液壓輔助驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于重型商用車及工程運(yùn)輸車輛上的能量回收系統(tǒng)，更確切地 說，本發(fā)明涉及一種液壓輔助驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)能量回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)后驅(qū)重型商用車及工程運(yùn)輸車輛工作環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)在沙地、泥濘及冰雪 等低附著系數(shù)路面或大坡度路面上行駛，常出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪打滑、驅(qū)動(dòng)力不足等問題。為解決這 一問題，多將車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為機(jī)械四驅(qū)方案，然而該類型車輛在良好路面上行駛時(shí)會(huì) 產(chǎn)生寄生功率，且車輛自重較大。另一種有良好應(yīng)用前景的解決方案為采用技術(shù)成熟的液 壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過在車輛前輪輪轂中安裝低速大扭矩液壓輪轂馬達(dá)將車輛改裝為四驅(qū)動(dòng)力 系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有尺寸小、重量輕、功率密度大等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 在美國(guó)、日本以及歐洲一些國(guó)家，早在70世紀(jì)就提出了液壓輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如力士 樂、波克蘭、MAN等公司已相繼推出用于工程車輛的液壓輔助前輪系驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。雖然這些系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)各異，但主要元件都包括液壓栗、換向閥和液壓馬達(dá)等。在當(dāng)前工程應(yīng)用需求和液 壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)突出優(yōu)勢(shì)的驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)也逐漸開展了相關(guān)研究。如中國(guó)專利公布號(hào)為 CN103790876A，公布日為2014-05-14,公開了一種閉式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。中國(guó)專利公布號(hào)為 CN104859424A，公布日為2015-08-26,公開了一種液壓輪轂馬達(dá)輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。二者雖然采 用了不同的技術(shù)方案，但都屬于采用液壓栗與液壓馬達(dá)構(gòu)成閉式回路進(jìn)行前輪輔助驅(qū)動(dòng)技 術(shù)。雖然后者可滿足工程應(yīng)用中大流量要求，但是系統(tǒng)不能對(duì)車輛制動(dòng)能量進(jìn)行回收，高附 著大坡度路面上，牽引力提高效果不理想。
[0004] 另外，傳統(tǒng)后驅(qū)重型車輛運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能較大，頻繁制動(dòng)時(shí)將導(dǎo)致制動(dòng)器升溫較快，不 僅浪費(fèi)了能量而且降低了制動(dòng)器的壽命，甚至影響行車安全性。為解決這一問題，常用的方 法是安裝緩速器，雖然車輛的行車安全性得到提高，但是卻無益于車輛能量使用效率的提 高，且會(huì)使車輛成本增加，使車輛結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。再生制動(dòng)系統(tǒng)可提供部分(或全部)車輛需 求制動(dòng)力，降低制動(dòng)器的使用頻率，提供安全性，還能夠回收部分車輛制動(dòng)能量，使車輛燃 油經(jīng)濟(jì)性得到提高?；谝簤狠o助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，添加蓄能器連接到栗-馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路，可將部 分車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)化為蓄能器的液壓能實(shí)現(xiàn)能量回收。中國(guó)專利公布號(hào)為CN102619818A，公布 日為2012-08-01，公開了一種允許能量回收的液壓傳動(dòng)裝置，該系統(tǒng)所用的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)裝置 為二次液壓元件，該元件結(jié)構(gòu)尺寸大，安裝成本高。中國(guó)專利公布號(hào)為CN103790875A，公布 日為2014-05-14,公開了 一種允許能量回收的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多種工作模式， 然而文中通過電磁閥控制高壓大流量油路的通斷，而電磁閥的流量一般較小，無法滿足實(shí) 際中的流量要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的傳統(tǒng)后驅(qū)重型商用車、工程 運(yùn)輸車輛在低附著系數(shù)路面及大坡度路面上無法滿足動(dòng)力性要求以及車輛頻繁制動(dòng)導(dǎo)致 大量能量浪費(fèi)的問題，提供了一種液壓輔助驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)能量回收系統(tǒng)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：所述的液壓輔助驅(qū)動(dòng) 與制動(dòng)能量回收系統(tǒng)包括控制單元、取力裝置、動(dòng)力輸入裝置、液壓栗組件、控制閥組、前輪 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)油罐與蓄能器。
[0007] 所述的液壓栗組件包括液壓栗組件輸入軸、液壓栗；
[0008] 所述的前輪液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一號(hào)液壓馬達(dá)與二號(hào)液壓馬達(dá)；
[0009] 控制單元通過電線和液壓栗組件與控制閥組中的控制信號(hào)輸入端、傳感器的輸出 端連接;取力裝置與動(dòng)力輸入裝置采用萬向節(jié)或花鍵副相連接，動(dòng)力輸入裝置采用液壓栗 組件輸入軸與液壓栗同軸連接，液壓栗組件依次采用管路和控制閥組上的MG端口、MA端口、 MB端口連接，控制閥組上的D2端口、D3端口依次和一號(hào)液壓馬達(dá)的兩個(gè)進(jìn)出油口管路連接， 控制閥組上的D4端口、D5端口依次和二號(hào)液壓馬達(dá)的兩個(gè)進(jìn)出油口管路連接，控制閥組上 的T1端口、T2端口及T3端口采用管路與儲(chǔ)油罐連接;控制閥組上的Acc端口與蓄能器管路連 接。
[0010] 技術(shù)方案中所述的控制單元通過電線和液壓栗組件與控制閥組中的控制信號(hào)輸 入端、傳感器的輸出端連接是指：
[0011 ] 所述的液壓栗組件包括一號(hào)三位三通電磁換向閥、二號(hào)三位三通電磁換向閥與液 壓栗排量傳感器;所述的控制閥組包括一號(hào)兩位三通電磁換向閥、一號(hào)兩位四通電磁換向 閥、二號(hào)兩位四通電磁換向閥、兩位兩通電磁換向閥、兩位兩通電液比例換向閥、三號(hào)兩位 四通電磁換向閥、四號(hào)兩位四通電磁換向閥、二號(hào)兩位三通電磁換向閥與蓄能器壓力傳感 器。
[0012] 控制單兀通過電線和一號(hào)三位三通電磁換向閥、二號(hào)三位三通電磁換向閥、一號(hào) 兩位三通電磁換向閥、一號(hào)兩位四通電磁換向閥、二號(hào)兩位四通電磁換向閥、兩位兩通電磁 換向閥、兩位兩通電液比例換向閥、三號(hào)兩位四通電磁換向閥、四號(hào)兩位四通電磁換向閥、 二號(hào)兩位三通電磁換向閥的控制信號(hào)輸入端連接，控制單元通過電線和液壓栗排量傳感器 的輸出端及蓄能器壓力傳感器的輸出端連接。
[0013] 技術(shù)方案中的控制單元采用型號(hào)為HY-TTC200-CD-538K-2.4M-WD00-000的控制單 元，一號(hào)三位三通電磁換向閥的兩端控制信號(hào)輸入端分別采用電線和控制單元的引腳 LA00、引腳LA01連接，二號(hào)三位三通電磁換向閥兩端的控制信號(hào)輸入端分別采用電線和控 制單元的引腳LA02、引腳LA03連接，一號(hào)兩位三通電磁換向閥的控制信號(hào)輸入端采用電線 和控制單元的引腳LA04連接，一號(hào)兩位四通電磁換向閥的控制信號(hào)輸入端采用電線和控制 單元引腳LA05連接，二號(hào)兩位四通電磁換向閥的控制信號(hào)輸入端采用電線和控制單元的引 腳LA06連接，兩位兩通電磁換向閥的控制信號(hào)輸入端采用電線和控制單元的引腳LA07連 接，兩位兩通電液比例換向閥的控制信號(hào)輸入端采用電線和控制單元的引腳LA24連接，三 號(hào)兩位四通電磁換向閥的控制信號(hào)輸入端采用電線和控制單元的引腳LA25連接，四號(hào)兩位 四通電磁換向閥的控制信號(hào)輸入端采用電線和控制單元的引腳LA26連接，二號(hào)兩位三通電 磁換向閥的控制信號(hào)輸入端采用電線和控制單元的引腳LA27連接;液壓栗排量傳感器的輸 出端采用電線和控制單元的引腳EAD00連接，蓄能器壓力傳感器的輸出端采用電線和控制 單元的引腳EAD01連接。
[0014]技術(shù)方案中所述的液壓栗組件還包括液壓栗排量傳感器、一號(hào)三位三通電磁換向 閥、二號(hào)三位三通電磁換向閥、液壓缸、補(bǔ)油栗、一號(hào)單向閥、一號(hào)溢流閥、二號(hào)單向閥、二號(hào) 溢流閥與三號(hào)溢流閥。一號(hào)三位三通電磁換向閥的T端口和二號(hào)三位三通電磁換向閥的T端 口管路相連并共同與儲(chǔ)油罐采用液壓管路連接，一號(hào)三位三通電磁換向閥的A端口和液壓 缸的一個(gè)油口管路連接，二號(hào)三位三通電磁換向閥的A端口和液壓缸的另一個(gè)油口管路連 接，一號(hào)三位三通電磁換向閥的P端口與二號(hào)三位三通電磁換向閥的P端口均采用管路和補(bǔ) 油栗輸出端口連接;補(bǔ)油栗與液壓栗連接在同一根轉(zhuǎn)子軸上;補(bǔ)油栗出油口和一號(hào)單向閥 進(jìn)油口、二號(hào)單向閥進(jìn)油口、一號(hào)溢流閥出油口、二號(hào)溢流閥出油口、三號(hào)溢流閥的進(jìn)油口 及控制閥組中的MG端口管路連接，三號(hào)溢流閥的出油口和儲(chǔ)油罐管路連接，補(bǔ)油栗進(jìn)油口 和儲(chǔ)油罐管路連接;液壓栗的兩油口分別和控制閥組中的Μ端口、MB端口管路連接。
[0015] 技術(shù)方案中所述的控制閥組包括三位三通液動(dòng)換向閥、四號(hào)溢流閥、一號(hào)兩位三 通電磁換向閥、一號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥、一號(hào)兩位四通電磁換向閥、二號(hào)兩位四通液動(dòng)換 向閥、二號(hào)兩位四通電磁換向閥、三號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥、五號(hào)溢流閥、兩位兩通電磁換 向閥、兩位兩通電液比例換向閥、三號(hào)單向閥、六號(hào)溢流閥、四號(hào)單向閥、三號(hào)兩位四通電磁 換向閥、四號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥、四號(hào)兩位四通電磁換向閥、五號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥、 五號(hào)單向閥、七號(hào)溢流閥、二號(hào)兩位三通電磁換向閥、六號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥與蓄能器壓 力傳感器。
[0016] 所述的三位三通液動(dòng)換向閥的上控制端口與B端口采用管路連接在六號(hào)兩位四通 液動(dòng)換向閥的A端口與一號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的P端口之間，三位三通液動(dòng)換向閥的下控 制端口與A端口采用管路連接在六號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的B端口和一號(hào)兩位四通液動(dòng)換 向閥的T端口之間，三位三通液動(dòng)換向閥的T端口和四號(hào)溢流閥的進(jìn)油口管路連接，四號(hào)溢 流閥的出油口與儲(chǔ)油罐管路連接;一號(hào)兩位三通電磁換向閥、一號(hào)兩位四通電磁換向閥、二 號(hào)兩位四通電磁換向閥及二號(hào)兩位三通電磁換向閥的P端口均通過管路和兩位兩通電磁換 向閥的A端口連接，一號(hào)兩位三通電磁換向閥的A端口與一號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的控制端 口管路連接，一號(hào)兩位四通電磁換向閥的A端口和端口 D1、五號(hào)溢流閥的進(jìn)油口及二號(hào)兩位 四通液動(dòng)換向閥的控制端口 X管路連接，五號(hào)溢流閥的輸出端口和一號(hào)兩位三通電磁換向 閥的T端口管路連接，一號(hào)兩位三通電磁換向閥的T端口、一號(hào)兩位四通電磁換向閥的T端口 及二號(hào)兩位四通電磁換向閥的T端口均與儲(chǔ)油罐管路連接;一號(hào)兩位四通電磁換向閥的B端 口與二號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的控制端口 Y管路連接，二號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的A端口、B 端口依次和控制閥組的外接端口 D2、外接端口 D3管路連接，二號(hào)兩位四通電磁換向閥的A端 口與三號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的控制端口 X管路連接，二號(hào)兩位四通電磁換向閥的B端口與 三號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的控制端口 Y管路連接，三號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的A端口、B端口 依次和控制閥組的外接端口 D4、外接端口 D5管路連接，二號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的P端口、 三號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的T端口通過管路和一號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的A端口連接，二號(hào) 兩位四通液動(dòng)換向閥的T端口、三號(hào)兩位四通液動(dòng)換向閥的P端口通過管路和一號(hào)兩位四通 液動(dòng)換向閥的B端口連接，兩位兩通電磁換向閥的P端口與三號(hào)兩位四通電磁換向閥的P端 口、四號(hào)兩位四通電磁換向閥的P端口及控制閥組的MG端口通過管路連接