专利名称：公交汽车并联式液压混合动力传动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种公交汽车液压混合动力传动装置，属机械领域。
背景技术：
公交汽车的动力传动系统一般由内燃机、变速箱、传动轴、驱动桥等构成，由于公交汽车起、制动频繁，其能耗和排放较大。为节约能源，降低排放，人们研究开发了混合动力传动系统的公交汽车。目前的汽车混合动力传动系统主要是内燃机、电动机、飞轮以及储能装置的混合作为汽车的动力装置，根据系统中各动力装置组合方式的不同，汽车的混合动力系统可分为串联式和并联式。在并联混合动力系统中，内燃机直接驱动车辆，电动机、飞轮提供辅助动力并在车辆制动时回收汽车的制动动能，内燃机发出的能量不需要全部转换为电能或飞轮动能，只有当内燃机发出的能量大于车辆行驶所需能量时，才将部分能量转换为电能或飞轮动能，因而能量损失小。在飞轮储能并联混合动力传动系统中，由于没有发生能量形式的转变，能量损失小，传递效率高，但飞轮结构复杂、制造困难。在蓄电池储能并联混合动力传动系统中，由于存在着能量形式的转变，能量损失相对较大，能量传递效率较低，而且传动结构复杂，成本高，蓄电池使用寿命也较短。此外，目前的公交汽车的制动传动装置和车门开关都采用气压传动，使整车传动结构非常复杂。
发明内容
为了克服现有公交汽车混合动力传动系统的不足，本实用新型的目的是提供一种液压并联混合动力传动装置，通过采用一个既可以作为泵工作，又可以作为马达工作，能实现液压能和机械能相互转换的液压马达/泵(二次元件)和蓄能器来回收和储存公交汽车的制动动能，并在公交汽车起动、加速过程中加以利用，从而达到节能与环保的目的；同时，可为车辆制动器的制动油缸提供压力油，实现车辆的快速及紧急制动；还可为前、后车门的开关提供动力。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案采用二次调节静液传动技术，即由恒压变量泵、液压马达/泵(二次元件)、蓄能器、电液比例(伺服)阀、安全阀等构成二次调节静液传动系统，恒压变量泵通过取力器从汽车变速箱中获取动力，与蓄能器、安全阀等组成恒压油源，为二次元件、制动油缸、车门油缸的工作提供压力油。二次元件通过齿轮传动并联到主传动轴上，在车辆起动、加速、行驶时，以马达工况工作，提供辅助动力，与发动机一起驱动车轮旋转；在车辆制动时，以泵工况工作，回收车辆的制动动能。由减压阀、脚踏阀、制动油缸、背压阀等构成制动装置实现车辆的制动。由减压阀、电磁换向阀及前、后车门油缸组等构成车门控制装置实现车门的开启和关闭。
本实用新型的有益效果是，结构简单、体积小、安装方便；减少了发动机的装机功率；液压蓄能器能量密度高，输出功率大，能提供较大的起动、制动扭矩，传动效率也比蓄电池储能高；为车辆制动和车门的开关提供动力，省去了气压传动装置，简化了整车的传动结构。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是公交汽车并联式液压混合动力传动装置的结构示意图。
图2是公交汽车并联式液压混合动力传动装置的液压原理图。
1.恒压变量泵 2、14.离合器 3.蓄能器 4.二次元件 5.变量油缸 6.电液比例阀7.制动油缸 8.脚踏阀 9.背压阀 10.前、后车门油缸组 11.电磁换向阀 12、13.减压阀15.齿轮组 16.安全阀 17.液压油箱 18.转速传感器 19.控制器具体实施方式
一种公交汽车并联式液压混合动力传动装置主要由恒压变量泵1、蓄能器3、二次元件4、变量油缸5、电液比例阀6、脚踏阀8、制动油缸7、前、后车门油缸组10、控制器19等组成。恒压变量泵1通过离合器2安装在变速箱上，恒压变量泵1、蓄能器3、安全阀16等构成恒压油源，蓄能器3安装在汽车底盘上，安全阀16安装在液压油箱17上。二次元件4安装在汽车底盘上，由管路接在恒压油源上，并通过离合器14、齿轮组15与主传动轴并联联接。电液比例阀6与变量油缸5做成一体安装在二次元件4上，转速传感器18联接在二次元件4的转轴上，电液比例阀6通过减压阀13由管路接在恒压油源上。脚踏阀8、制动油缸7、背压阀9构成制动回路，脚踏阀8安装在驾驶室内，制动油缸7固定在制动底板上，脚踏阀8通过减压阀13由管路接在恒压油源上，背压阀9通过管路与脚踏阀8和液压油箱17连接。前、后车门油缸组10固定在车体上，通过电磁换向阀11、减压阀12、13由管路接在恒压油源上，电磁换向阀11、背压阀9、减压阀12、13安装在液压油箱17上。电液比例阀6、电磁换向阀11、转速传感器18与控制器19相连，控制器19安装在驾驶室的操作台上。
二次元件4的工况、排量、转速由变量油缸5进行控制，变量油缸5的运动由电液比例阀6控制。二次元件4转速的变化可由与二次元件4转轴相连的转速传感器18测出并传送给控制器19，控制器19根据一定的控制方法而产生的控制信号传输给电液比例阀6，来控制变量油缸5的运动，调节二次元件4的斜盘倾角，进而调节二次元件4的排量、转速和工况，使系统稳定地工作在某一工作状态。通过调节电液比例阀6的控制信号，可使二次元件4实现无级调速，通过调节二次元件4斜盘摆动方向及倾角过零点，可使二次元件4工作在由转速、转矩构成的直角坐标系的四个象限内工作，在第I、III象限内为马达工况，输出功率，为车辆起动、加速行驶提供辅助动力；在II、IV象限内为泵工况，此时向系统回馈能量，回收系统的制动动能。
当车辆开始制动时，控制器发出制动指令并根据一定的控制方法产生控制信号给电液比例阀，来控制变量油缸的运动，调节二次元件的斜盘倾角(过零点)的大小，使其以泵工况稳定地工作在某一工作状态。合上离合器14，此时离合器2是松开的，恒压变量泵不工作，二次元件在车辆惯性动能作用下，向系统回馈能量，储存在蓄能器中，以供车辆起动、加速行驶时使用。当二次元件转轴转速(由转速传感器测出)降低到设定值或车速降到较低值时，驾驶员踏下脚踏阀，制动油缸动作，实现车辆制动。背压阀的开启压力稍大于大气压力，其作用是保持脚踏阀与制动油缸之间管路充满液压油。当汽车需要紧急制动时，应不经制动能量的回收过程，立即踩下脚踏阀，实现车辆的紧急制动。待车辆停稳后，操纵电磁换向阀，在前、后车门油缸组的作用下，打开或关闭车门。
当车辆起动、加速行驶时，控制器发出指令给电液比例阀，控制变量油缸的运动，调节二次元件斜盘倾角过零点，使其处于马达工况，合上离合器14，蓄能器释放储存的能量给二次元件，二次元件输出转矩和转速，通过齿轮传动，传给主传动轴，为车辆起动、加速行驶提供动力。此时离合器2处于闭合状态，恒压变量泵作为补油泵，使系统保持恒压。汽车在正常运行时，离合器2、14是松开的。
权利要求1.一种公交汽车并联式液压混合动力传动装置由恒压变量泵(1)、蓄能器(3)、二次元件(4)、变量油缸(5)、电液比例阀(6)、前、后车门油缸组(10)、脚踏阀(8)、制动油缸(7)、控制器(19)组成，其特征在于恒压变量泵(1)通过离合器(2)安装在变速箱上，恒压变量泵(1)、蓄能器(3)、安全阀(16)等由管路连接构成恒压油源，二次元件(4)由管路接在恒压油源上，并通过离合器(14)、齿轮组(15)与主传动轴并联联接，二次元件(4)、蓄能器(3)安装在汽车底盘上，电液比例阀(6)与变量油缸(5)做成一体安装在二次元件(4)上，电液比例阀(6)通过减压阀(13)由管路接在恒压油源上，脚踏阀(8)安装在驾驶室内，制动油缸(7)固定在制动底板上，脚踏阀(8)通过减压阀(13)由管路接在恒压油源上，前、后车门油缸组(10)固定在车体上，通过电磁换向阀(11)、减压阀(12)、(13)由管路接在恒压油源上，安全阀(16)、电磁换向阀(11)、背压阀(19)、减压阀(12)、(13)安装在液压油箱(17)上，电液比例阀(6)、电磁换向阀(11)、转速传感器(18)与控制器(19)相连，控制器(19)安装在驾驶室的操作台上。
2.如权利要求1所述的并联式液压混合动力传动装置，其特征是脚踏阀(8)、制动油缸(7)、背压阀(9)构成制动回路，背压阀(9)通过管路与脚踏阀(8)和液压油箱(17)连接。
专利摘要一种公交汽车并联式液压混合动力传动装置主要由变量泵、蓄能器、二次元件、变量油缸、电液比例阀、车门油缸组、制动油缸、控制器等组成，其特征在于变量泵安装在变速箱上，并与蓄能器、安全阀等构成恒压油源，二次元件接在恒压油源上，并通过齿轮组与主传动轴并联联接，蓄能器、二次元件安装在汽车底盘上，脚踏阀安装在驾驶室内，制动油缸固定在制动底板上，车门油缸组固定在车体上，电液比例阀、电磁换向阀、转速传感器与控制器相连。本实用新型能回收和利用车辆的制动动能，能提供较大的起动、制动扭矩，可实现车辆的快速制动，可为前后车门的开关提供动力，其结构简单、体积小、安装方便、输出功率大、传动效率高。
文档编号B60K6/00GK2741815SQ200420040920
公开日2005年11月23日 申请日期2004年5月28日 优先权日2004年5月28日
发明者冯晋祥, 臧发业, 王慧君, 姜继海, 戴汝泉, 于明进 申请人:山东交通学院