用于公交車制動能量回收液壓系統的研究

摘要：經調查發現，公交車在行駛過程中，約有將近一半的能量在制動中被消耗。若能將制動過程中消耗掉的能量回收，可達到節能減排、能源再利用的效果。設計公交車制動能量回收液壓系統，并進行仿真模擬，對公交車制動能量回收工程具有積極的作用。

關鍵詞：公交車制動；能量回收；液壓系統；研究

1公交車制動能量回收液壓系統的設計研究背景

公交車制動能量回收液壓系統的研究設計除了考慮系統本身的參數之外，還需要考慮公交車在城市道路行駛過程中的各種參數。比如，公交車制動能量回收液壓系統所回收的能量主要是公交車在輕度制動過程中所消耗浪費掉的能量，那么城市道路的路況決定了公交車制動的次數和時間，從而也影響了公交車制動能量回收液壓系統的設計是否具有現實意義。

本文隨機抽取了我國東部、西部、南部、北部經濟和城市化發展差距較大的地區中具有代表性的城市，對城市道路行駛參數進行了分析。分析的道路行駛的參數為道路寬度、道路坡度、一天各個時間點的路況和車流量、交通燈設置的數量和位置等能夠體現出一座城市交通道路狀況的相關數據。對參數進行分析對比后發現，經濟發達地區的城市道路與經濟不發達地區的城市道路行駛參數存在一定的差異，但總體上來看，相同的是城市道路對于公交車制動的影響普遍存在，并具有不可避免性，即不會因為城市經濟的發展情況而增加或減少了道路狀況對公交車制動的影響。因此，本文的研究具有普遍的意義和價值，符合我國的國情，并且研究成果可以進行推廣。

2公交車制動能量回收液壓系統的設計方案

根據公交車發動機的結構可以知道，若將能量回收液壓系統安裝在變速箱輸入軸上，則需要對公交車發動機進行較大的改動才能安裝上。因此，經過綜合分析和多次試驗，主要為泵的釋放能力和液壓回收系統中蓄能容積和泵排量參數對回收系統效率的影響。將能量回收液壓系統安裝在變速箱的輸出軸上，即可以達到能量回收液壓系統工作穩定，又方便操作，不需要對發動機的變速箱進行改動。

能量回收液壓系統由驅動模塊、控制模塊和傳輸模塊組成。驅動模塊主要對制動能量進行回收和釋放；控制模塊是對各種信號進行決策處理和操控的；傳輸模塊是將控制模塊的各種決策信號傳輸到驅動模塊，保障信號的暢通。

公交車制動能量回收液壓系統的工作流程是：當公交車處于輕制動狀態，會將信號傳輸到控制模塊，此時由于慣性帶動泵發生運動，動能被轉化成壓力能并存儲到儲能器中。當公交車處于啟動或者加速的狀態時，儲能器會將壓力能轉化成動能，帶動泵發生運動。

3公交車制動能量回收液壓系統設計方案的驗證試驗

經過理論分析，公交車制動能量回收液壓系統的設計方案具有可行性，并能取得一定的效果。為了驗證理論方案在實際操作中的效率，利用AMESim進行驗證試驗。圖1為利用AMESim做出的驗證試驗的數據模型。

3.1試驗過程

將AMESim建成的數據模型進行能量回收和釋放的操作，模擬公交車制動和啟動或者加速時各零部件的工作狀態。

公交車制動時，兩個離合器發生接通狀態與斷開狀態的交換，此時在慣性的作用下，泵隨之發生運動，能量由動能轉化成液壓能存儲在儲能器中。

當公交車處于啟動或者加速時，離合器接通后，儲能器中的壓力能就轉化成動能作用在輪子上。

3.2數據分析過程

LabVIEW是一種圖形化的編程語言的開發環境，它廣泛地被工業界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件。為了保證數據分析的準確性，數據采集的精確性，試驗利用LabVIEW2013進行數據采集分析程序編寫，對驗證試驗的數據進行采集和分析。（b）飛輪轉速曲線

8.8得出結論

通過程序的分析，可以得出以下結論：第一，儲能器的壓力影響能量回收的效率，儲能器的容積越大，壓力越低，能量回收所需的時間越長，回收的效率越差；第二，泵的排量影響能量回收的效率，泵的排量越大，儲能器的壓力越大，能量回收所需的時間越短，回收的效率越高；第三，公交車制動能量回收液壓系統的設計方案具有可操作性，合理的設置儲能器的容量參數和泵的排量參數，可以達到理論預計的較高的能量回收再利用的效果。分析如圖2所示。

4結語

節能減排是城市可持續發展戰略的重要組成部分，能源的再利用對我們的生活具有重大的意義。希望本文提出的設計方案在城市節能減排和能源再利用的實踐中能夠得到應用，同時也相信將會有更多更高效的方案被設計研究出來。