APPLICATION&MAINTENANCE/应用与维修
装载机三动力源混合动力系统 ■赵继
当前应用于装载机的混合动力系统主要有2种，即油-电混合动力系统和油一液混合动力系统。本文推荐另一种综合了油-电混合动力系统和油-液混合动力系统优点的装载机新型混合动力系统，即三动力源混合动力系统。
1.系统组成及工作原理
装载机三动力源混合动力系统的组成如图1所示。发动机、蓄电池和液压蓄能器为3个动力源。发动机、发电机、电动机串联在一起，蓄电池和发电机向电动机提供动力，由电动机驱动液力变矩器工作。液压泵/马达通过变矩器与装载机的传动轴连接，液压蓄能器通过液压泵/马达吸收和释放能量，以实现装载机制动能回收与再利用。
三动力源混合动力系统可采用功率较小的发动机。其发动机有2种工作模式：一种是工作在燃油经济最佳工况（常态），此时发电机和蓄电池同时向
电动机提供电能；另一种是工作在最高功率工况（暂时），此时发电机向电动机提供电能，同时给蓄电池充电。该混合动力系统还可利用液压蓄能器高功率密度的特点吸收制动能，并在铲掘作业
时释放出来，以提高铲掘力。 2.主要部件选配方案
该混合动力系统主要部件的选配要能够满足装载机行走及工作装置动作的需求，同时又能够充分发挥3个动力源协调工作的特点。本文以ZL50型装载机为原型机，对其三动力源混合动力系统的主要部件进行选配（计算过程从略）。
所选电动机的额定功率，应满足 ZL50型装载机在水平路面上行驶的需求。考惠到ZL50型装载机满载质量、行驶速度、滚动阻力系数、额定滑转率以及传动系统总效率等因素，将电动机额定功率定为75kW，所选三相异步电动机
工作装置多路换向段
腾电池
发动机
发动机控制器
转向泵
辅助泵
车辆控制器
车辆运行指令信号
车辆运行状态信号
型号定为Y280S-4型。
所选液压泵/马达应能提供ZL50型装载机铲掘物料时所需额外驱动力，并满足再生制动力需求。考虑到ZL50型装载机牵引力、动力半径、主减速比、轮边减速比、变矩器变矩比、制动强度以及车轮动力半径等因素，液压泵/马达最大功率定为236kW，最大扭矩定为1075 Nm，所选液压泵/马达的型号定为力士乐A11V0190型。
所选液压蓄能器的容积，应能吸收装载机作业工况下制动时产生的全部制动能。考虑到液压蓄能器内气体的充气压力和体积，以及压力气体的多变过程指数等因素，决定选用容积为50L的气囊式液压蓄能器。
所选发动机、发电机和蓄电池的功率要能够保证整机的正常工作。将发动机及发电机的额定功率定为90kW（额定转速2300r/min），蓄电池总功率定为39kW。
液压蓄能器换向阔
压力传感器
机
换向阅
液压豪/马达
离合器
/马达控制组
机械制动控制器
图1装载机三动力源混合动力系统结构
188|手糖修CM&M2013.07
械制动器