以決定二次元件4是在栗工況下工作還是在馬達工況下工作，從而維持發(fā)電機6轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定輸出。
[0026]如圖2所示，本實施例的行車式液壓發(fā)電系統(tǒng)的工作原理為:動力源I通過取力器13為液壓動力傳動系統(tǒng)輸送動力，液壓動力傳動系統(tǒng)通過控制器的調(diào)節(jié)作用，將不穩(wěn)定的動力輸入轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的動力輸出，液壓動力傳動系統(tǒng)將穩(wěn)定的輸出轉(zhuǎn)速提供給發(fā)電機，發(fā)電機將高質(zhì)量的電能持續(xù)穩(wěn)定的提供給車載用電設(shè)備，控制器根據(jù)傳感器采集的動力源轉(zhuǎn)速、發(fā)電機轉(zhuǎn)速、液壓動力傳動系統(tǒng)的流量值和壓力值，對液壓動力傳動系統(tǒng)中的變量馬達和二次元件進行相關(guān)調(diào)整，以達到液壓動力傳動系統(tǒng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速輸出的要求。
[0027]本實施例的行車式液壓發(fā)電系統(tǒng)的具體工作過程如下:車輛在行駛過程中，動力源I通過取力器13將動力傳輸給液壓動力傳動系統(tǒng)，進而帶動定量栗2轉(zhuǎn)動；定量栗2從車載油箱10吸油，并向傳動系統(tǒng)輸送高壓油；高壓油經(jīng)由高壓管道，驅(qū)動變量馬達3旋轉(zhuǎn)，之后再經(jīng)由變量馬達3流回油箱10 ;變量馬達3驅(qū)動與之同軸的發(fā)電機6 —起轉(zhuǎn)動；發(fā)電機6將電能提供給車載的用電設(shè)備7。整個行車式液壓發(fā)電系統(tǒng)中有兩個以液壓動力傳動系統(tǒng)穩(wěn)速輸出為目標的發(fā)電機轉(zhuǎn)速控制器，一個是以調(diào)整變量馬達3斜盤擺角為手段的第一轉(zhuǎn)速控制器，另一個是以調(diào)整二次元件4斜盤擺角和蓄能器5壓力設(shè)定值為手段的第二轉(zhuǎn)速控制器。
[0028]針對車輛在行駛時，受行車車況、發(fā)動機運行狀況等因素的影響，定量栗2轉(zhuǎn)速、變量馬達3轉(zhuǎn)速和發(fā)電機6轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的問題，本液壓動力傳動系統(tǒng)提出了兩個基于發(fā)電機穩(wěn)定轉(zhuǎn)速輸出為目的的第一轉(zhuǎn)速控制器和第二轉(zhuǎn)速控制器。
[0029]第一轉(zhuǎn)速控制器14以變量馬達3的斜盤擺角為控制對象，控制器根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的壓力傳感器11、流量傳感器16、第一轉(zhuǎn)速傳感器121和第二轉(zhuǎn)速傳感器122反饋的系統(tǒng)壓力、流量和轉(zhuǎn)速信號，對變量馬達3斜盤擺角做出相應(yīng)調(diào)整，進而調(diào)節(jié)液壓動力傳動系統(tǒng)主油路的壓力和流量，維持發(fā)電機6轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定輸出。液壓動力傳動系統(tǒng)在工作時，依據(jù)用電設(shè)備7所需電能的頻率、電壓等要求確定液壓系統(tǒng)變量馬達3的額定轉(zhuǎn)速，并據(jù)此設(shè)置變量馬達3的初始工作轉(zhuǎn)速。第一轉(zhuǎn)速控制器14根據(jù)動力源I提供動力的大小適時適量地對變量馬達3斜盤擺角進行調(diào)整。當動力源I為液壓動力傳動系統(tǒng)提供的驅(qū)動力大于定量栗2工作于額定轉(zhuǎn)速下所需驅(qū)動力時，定量栗2與變量馬達3之間高壓油管中的油液壓力會高于額定壓力，發(fā)電機6轉(zhuǎn)速會升高；變量馬達3斜盤擺角控制器根據(jù)系統(tǒng)的壓力反饋值做出適當增大變量馬達3斜盤擺角的調(diào)整信號，隨著變量馬達3斜盤擺角的增大，變量馬達3排量增大，系統(tǒng)高壓油路壓力下降，發(fā)電機6轉(zhuǎn)速隨之下降；當發(fā)電機6轉(zhuǎn)速接近與額定轉(zhuǎn)速時，變量馬達3的斜盤擺角控制器根據(jù)發(fā)電機6轉(zhuǎn)速的反饋值做出微小調(diào)整，直至發(fā)電機6轉(zhuǎn)速穩(wěn)定維持在額定轉(zhuǎn)速。當動力源I為液壓系統(tǒng)提供的驅(qū)動力小于定量栗2工作與額定轉(zhuǎn)速下所需驅(qū)動力時，定量栗2與變量馬達3之間高壓管路中的油液壓力會低于額定壓力，發(fā)電機6轉(zhuǎn)速下降；變量馬達3斜盤擺角控制器根據(jù)系統(tǒng)的壓力反饋值做出適當減小變量馬達3斜盤擺角的調(diào)整信號，隨著變量馬達3斜盤擺角的減小，變量馬達3排量變小，系統(tǒng)高壓油路壓力上升，發(fā)電機6轉(zhuǎn)速上升；當發(fā)電機6轉(zhuǎn)速接近與額定轉(zhuǎn)速時，變量馬達3的斜盤擺角控制器通過系統(tǒng)發(fā)電機6轉(zhuǎn)速的反饋值做出微調(diào)信號直至發(fā)電機6轉(zhuǎn)速穩(wěn)定維持在額定轉(zhuǎn)速。
[0030]第二轉(zhuǎn)速控制器15以二次元件4的斜盤擺角為控制對象，控制器根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)壓力傳感器11、流量傳感器16、第一轉(zhuǎn)速傳感器121和第二轉(zhuǎn)速傳感器122反饋的系統(tǒng)壓力、流量和轉(zhuǎn)速信號，對二次元件4斜盤擺角做相應(yīng)的調(diào)整。擺角的正負和大小決定了二次元件4是在栗工況下工作還是在馬達工況下工作，通過調(diào)節(jié)二次元件4斜盤擺角的大小來維持發(fā)電機6轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定輸出。二次元件4與蓄能器5組成液壓動力傳動系統(tǒng)中重要的轉(zhuǎn)速控制環(huán)節(jié)，該第二轉(zhuǎn)速控制器15有兩種工作模式:第一種情況是當動力源I為液壓動力傳動系統(tǒng)提供的動力高于用電設(shè)備7的額定需求時，二次元件4在栗工況下工作，二次元件4從油箱10吸油并輸出高壓油，高壓油經(jīng)由高壓管路使蓄能器5開始存儲能量，當高壓油壓力達到第二安全溢流閥9設(shè)定壓力時，高壓油通過第二安全溢流閥9溢流回油箱10，即蓄能器5通過二次元件4回收系統(tǒng)多余的能量，在保證液壓系統(tǒng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速輸出的同時回收系統(tǒng)多余的能量，換言之，在保證發(fā)電機6為用電設(shè)備7持續(xù)提供穩(wěn)定的高質(zhì)量電能的同時為整個系統(tǒng)節(jié)約能量；第二種情況是當動力源I為液壓動力傳動系統(tǒng)提供的動力低于用電設(shè)備7的額定需求時，二次元件4工作于馬達工況，高壓油從蓄能器5通過高壓管道經(jīng)由二次元件4回油箱10，即蓄能器5通過二次元件4將存儲的能量釋放給液壓動力傳動系統(tǒng)，以保證液壓動力傳動系統(tǒng)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速輸出，確保發(fā)電機6可以持續(xù)地為用電設(shè)備7提供穩(wěn)定的高質(zhì)量電能。
[0031]本發(fā)明的行車式液壓發(fā)電系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)中動力源與發(fā)電機之間采用的液壓傳動系統(tǒng)不夠完善，發(fā)電機的電能質(zhì)量較差，發(fā)電機工作中的可靠性和穩(wěn)定性也均相對不足等問題。這種行車式液壓發(fā)電系統(tǒng)的液壓動力傳動系統(tǒng)分別設(shè)計了以變量馬達擺角為控制對象的第一轉(zhuǎn)速控制器和以二次元件擺角為控制對象的第二轉(zhuǎn)速控制器，通過雙重高精度控制器的共同作用，來確保液壓動力傳動系統(tǒng)輸入端功率不穩(wěn)定的情況下，仍可保證穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速輸出，確保發(fā)電機穩(wěn)定的高電能質(zhì)量的輸出；這種行車式液壓發(fā)系統(tǒng)還具有柔性控制和節(jié)能的優(yōu)點，液壓動力傳動系統(tǒng)中第二轉(zhuǎn)速控制器采用二次元件與蓄能器配合使用，第二轉(zhuǎn)速控制器利用二次元件的高靈活性和蓄能器的儲能優(yōu)勢，達到了液壓動力傳動系統(tǒng)的柔性控制和節(jié)約能量的目的。
[0032]本發(fā)明的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
【主權(quán)項】
1.一種行車式液壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括:動力源、定量栗、變量馬達、二次元件、蓄能器、發(fā)電機、油箱、壓力傳感器、第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器、取力器、第一轉(zhuǎn)速控制器、第二轉(zhuǎn)速控制器和流量傳感器； 所述動力源與所述定量栗通過所述取力器相連，所述定量栗從所述油箱吸油并向所述變量馬達輸出高壓油，所述變量馬達的排油口與所述油箱相連，所述二次元件的兩個出口分別與所述蓄能器和油箱相連，所述二次元件的兩個軸端分別與所述變量馬達和發(fā)電機相連，所述發(fā)電機將電能提供給用電設(shè)備，所述第一轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)在所述取力器與所述定量栗之間，所述第二轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)在所述二次元件與所述發(fā)電機之間，所述壓力傳感器和流量傳感器設(shè)在所述定量栗與所述變量馬達之間，所述第一轉(zhuǎn)速控制器與所述變量馬達相連，所述第二轉(zhuǎn)速控制器與所述二次元件相連； 所述第一轉(zhuǎn)速控制器用于控制所述變量馬達的斜盤擺角，其能夠根據(jù)所述壓力傳感器、流量傳感器、第一轉(zhuǎn)速傳感器和第二轉(zhuǎn)速傳感器反饋的系統(tǒng)壓力、流量和轉(zhuǎn)速信號，對所述變量馬達的斜盤擺角做出相應(yīng)調(diào)整，以調(diào)節(jié)油路的壓力和流量，從而維持所述發(fā)電機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定輸出；所述第二轉(zhuǎn)速控制器用于控制所述二次元件的斜盤擺角，其能夠根據(jù)所述壓力傳感器、流量傳感器、第一轉(zhuǎn)速傳感器和第二轉(zhuǎn)速傳感器反饋的系統(tǒng)壓力、流量和轉(zhuǎn)速信號，對所述二次元件的斜盤擺角做相應(yīng)的調(diào)整，以決定所述二次元件是在栗工況下工作還是在馬達工況下工作，從而維持所述發(fā)電機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行車式液壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括:第一安全溢流閥； 所述第一安全溢流閥的進油口與所述定量栗的出油口相連，所述第一安全溢流閥的出油口與所述油箱相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行車式液壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括:第二安全溢流閥； 所述第二安全溢流閥的進油口與所述蓄能器相連，所述第二安全溢流閥的出油口與所述油箱相連。
【專利摘要】本發(fā)明涉及行車發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種行車式液壓發(fā)電系統(tǒng)，包括動力源、定量泵、變量馬達、二次元件、蓄能器、發(fā)電機、油箱、壓力傳感器、第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器、取力器、第一轉(zhuǎn)速控制器、第二轉(zhuǎn)速控制器和流量傳感器，動力源與定量泵通過取力器相連，定量泵從油箱吸油并向變量馬達輸出高壓油，二次元件的兩個出口分別與蓄能器和油箱相連，二次元件的兩個軸端分別與變量馬達和發(fā)電機相連，發(fā)電機將電能提供給用電設(shè)備，第一轉(zhuǎn)速控制器與變量馬達相連，第二轉(zhuǎn)速控制器與二次元件相連。本發(fā)明通過雙重高精度控制器的共同作用，在液壓動力傳動系統(tǒng)輸入端功率不穩(wěn)定的情況下，仍可保證發(fā)電機穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速輸出和高質(zhì)量的電能輸出。
【IPC分類】F16H39/02
【公開號】CN105156625
【申請?zhí)枴緾N201510481116
【發(fā)明人】艾超, 董彥武, 孔祥東, 閆桂山
【申請人】燕山大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月7日