液压动力传动系推进混合动力卡车

不是所有的混合动力车辆要都依靠电动发动机、电池和电线。有些车辆是靠液压泵电动机、铃线和蓄电池的联合作用来驱动的。
技术分类: 流体动力/动力传输    作者:Joseph Ogando  发表时间:2007-06-20
胜出呢?“现在下结论的确太早,”Wendel说。
为什么液压设计更有效
      如果出现过液压混合动力时代的话,那就是现在了。“终于繁星漫天了”,Kovach说。一个原因是较高的燃油成本。根据Parker公司对液压混合动力系统的成本分析,当油价超过每加仑2美元时,2到3年的时间就可以收回投资成本。并且因为他们采用的是被证实的低成本技术,一些观察家相信,对重型卡车来说液压混合动力系统与电动混合动力系统相比成本较低。Kargul引证说,如果批量生产,他们的混合动力传动系统的成本可以控制在7000美元以内。
      近些年来液压部件的性能有所提高,液压系统中使用的斜轴式液压泵发动机也变得更小更有效率。Kargul说,他用一只手就可以拿起UPS公司展示的液压泵发动机膛,可如此小的发动机在蓄电池充满电时能产生300马力的功率,蓄电池没电时也能产生150马力的功率。
      另外一个更重要的变化与
高压液压系统中使用的蓄电池有关。Kovach回忆说,1991年当Parker公司开始着手液压混合动力系统设计时,渣土运输卡车的金属蓄电池重达3000磅。“现在我们用的是飞机上使用的太空时代复合材料,蓄电池只有300到400磅重,”他说。
       美国西南研究院也一直把重点放在碳纤维增强复合材料蓄电池上,他们的工程师还设计出了用于环境保护署车辆的蓄电池。Wendel报告说,“一般来说,一个复合材料蓄电池的重量要比钢体囊式蓄电池轻2.5倍,比活塞式蓄电池轻大约10倍。”
       但是,除了系统本身的成本和重量以外,液压系统还有一个优势,那就是功率密度。Kovach说:“说到功率密度,没有什么可以超越液压系统。”他解释说,高压蓄电池和液压泵发动机的功率密度至少是电池和电动发动机的10倍。从理论上来说,超级电容器可以接近达到这样的功率密度。“但是要应用在这些系统中成本过于昂贵,”Kovach说,据他估计,那些重型车辆所需要的一只超级电容器的成本差不多是同样功用或更好功用蓄电池的50倍。(参见功率密度图和成本资料。)
       液压动力系统供应商通过增加系统压力轻而易举就能够提高功率密度。环境保护署为UPS公司设计的演示模型可以以5000磅/平方英寸(psi)的压力运行,主要是因为建造它的工程师在当时找不到承受更高压力的铃线连接器。“我们后来找到了更高压力的连接器,设计的液压泵发动机压力可以达到7000磅/平方英寸,”Kargul说。因此,环境保护署的下一代都市厢式货车可能会以更高的压力运转。并且由于这些液压系统中的功率密度要与运行压力协调一致,Kargul拿在手里的同样液压泵发动机的功率可以从330马力提高到510马力。
       Kovach发表了同样的观点,他说Parker公司利用已有的液压技术可以提高系统压力并随之提高功率密度2倍甚至3倍。“我们的系统已经用在参加美洲杯比赛(America's Cup)的船只上了,系统的压力可以达到12000磅/平方英寸,”他说。
这样的功率密度在推进大型卡车克服高度惯性载荷时需要快速产生扭矩的场合就能发挥作用了。“电池具有更好的能量密度,但电池不能在时停时走的应用中快速地收发能量,而液压混合动力系统就可以,”Kovach说。
液压混合动力的应用
       要验证液压混合动力的应用仍然有些棘手。但是,总体来说,推广液压技术就是推进该技术在大型和时走时停卡车上的应用。
从车辆重量等级的角度来说,根据从试行车辆上所获得燃油经济增益和成本数据,环境保护署认为,液压混合动力系统适用的卡车可以从3类到最重型的8类卡车。Parker公司的Kovach则相信,液压系统在5类及以上类别的卡车上才能显现其作用。他说:“3类和4类卡车使用电动混合动力可能更好。5类卡车可以用电动系统,也可以用液压系统。但是在时走时停的6、7、8类卡车上,在很长一段时期内,没有什么技术能赶得上液压技术。”
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