业(尤其是大型及高耗能的产业)的升级,有助于推动电气传动领域的科技提升,对提高东北老工业基地装备制造水平、加强高能耗行业的能源节约和能耗降低具有重要的意义。

6低噪声布线技术的发展

由于时代在进步,科学技术在发展,传统的单片机已经不能满足当前社会发展的需求。但是先进单片机技术的应用中,电源噪声仍然会通过技术芯片干扰内部电路的正常运行,基于此,想要改变此种现象,需要根据具体情况对低噪声布线技术进行设计,比如,将电源的放置在相邻的引脚上,以此来降低技术芯片的电流量,从而降低整个系统运行过程中的噪音。

结语

电气传动及控制系统的节能技术是目前国家能源战略发展的关键技术,为了降低高耗能产业中的能源消耗,众多高校及企业从调速方式、传动技术及新装置的开发等方面进行开展研究,不同的调速系统及传动技术的能耗率存在差异性,因此应结合实际生产需要进行匹配调速系统。低能耗、高性能电气传动及控制系统节能技术的开发为电气传动领域的发展起到良好的促进作用,应该对该技术加大推广力度。

参考文献:

[1]张化光.电气传动及控制系统的节能技术.建筑工程技术与设计2018(10):77-79.

[2]朱可.现代矿山电气传动系统及节能技术发展现状.工业B,2017(015):66-68.

[3]张师耀.电气传动中的节能问题.工矿自动化,1983,2017(10):48-50.

[4]黄跃娟,唐世超,程梦圆.单片机技术在电气传动控制系统中的应用[J].时代农机,2017(06):38-39.

(作者单位:1、宝鸡市水利工程建设与管理处;2、宝鸡市水利水电规划勘测设计院)

作者:燕宝红 李勃良

第三篇:节能与新能源汽车传动技术的发展

摘要:随着创新驱动发展战略的深入实施,教育和人才改革面临前所未有的新形势、新任务和新要求。以新能源汽车技术发展及人才需求为中心,不断变革创新,超越自己,力争做新能源汽车技术培训的驱动者。面对世界各国日益严格的燃油消耗和排放法规,世界汽车工业正面临着一场深刻的变革,汽车电动化已经成为不可逆转的趋势。本文围绕汽车传动系统的核心部件自动变速器或机电耦合系统,叙述了节能与新能源汽车传动技术的最新发展进度和发展趋势。

关键词:节能:新能源汽车;传动技术

随着《中国制造2025》和“互联网+”等国家战略的深入推进,新能源汽车产业在“十三五”期间将出现新的发展高峰。国家层面,新能源汽车是中国由汽车大国向汽车强国迈进的必由之路;企业层面,新能源汽车已经成为企业占领制高点的必要条件[1]。但在国内新能源汽车产业取得喜人成绩的背后,依然存在诸多的挑战和困难。目前,国内新能源汽车传动系统在技术先进性、可靠性和安全性等方面仍亟待提高。

1背景简述

2017年,国内车市的增速遭遇近年来的首次大幅度“跳水”,但新能源车在各类利好政策的扶持下则春风依旧,依然保持高速增长的发展态势。据中国汽车工业协会发布数据显示,2017年下半年新能源汽车生产75.1万辆,销售50.68万辆,同比分别增长2.6倍和2.7倍。其中201 7年8月新能源汽车生产91303辆,销售118054辆,同比分别增长219倍和3.5倍。

在上海第4届国际CTI论坛上,顾问委员会主席、德国布伦瑞克工业大学汽车工程技术研究院院长Ferit Kucukay教授在其演讲一开始就提到,“作为汽车制造的核心部件,传动系统及变速器研发领域在此大环境下,面临的不仅是一个巨大的挑战,同时也是一个巨大的机遇,汽车传动系统的效率及燃油消耗将在中国汽车市场扮演越来越重要的角色”[2]。针对新能源汽车发展对传动系统带来的影响和挑战,技术发展未来趋势、人才培养等问题仍需进行必要的探究。

2目前影响传动技术变革的因素

新能源汽车用电动机来驱动行驶,选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素。因此研發或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低和效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。

影响新能源汽车传动技术的因素主要来自于3个方面,即政策、经济和科技。各国节能减排标准日渐严苛,石油价格高涨,为满足车企要求及车主用车成本,传动系统势必要做出调整,无论对于传统的内燃机还是新能源车辆。此外近年来,可替代材料的出现、自动驾驶以及车联网等技术的不断渗透,都在影响着传动系统的变革。

3不同驱动力车型其传动技术未来的发展状况

新能源传动技术的快速发展,让传统内燃机感受到了压力,因此,进行不断改进来提升内燃机技术,再加上成本较低,优势还是比较明显[3]。在考虑电气化之前,要充分挖掘传统传动系统的潜力。然而,如果希望能进一步降低油耗,混合动力和电动传动则是很好的补充。

目前,如果不配备混合动力的话,传统自然吸气发动机以4~5速的传动系统是无法达到节能减排相关标准的。以C级及更小级别的车型为例,只有通过采用小排量直喷涡轮增压发动机并配备7~9速的自动变速器才能满足法律法规需求。而对于运动型多功能车等大型车辆来说,则必须采用混合动力系统才能满足油耗及排放的要求。电气化将是未来发展的一个大趋势,因此市场充斥多种解决方案是有必要的。

4新能源汽车传动技术未来的发展趋势

无论是HEV还是PHEV对所配置的传动系统都提出了较高的要求。在实现技术提升方面有一个有效的方案是在变速器内集成1~2个电机,从而实现我们所谓的“主动变速器”,这类变速器有着以下的一些特征。

(1)变速器内包含有电机、功率电子装置、执行器、传感器、控制器。可以在变速器内将电能转换为机械能从而实现汽车驱动。

(2)变速器的主要功能与传统变速器一样,仍然是转速和转矩的转换。

(3)为实现“主动变速”,变速器可以与汽车内所有控制单元进行通信交流,特别是与驱动系统、底盘系统、驾驶辅助系统以及车载资讯娱乐系统通信。

(4)变速器内配有先进的控制策略,以实现各项性能的最优化。包括驾驶性能、舒适性、动力性、燃油经济性、最大行程及驾驶的安全性。为实现以上目标,“主动变速器”中的执行装置除了换挡任务外,还可以根据驾驶情况将发动机或电机与传动系统分开,在适当的时候再将其闭合。

以上所述的特征,主动变速器将在混合动力汽车(HEV)以及插电混动汽车(PHEV,最大电动行程20~50 km)中广泛使用。与传统汽车相比,这类新能源汽车将提供更好的燃油经济性。在法定的测试循环中,混合动力汽车的燃油经济性可以比传统汽车提升20%~30%.插电混动汽车则可以最高提升70%。

新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”(电驱动,动力电池,电控)。目前,新能源汽车所使用的控制系统大多是在传统汽车控制器基础上,再进行一些适应性的更改,形成适应于新能源汽车工作的控制软件。国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于动力电池,部分电机电控核心组件如IGBT芯片等仍不具备完全自主生产能力,具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。随着国内电机电控系统产业链的逐步完善,电机电控系统的国产化率逐步提高,电机电控市场具有的增速有望超过新能源汽车整车市场的增速。

此外,随着整车车体结构轻量化的推进,电池、动力电机、电控系统在新能源汽车整车中的成本占比也逐渐上升。根据Argonne国家实验室统计数据,新能源汽车动力总成(电机、电控、变速器)的成本分别占整车成本的15.67%(轿车)和13.69%(小型货车),总成占比仅次于电池和BMS系统。在新能源汽车补贴逐步上升的政策驱动下,动力总成成本下降的压力将逐步向上传导至电机、电控产品上。因此,电机电控市场在很大程度上仍将影响新能源汽车市场的走向。

5电动汽车传动技术

为了实现节能减排,降低对石化能源的依赖程度,从“十三五”计划开始,中国政府出台了一系列鼓励政策推动新能源汽车发展,特别是电动汽车的发展,经过多个五年计划和规划的努力,到“十三五”规划时期的2018年,中国内地的电动汽车销量突破120万辆,占比降超过世界电动车销量的一半。

伴随着电动汽车近几年的高速增长,电动汽车传动技术也日益引起重视。电动汽车传动系统分为2大类,一类是集中式电驱动技术电机与变速器或减速器直接通过传动轴连接,实现动力传动。另一类是分布式电驱动技术,又可以细分为轮边驱动和轮毂驱动。

乘用车普遍采用集中式电驱动技术,采用单级减速器。尽管电机有比发动机更好的调速特性,但由于单级减速器速比调节范围有限,使动力性、特别是中高速阶段的加速性能受到较大的限制,高效工作区也不能得到充分的利用。为了扩宽传动比范围并提升驱动电机效率,乌克兰Anto nov汽车公司研发了一款3挡的可动力换挡的ET(electric vehicle transmission),并在NEDC循环测试中,可以提升15%的工作效率。德国的GKN传动公司亦设计出了一款基于同步器换挡的2挡自动变速器,目前已经搭载于混合動力跑车上,大大降低了对前轴电机的性能需求。

在理论研究方面,国外高校做了充分的研究。英国桑德兰大学的Ren等通过仿真研究了单挡减速器、多挡位及无级变速器在不同的循环工况中,对纯电动汽车效率的提升影响。德国达妈施塔特工业大学Eberleh等针对一款最高转速23000 r/min的高速电机设计匹配了一款可动力换挡的2挡自动变速器。英国萨里大学的专家教授们以动力性与经济性作为优化目标,针对2款不同的驱动电机优选出了2组不同的传动比,该团队还设计一种新型的单高合器且无动力中断的纯电动车用2挡自动变速器,并研究了相应的换挡控制策略。此外,该团队还联合Oe rli kon grazia no公司研发了一款将2个独立驱动电机耦合起来的4挡自动变速。虽然通过同步器进行挡位切换,但通过协调双电机的控制实现了动力不中断换挡。韩国成均馆大学的Hong等,针对纯电动车用2挡DCT研究了相应的换挡控制策略,以改其换挡品质。

6结束语

汽车电动化对汽车传动技术提出了新的要求。为了进一步节能、环保,传统内燃汽车的传动系统需要有更多的挡位、更宽的速比范围、更高的传动效率。在动力电池续航里程和充电基础设施完善之前,混合动力汽车和插电式混合动力汽车是实现汽车节能减排的有效技术途径,混合动力和插电式混合动力构型方案设计和控制技术是关键,方案构型创新和最优能能量管理是国内外研究的重点。为了更好地优化电动汽车动力性,降低电耗和成本,纯电动汽车多挡位自动变速器和集成式电驱动桥日益受到国内的重视,而分布式轮毂电机驱动则是未来纯电动汽车驱动技术的发展方向。

【参考文献】

[1]张小联,胡书文.纯电动汽车电磁双离合变速传动技术市场推广可行性研究[J].赤子,2017,12(26):35-36.,

[2]李智,张翔.我国节能与新能源汽车技术发展战略与对策探究[J].汽车与配件,201 8,45(11):67-68.

[3]于永初.节能与新能源汽车技术路线图引领中国汽车产业发展[J].汽车工艺师,2016,39(12):23-24.

作者:林少宏

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