工程机械混合动力系统实验台测控系统工程机械混合动力系统实验台测控系统.pdf

第 33 卷第 1 期 振动、测试与诊断 V ol. 33 N o . 1 年 月 2013 2 Journal of Vibratio n, Measurement Diagnosis F eb. 2013 工程机械混合动力系统实验台测控系统 黄中华1, 2, 　刘　质2 , 　胡　琼2 , 　刘少军2 ( 1. 湖南工程学院机械工程学 院　湘潭, 411101) ( 2. 中南大学机电工程学院 　长沙, 410083) 摘要　为 了研究工程机械混 合动力系统的机电 耦合特性和 轴系的振 动特性, 研制了由 柴油机、电动机和 液压泵共 轴连接组成的工 程机械混合动力系统 实验台。设计了由工 控机、PCI 总线控制卡 和组态软件组成的 实验台测控系 统, 分析测控系统输入信号和控制信号的数量与类型, 确定测控系统控制策略的设计原则和开发过程。通过在柴油 机输出轴的端面布置 3 个加速 度传感器实现柴油 机工作时曲轴的振 动特性, 对不 同负载功率下柴油 机曲轴的振动 特性进行试验测试。测试结果表明, 柴油机曲轴的振动能 量集中在径向, 轴向的振动能 量可忽略不计; 设计的测控 系统能实现混合动力系统轴系振动性能测试 。 关键词　混合动力系统; 测控系统; 实验台; 工程机械 中图分类号　T U 621 动力系统在状态切换时轴系产生转速波动和冲击载 引　言 荷[ 2-7] 。混合动力系统在运行时, 电动机和柴油机之间 经常会因转速不同步而产生顺拖或倒拖, 在动力系统 随着全球工业的发展, 能源短缺和环境污染问 的轴系上产生冲击转矩或交变转矩。当作用于轴系上 题日趋严重, 品种和数量不断增加的工程机械所消 的冲击转矩过大时, 轴系的某一截面可能会发生强度 耗的能源和排放的污染物已经引起了广泛关注, 国 失效。当作用于轴系的交??转矩频率与轴系某阶扭振 内、外对工程机械尾气的排放及噪声等限制也愈加 频率相等或相近时会产生谐振[ 8-12] 。 严格。混合动力技术既继承了电动力作为“绿色”能 与汽车平稳的工况相比, 工程机械负载变化幅 源超低排放的优点, 又弥补了电池动力不足的缺点, 度大、变化频繁, 混合动力单元各部件状态需要随负 它在汽车行业的成功应用为耗能大、排放差的工程 载变化而快速调整、匹配负载, 在混合动力汽车中并 机械领域提供了借鉴。近年来, 混合动力工程机械受 不突出的机电耦合问题在工程机械中显 得格外重 到了工程机械领域的高度重视, 已成为国内、外著名 要。混合动力系统较纯发动机驱动方式不同, 系统的 工程机械生产厂家的研究热点[ 1] 。 激励特性被改变, 从而影响动力和传动系统的振动 工程机械混合动力系统中的柴油机、电动机和液 特性。为了研究发