車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)，其包括發(fā)動機、ECU、取力器、液壓泵馬達、緩速制動溢流閥組、功能選擇閥組、蓄能器和液壓馬達。取力器的輸入軸與發(fā)動機的動力輸出端連接、輸出軸與液壓泵馬達的驅(qū)動軸連接；液壓馬達的動力輸出端與轉(zhuǎn)向輪動力連接，蓄能器出口上連接充放液閥；緩速制動溢流閥組，其進油口連接充放液閥的出口；功能選擇閥組，其進油口與液壓泵馬達的壓油口連接，其出油口為兩個，其中一個出油口連接液壓馬達油路、另一個出油口連接在充放液閥的出口與緩速制動溢流閥組的進油口之間。本實用新型可增加車輛驅(qū)動力和車輛制動力，實現(xiàn)制動能量回收和液壓啟動功能，并能最終實現(xiàn)節(jié)能。
【專利說明】
車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及車輛液壓輔助系統(tǒng)領(lǐng)域，具體的說是一種車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)礦用車輛、商用卡車、牽引車等工程車輛運行工況復(fù)雜多變。在惡劣工況下，如鄉(xiāng)間路面、山區(qū)路面、礦區(qū)路面、長坡路面、泥濘路面等，路面崎嶇度大，附著系數(shù)小，車輛驅(qū)動力不足，影響整車的動力性，此時需增加一定的驅(qū)動力，才能滿足車輛行駛要求。同時，在惡劣工況下，制動力也很難滿足安全行駛需求，如在滿載長時間制動下坡時，需要連續(xù)或者頻繁使用行車制動器，制動器磨損嚴重、發(fā)熱量大，制動性能不穩(wěn)定，制動系統(tǒng)容易失去控制，嚴重影響行車安全性，也降低了行車制動器的使用壽命。另外，車輛制動將能量轉(zhuǎn)化為熱量，不能夠及時對能量進行回收，影響車輛燃油經(jīng)濟性。
[0003]傳統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)不能很好的適應(yīng)復(fù)雜多變的工況，燃油經(jīng)濟性差。液壓混合動力系統(tǒng)可以降低燃油消耗，部分改善傳統(tǒng)車輛的動力性，但是不能適應(yīng)復(fù)雜多變的工況，同時對結(jié)構(gòu)改變較大，控制算法復(fù)雜，開發(fā)成本高，不適合在傳統(tǒng)的礦用車輛、商用卡車、牽引車等工程車輛上應(yīng)用開發(fā)。液壓混合動力系統(tǒng)可以實現(xiàn)部分制動能量回收，但是當(dāng)蓄能器容量充滿時，制動能量回收系統(tǒng)不起作用，車輛只能靠傳統(tǒng)的摩擦制動，制動力不容易穩(wěn)定，影響行車制動安全。
[0004]基于上述問題，本案
【申請人】在不改變車輛基本傳動結(jié)構(gòu)的前提下，增加一套液壓輔助系統(tǒng)，以增加車輛驅(qū)動力和車輛制動力，實現(xiàn)制動能量回收、液壓啟動等功能，最終實現(xiàn)節(jié)能的目的。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)在不改變車輛基本傳動結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可增加車輛驅(qū)動力和車輛制動力，實現(xiàn)制動能量回收和液壓啟動功能，并能實現(xiàn)節(jié)能。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)包括發(fā)動機和ECU，其結(jié)構(gòu)特點是該系統(tǒng)還包括取力器、液壓栗馬達、緩速制動溢流閥組、功能選擇閥組、蓄能器和液壓馬達，其中:
[0007]取力器，其輸入軸與發(fā)動機的動力輸出端連接，其輸出軸與液壓栗馬達的驅(qū)動軸連接；
[0008]液壓馬達，其動力輸出端與轉(zhuǎn)向輪動力連接，其進、出油口分別與液壓栗馬達的壓油口和吸油口連接形成液壓油回路；
[0009]蓄能器，其用于存儲壓力油，其出口上連接充放液閥，充放液閥的電控制端與ECU電連接；
[0010]緩速制動溢流閥組，其進油口連接充放液閥的出口，其電控制端與ECU電連接；
[0011]功能選擇閥組，其進油口與液壓栗馬達的壓油口連接，其出油口為兩個，其中一個出油口連接液壓馬達油路、另一個出油口連接在充放液閥的出口與緩速制動溢流閥組的進油口之間，其電控制端與E⑶電連接。
[0012]所述緩速制動溢流閥組的出油口與進油口之間安裝維修安全閥，維修安全閥的電控制端與E⑶電連接。
[0013]所述蓄能器的出口上安裝有壓力和流量傳感器。
[0014]所述發(fā)動機的散熱器內(nèi)增設(shè)液壓油散熱回路，液壓油散熱回路上并連旁通閥。
[0015]所述緩速制動溢流閥組包括主溢流閥和用于調(diào)節(jié)主溢流閥溢流壓力的壓力控制閥，壓力控制閥的電控制端與ECU電連接。
[0016]所述功能選擇閥組包括兩個大流量邏輯閥和用于選擇導(dǎo)通兩個大流量邏輯閥的換向控制閥，換向控制閥的電控制端與ECU電連接。
[0017]采用上述結(jié)構(gòu)，發(fā)動機具有兩個動力傳動方向，一個是正常發(fā)動機驅(qū)動型式，動力傳動方向為:發(fā)動機-離合器-變速箱-傳動軸-驅(qū)動橋-驅(qū)動輪，另一個是液壓驅(qū)動型式，動力傳動方向為:發(fā)動機-取力器-液壓栗馬達-液壓馬達-轉(zhuǎn)向輪。液壓栗馬達具有栗工況和馬達工況兩種工況:栗工況時，由其吸油口吸油，由其高壓油口向液壓系統(tǒng)供油，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓能；馬達工況時，進油口和吸油口均可承受壓力，由壓力油反向進入，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)組件實現(xiàn)機械轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)由液壓能轉(zhuǎn)化為機械能。
[0018]本實用新型的有益效果是:I)本實用新型采用同一套液壓系統(tǒng)實現(xiàn)兩種功能，最大程度利用元件，降低了成本，液壓栗馬達、液壓馬達均為一次采購液壓元件，布置安裝結(jié)構(gòu)簡單；2)本實用新型與傳統(tǒng)車輛相比，能顯著提高礦用車輛、商用卡車、牽引車等工程車輛惡劣工況下的動力性;3)本實用新型與傳統(tǒng)車輛相比，在車輛持續(xù)制動和長時間制動時，可以確保獲得穩(wěn)定的制動力，保證車輛制動安全，同時實現(xiàn)部分制動能量回收;4)本實用新型與傳統(tǒng)車輛相比，制動回收能量主要用于發(fā)動機啟動，提高車輛的能量利用率;5)本實用新型是基于現(xiàn)有傳統(tǒng)車輛的機械傳動結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一套液壓系統(tǒng)，同時實現(xiàn)液壓輔助驅(qū)動、液壓輔助制動和能量回收，并且將回收能量用于發(fā)動機啟動，整體不改變原車輛的傳動布置，與液壓混合動力系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)改變較少，各種液壓元件為常用元件，容易實現(xiàn);6)本實用新型是單獨存在的系統(tǒng)，對于整車是選配結(jié)構(gòu)，與原有車輛傳動、車輛制動、車輛緩速系統(tǒng)可以實現(xiàn)共存和互補，具有安裝布置具有靈活性，便于整機廠家對系統(tǒng)的布置和選配。
[0019]綜上所述，本實用新型可增加車輛驅(qū)動力和車輛制動力，實現(xiàn)制動能量回收和液壓啟動功能，并能最終實現(xiàn)節(jié)能。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明:
[0021 ]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實施方式】
[0022]參照附圖，本實用新型的車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)包括發(fā)動機和ECU，該系統(tǒng)還包括取力器1、液壓栗馬達2、緩速制動溢流閥組3、功能選擇閥組4、蓄能器5和液壓馬達6。其中:取力器I的輸入軸與發(fā)動機7的動力輸出端連接，取力器I的輸出軸與液壓栗馬達2的驅(qū)動軸連接;液壓馬達6為兩個，且兩個液壓馬達6的動力輸出端分別與兩個轉(zhuǎn)向輪8動力連接，液壓馬達6的進、出油口分別與液壓栗馬達2的壓油口和吸油口連接形成液壓油回路;蓄能器5用于存儲壓力油，蓄能器5的出口上連接充放液閥9，充放液閥9的電控制端與ECU電連接，蓄能器5的出口上安裝有壓力和流量傳感器11 ；緩速制動溢流閥組3的進油口連接充放液閥9的出口，緩速制動溢流閥組3的電控制端與ECU電連接，具體的，緩速制動溢流閥組3包括主溢流閥和用于調(diào)節(jié)主溢流閥溢流壓力的壓力控制閥，壓力控制閥的電控制端與ECU電連接;功能選擇閥組4的進油口與液壓栗馬達2的壓油口連接，功能選擇閥組4的出油口為兩個，其中一個出油口連接液壓馬達6油路、另一個出油口連接在充放液閥9的出口與緩速制動溢流閥組3的進油口之間，功能選擇閥組4的電控制端與ECU電連接，具體的，功能選擇閥組4包括兩個大流量邏輯閥和用于選擇導(dǎo)通兩個大流量邏輯閥的換向控制閥，換向控制閥的電控制端與ECU電連接。
[0023]參照附圖，系統(tǒng)通過補油機構(gòu)與液壓油箱14連接，其中，補油機構(gòu)包括補油栗15、過濾器16、補油溢流閥23、背壓閥17等。
[0024]參照附圖，緩速制動溢流閥組3的出油口與進油口之間安裝維修安全閥10，維修安全閥10的電控制端與ECU電連接。維修安全閥10起安全作用，在檢修緩速制動回路時，可打開維修安全閥10和充液放液閥9，釋放掉蓄能器5壓力。
[0025]參照附圖，發(fā)動機的散熱器12內(nèi)增設(shè)液壓油散熱回路，液壓油散熱回路上并連旁通閥13。在現(xiàn)有發(fā)動機散熱器的基礎(chǔ)上進行改造，增加液壓散熱回路，增加旁通閥13可將散熱功能關(guān)閉，起安全功能。
[0026]上述結(jié)構(gòu)中，發(fā)動機7具有兩個動力傳動方向，一個是正常發(fā)動機驅(qū)動型式，動力傳動方向為:發(fā)動機7-離合器18-變速箱19-傳動軸22-驅(qū)動橋20-驅(qū)動輪21，另一個是液壓驅(qū)動型式，動力傳動方向為:發(fā)動機7-取力器1-液壓栗馬達2-液壓馬達6-轉(zhuǎn)向輪8。液壓栗馬達2具有栗工況和馬達工況兩種工況:栗工況時，由其吸油口吸油，由其高壓油口向液壓系統(tǒng)供油，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓能；馬達工況時，進油口和吸油口均可承受壓力，由壓力油反向進入，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)組件實現(xiàn)機械轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)由液壓能轉(zhuǎn)化為機械能。
[0027]下面結(jié)合各工況對本實用新型進行具體分析。
[0028]I)正常行駛模式，功能選擇閥組4接通液壓輔助制動回路，液壓栗馬達2不工作，液壓栗馬達排量為O。動力傳動方向為:發(fā)動機7-離合器18-變速箱19-傳動軸22-驅(qū)動橋20-驅(qū)動輪21。
[0029]2)液壓輔助驅(qū)動模式，功能選擇閥組4接通液壓馬達油路，液壓栗馬達2、液壓馬達6構(gòu)成閉式系統(tǒng)，進行靜壓傳動輔助驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪8。
[0030]3)液壓緩速制動模式、無充液狀態(tài);功能選擇閥組4接通液壓緩速制動回路；同時，充液放液閥9關(guān)閉，蓄能器5與液壓緩速制動回路斷開;動力傳動方向:驅(qū)動輪21-驅(qū)動橋20-傳動軸22-變速箱19-離合器18-發(fā)動機7-取力器1-液壓栗馬達2(機械能轉(zhuǎn)化為液壓能)-功能選擇閥組4-緩速制動溢流閥組3(發(fā)熱)-散熱器12 -液壓油箱14。
[0031]4)液壓緩速制動模式、充液狀態(tài);功能選擇閥組4接通液壓緩速制動回路；同時，充液放液閥9打開，蓄能器5與液壓緩速制動回路聯(lián)通，優(yōu)先對蓄能器5進行充液;當(dāng)蓄能器5充液完成后壓力不再變化，接近P0C_H時(P0C_H為蓄能器設(shè)定壓力最大值，P0C_L為蓄能器設(shè)定壓力最小值)，關(guān)閉充液放液閥9，蓄能器5與液壓緩速制動回路斷開，系統(tǒng)進入液壓緩速制動模式、無充液狀態(tài)。其中，緩速制動溢流閥組3溢流壓力設(shè)定為330 bar，蓄能器5充液壓力最高330 bar。動力傳動方向:驅(qū)動輪21-驅(qū)動橋20-傳動軸22-變速箱19-離合器18-發(fā)動機7-取力器1-液壓栗馬達2(機械能轉(zhuǎn)化為液壓能)-功能選擇閥組4-緩速制動溢流閥組3(發(fā)熱)_充液放液閥9-蓄能器5。
[0032]5)液壓輔助啟動狀態(tài)，ECU判斷點火開關(guān)處于點火位置，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為0，且蓄能器5的POC值大于P0C_L，系統(tǒng)進入液壓輔助啟動模式;否則，進入正常電氣啟動模式。動力傳動方向:蓄能器5-充液放液閥9-功能選擇閥組4-液壓栗馬達2(液壓能轉(zhuǎn)化為機械能)-取力器1-發(fā)動機7。
[0033]本實用新型具有如下有益效果:
[0034]I)本實用新型采用同一套液壓系統(tǒng)實現(xiàn)兩種功能，最大程度利用元件，降低了成本，液壓栗馬達、液壓馬達均為一次采購液壓元件，布置安裝結(jié)構(gòu)簡單；
[0035]2)本實用新型與傳統(tǒng)車輛相比，能顯著提高礦用車輛、商用卡車、牽引車等工程車輛惡劣工況下的動力性；
[0036]3)本實用新型與傳統(tǒng)車輛相比，在車輛持續(xù)制動和長時間制動時，可以確保獲得穩(wěn)定的制動力，保證車輛制動安全，同時實現(xiàn)部分制動能量回收；
[0037]4)本實用新型與傳統(tǒng)車輛相比，制動回收能量主要用于發(fā)動機啟動，提高車輛的能量利用率；
[0038]5)本實用新型是基于現(xiàn)有傳統(tǒng)車輛的機械傳動結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一套液壓系統(tǒng)，同時實現(xiàn)液壓輔助驅(qū)動、液壓輔助制動和能量回收，并且將回收能量用于發(fā)動機啟動，整體不改變原車輛的傳動布置，與液壓混合動力系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)改變較少，各種液壓元件為常用元件，容易實現(xiàn)；
[0039]6)本實用新型是單獨存在的系統(tǒng)，對于整車是選配結(jié)構(gòu)，與原有車輛傳動、車輛制動、車輛緩速系統(tǒng)可以實現(xiàn)共存和互補，具有安裝布置具有靈活性，便于整機廠家對系統(tǒng)的布置和選配。
[0040]綜上所述，本實用新型不限于上述【具體實施方式】。本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下，可做若干的更改和修飾。本實用新型的保護范圍應(yīng)以本實用新型的權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)，包括發(fā)動機和ECU，其特征是該系統(tǒng)還包括取力器(I)、液壓栗馬達(2)、緩速制動溢流閥組(3)、功能選擇閥組(4)、蓄能器(5)和液壓馬達(6)，其中: 取力器(I)，其輸入軸與發(fā)動機(7)的動力輸出端連接，其輸出軸與液壓栗馬達(2)的驅(qū)動軸連接； 液壓馬達(6)，其動力輸出端與轉(zhuǎn)向輪(8)動力連接，其進、出油口分別與液壓栗馬達(2)的壓油口和吸油口連接形成液壓油回路； 蓄能器(5)，其用于存儲壓力油，其出口上連接充放液閥(9 )，充放液閥(9 )的電控制端與E⑶電連接； 緩速制動溢流閥組(3)，其進油口連接充放液閥(9)的出口，其電控制端與ECU電連接； 功能選擇閥組(4)，其進油口與液壓栗馬達(2)的壓油口連接，其出油口為兩個，其中一個出油口連接液壓馬達(6 )油路、另一個出油口連接在充放液閥(9 )的出口與緩速制動溢流閥組(3)的進油口之間，其電控制端與E⑶電連接。2.如權(quán)利要求1所述的車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)，其特征是所述緩速制動溢流閥組(3)的出油口與進油口之間安裝維修安全閥(10)，維修安全閥(10)的電控制端與E⑶電連接。3.如權(quán)利要求1所述的車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)，其特征是所述蓄能器(5)的出口上安裝有壓力和流量傳感器(11)。4.如權(quán)利要求1所述的車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)，其特征是所述發(fā)動機的散熱器(12)內(nèi)增設(shè)液壓油散熱回路，液壓油散熱回路上并連旁通閥(13)。5.如權(quán)利要求1所述的車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)，其特征是所述緩速制動溢流閥組(3)包括主溢流閥和用于調(diào)節(jié)主溢流閥溢流壓力的壓力控制閥，壓力控制閥的電控制端與ECU電連接。6.如權(quán)利要求1所述的車輛液壓輔助制動、驅(qū)動和能量回收系統(tǒng)，其特征是所述功能選擇閥組(4)包括兩個大流量邏輯閥和用于選擇導(dǎo)通兩個大流量邏輯閥的換向控制閥，換向控制閥的電控制端與ECU電連接。
【文檔編號】B60T10/02GK205523695SQ201620067978
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月25日
【發(fā)明人】董梁, 秦緒鑫, 胡全義, 劉彬, 劉林
【申請人】濰柴動力股份有限公司