节能型独立电驱动装载机驱动控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种节能型独立电驱动装载机驱动控制系统及方法，系统独立驱动，前后各设置电机、主减速器和轮边减速器，此外分为两种情况，一种是在前桥的电机一与主减速器之间加装变速器以提高驱动力，一种是通过改变电机一的参数提高驱动力。在控制策略上，根据车速以及系统的配置，确定需求扭矩的分配。本发明专利技术能够使两电机根据不同的需求扭矩进行工作，从而满足装载机四驱工作需要，并最大限度的减少寄生功率，提高电机使用效率和资源的合理分配。提高电机使用效率和资源的合理分配。提高电机使用效率和资源的合理分配。

【技术实现步骤摘要】
节能型独立电驱动装载机驱动控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及铲运工程机械
，具体涉及一种节能型独立电驱动装载机驱动控制系统及方法。

技术介绍

[0002]装载机用于土壤、砂石、煤炭等散装物料的装卸、搬运以及施工作业等，其广泛应用于各类施工场所。目前，轮式装载机驱动控制系统普遍采用的是以内燃机为动力，传动装置为液力传动，其主要由发动机、变矩器、动力换档变速器、传动轴、驱动桥等组成。该方式的动力传动系统技术成熟，发动机一般以柴油发动机为主。
[0003]但是其缺点在于：
[0004]发动机燃油消耗大，浪费能源，污染环境。液力变矩器传动效率低，一般工作时平均效率只有30％左右；对装载机所用的动力换档变速器为多档变速器，一般为前进三个档后退三个档或前进四个档后退四个档；变速器换档采用液压手动操作，结构复杂，制造成本高，维修困难。四驱装载机在行驶过程中，由于前后桥载荷变化较大，前后桥轮胎半径变化也较大，因此装载机在工作过程中由于前后轮角速度相同，线速度不同所产生的寄生功率也达到了行驶功率的20％以上，造成了巨大的能量浪费。找出一种能满足装载机正常工作，又将寄生功率减至最小的装载机构型及控制方法十分必要。
[0005]在专利技术专利申请号201911216703.7、201510559655.7和技术专利申请号201922126881.2、201520682565.2中提出了前后桥独立驱动装载机结构，特别是201510559655.7对前后桥独立驱动装载机的驱动力矩分配也做了相应的研究，但仅是针对电机的效率和电机出现打滑的情况进行了探讨，并未现实的考虑装载机的标准使用工况及前后桥电机的使用特点，在实际生产中会有一定的局限。

技术实现思路

[0006]为此本专利技术提供一种既能满足四驱工作需要，又能最大限度的减少寄生功率产生，又能提高电机使用效率的节能型独立电驱动装载机驱动控制系统及方法。
[0007]因此本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种节能型独立电驱动装载机驱动控制系统，包括
[0009]在前桥设置电机一、主减速器一和轮边减速器，以及电机一与主减速器一之间设置变速器；
[0010]在后桥设置电机二、主减速器二和轮边减速器；
[0011]所述电机一的转速按如下公式计算：
[0012]ω
电机_1
＝(V
前轮
*i
主减
*i
轮边
)/r
前轮
ꢀꢀꢀ
(1)
[0013]ω
电机_1
：电机一的转速；
[0014]V
前轮
：装载机前轮的线速度；
[0015]i
主减
：主减速器速比；
[0016]i
轮边
：轮边减速器速比；
[0017]r
前轮
：前轮半径；
[0018]所述电机一的扭矩按如下公式计算：
[0019]T
pp_1
＝(G
前轮
*μ*r
前轮
)/(i
主减
*i
轮边
)
ꢀꢀꢀ
(2)
[0020]T
pp_1
：电机一的扭矩；
[0021]G
前轮
：前轮的垂向载荷；
[0022]μ：轮胎与地面静摩擦系数；
[0023]所述电机二的转速按如下公式计算：
[0024]ω
电机_2
＝(V
后轮
*i
主减
*i
轮边
)/r
后轮
ꢀꢀꢀ
(5)
[0025]ω
电机_2
：电机二的转速；
[0026]V
后轮
：装载机后轮的线速度；
[0027]r
后轮
：后轮半径；
[0028]所述电机二的扭矩按如下公式计算：
[0029]T
pp_2
＝(G
后轮
*μ*r
后轮
)/(i
主减
*i
轮边
)
ꢀꢀꢀ
(6)
[0030]T
pp_2
：电机二的扭矩；
[0031]G
后轮
：后轮的垂向载荷；
[0032]μ：轮胎与地面静摩擦系数；
[0033]所述主减速器一和主减速器二的选型一致，所有轮边减速器选型一致，且主减速器与轮边减速器的速比乘积为21～25；
[0034]所述变速器选取传动比增加一倍的变速器；
[0035]所述电机一采用工作范围为额定转速两倍的主轴承。
[0036]进一步地，取当V
前轮
最大时的ω
电机_1
为电机一的额定转速ω
e_1
；
[0037]取当V
后轮
最大时的ω
电机_2
为电机二的额定转速ω
e_2
；
[0038]取装载机满载工况下的电机一的扭矩为电机一的最大扭矩T
pp_1max
；
[0039]取装载机空载工况下的电机二的扭矩为电机二最大扭矩T
pp_2max
。
[0040]一种节能型独立驱动装载机驱动控制系统，包括
[0041]在前桥设置电机一、主减速器一和轮边减速器；
[0042]在后桥设置电机二、主减速器二和轮边减速器；
[0043]所述电机一的转速按如下公式计算：
[0044]ω
电机_1
＝(V
前轮
*i
主减
*i
轮边
)/r
前轮
ꢀꢀꢀ
(3)
[0045]ω
电机_1
：电机一的转速；
[0046]V
前轮
：装载机前轮的线速度；
[0047]i
主减
：主减速器速比；
[0048]i
轮边
：轮边减速器速比；
[0049]r
前轮
：前轮半径；
[0050]所述电机一的扭矩按如下公式计算：
[0051]T
pp_1
＝(2*G
前轮
*μ*r
前轮
)/(i
主减
*i
轮边
)
ꢀꢀꢀ
(4)
[0052]T
pp_1
：电机一的扭矩；
[0053]G
前轮
：前轮的垂向载荷；
[0054]μ：轮胎与地面静摩擦系数；
[0055]所述电机二的转速按如下公式计算：
[0056]ω
电机_2
＝(V
后轮
*i
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能型独立电驱动装载机驱动控制系统，其特征在于：包括在前桥设置电机一、主减速器一和轮边减速器，以及电机一与主减速器一之间设置变速器；在后桥设置电机二、主减速器二和轮边减速器；所述电机一的转速按如下公式计算：ω
电机_1
＝(V
前轮
*i
主减
*i
轮边
)/r
前轮
ꢀꢀꢀ
(1)ω
电机_1
：电机一的转速；V
前轮
：装载机前轮的线速度；i
主减
：主减速器速比；i
轮边
：轮边减速器速比；r
前轮
：前轮半径；所述电机一的扭矩按如下公式计算：T
pp_1
＝(G
前轮
*μ*r
前轮
)/(i
主减
*i
轮边
)
ꢀꢀꢀ
(2)T
pp_1
：电机一的扭矩；G
前轮
：前轮的垂向载荷；μ：轮胎与地面静摩擦系数；所述电机二的转速按如下公式计算：ω
电机_2
＝(V
后轮
*i
主减
*i
轮边
)/r
后轮
ꢀꢀꢀ
(5)ω
电机_2
：电机二的转速；V
后轮
：装载机后轮的线速度；r
后轮
：后轮半径；所述电机二的扭矩按如下公式计算：T
pp_2
＝(G
后轮
*μ*r
后轮
)/(i
主减
*i
轮边
)
ꢀꢀꢀ
(6)T
pp_2
：电机二的扭矩；G
后轮
：后轮的垂向载荷；μ：轮胎与地面静摩擦系数；所述主减速器一和主减速器二的选型一致，所有轮边减速器选型一致，且主减速器与轮边减速器的速比乘积为21～25；所述变速器选取传动比增加一倍的变速器；所述电机一采用工作范围为额定转速两倍的主轴承。2.根据权利要求1所述的节能型独立电驱动装载机驱动控制系统，其特征在于：取当V
前轮
最大时的ω
电机_1
为电机一的额定转速ω
e_1
；取当V
后轮
最大时的ω
电机_2
为电机二的额定转速ω
e_2
；取装载机满载工况下的电机一的扭矩为电机一的最大扭矩T
pp_1max
；取装载机空载工况下的电机二的扭矩为电机二最大扭矩T
pp_2max
。3.一种节能型独立电驱动装载机驱动控制系统，其特征在于：包括在前桥设置电机一、主减速器一和轮边减速器；在后桥设置电机二、主减速器二和轮边减速器；所述电机一的转速按如下公式计算：
ω
电机_1
＝(V
前轮
*i
主减
*i
轮边
)/r
前轮
ꢀꢀꢀ
(3)ω
电机_1
：电机一的转速；V
前轮
：装载机前轮的线速度；i
主减
：主减速器速比；i
轮边
：轮边减速器速比；r
前轮
：前轮半径；所述电机一的扭矩按如下公式计算：T
pp_1
＝(2*G
前轮
*μ*r
前轮
)/(i
主减
*i
轮边
)
ꢀꢀꢀ
(4)T
pp_1
：电机一的扭矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩云武，贾金山，张明远，孙彩凤，陈纪龙，蒋满，付全硕，
申请(专利权)人：江苏电子信息职业学院，
类型：发明
国别省市：