车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统，其包括发动机、ECU、取力器、液压泵马达、缓速制动溢流阀组、功能选择阀组、蓄能器和液压马达。取力器的输入轴与发动机的动力输出端连接、输出轴与液压泵马达的驱动轴连接；液压马达的动力输出端与转向轮动力连接，蓄能器出口上连接充放液阀；缓速制动溢流阀组，其进油口连接充放液阀的出口；功能选择阀组，其进油口与液压泵马达的压油口连接，其出油口为两个，其中一个出油口连接液压马达油路、另一个出油口连接在充放液阀的出口与缓速制动溢流阀组的进油口之间。本实用新型可增加车辆驱动力和车辆制动力，实现制动能量回收和液压启动功能，并能最终实现节能。
【专利说明】
车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及车辆液压辅助系统领域，具体的说是一种车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统。
【背景技术】
[0002]传统矿用车辆、商用卡车、牵引车等工程车辆运行工况复杂多变。在恶劣工况下，如乡间路面、山区路面、矿区路面、长坡路面、泥泞路面等，路面崎岖度大，附着系数小，车辆驱动力不足，影响整车的动力性，此时需增加一定的驱动力，才能满足车辆行驶要求。同时，在恶劣工况下，制动力也很难满足安全行驶需求，如在满载长时间制动下坡时，需要连续或者频繁使用行车制动器，制动器磨损严重、发热量大，制动性能不稳定，制动系统容易失去控制，严重影响行车安全性，也降低了行车制动器的使用寿命。另外，车辆制动将能量转化为热量，不能够及时对能量进行回收，影响车辆燃油经济性。
[0003]传统机械传动系统不能很好的适应复杂多变的工况，燃油经济性差。液压混合动力系统可以降低燃油消耗，部分改善传统车辆的动力性，但是不能适应复杂多变的工况，同时对结构改变较大，控制算法复杂，开发成本高，不适合在传统的矿用车辆、商用卡车、牵引车等工程车辆上应用开发。液压混合动力系统可以实现部分制动能量回收，但是当蓄能器容量充满时，制动能量回收系统不起作用，车辆只能靠传统的摩擦制动，制动力不容易稳定，影响行车制动安全。
[0004]基于上述问题，本案
【申请人】在不改变车辆基本传动结构的前提下，增加一套液压辅助系统，以增加车辆驱动力和车辆制动力，实现制动能量回收、液压启动等功能，最终实现节能的目的。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统，该系统在不改变车辆基本传动结构的基础上，可增加车辆驱动力和车辆制动力，实现制动能量回收和液压启动功能，并能实现节能。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统包括发动机和ECU，其结构特点是该系统还包括取力器、液压栗马达、缓速制动溢流阀组、功能选择阀组、蓄能器和液压马达，其中:
[0007]取力器，其输入轴与发动机的动力输出端连接，其输出轴与液压栗马达的驱动轴连接；
[0008]液压马达，其动力输出端与转向轮动力连接，其进、出油口分别与液压栗马达的压油口和吸油口连接形成液压油回路；
[0009]蓄能器，其用于存储压力油，其出口上连接充放液阀，充放液阀的电控制端与ECU电连接；
[0010]缓速制动溢流阀组，其进油口连接充放液阀的出口，其电控制端与ECU电连接；
[0011]功能选择阀组，其进油口与液压栗马达的压油口连接，其出油口为两个，其中一个出油口连接液压马达油路、另一个出油口连接在充放液阀的出口与缓速制动溢流阀组的进油口之间，其电控制端与E⑶电连接。
[0012]所述缓速制动溢流阀组的出油口与进油口之间安装维修安全阀，维修安全阀的电控制端与E⑶电连接。
[0013]所述蓄能器的出口上安装有压力和流量传感器。
[0014]所述发动机的散热器内增设液压油散热回路，液压油散热回路上并连旁通阀。
[0015]所述缓速制动溢流阀组包括主溢流阀和用于调节主溢流阀溢流压力的压力控制阀，压力控制阀的电控制端与ECU电连接。
[0016]所述功能选择阀组包括两个大流量逻辑阀和用于选择导通两个大流量逻辑阀的换向控制阀，换向控制阀的电控制端与ECU电连接。
[0017]采用上述结构，发动机具有两个动力传动方向，一个是正常发动机驱动型式，动力传动方向为:发动机-离合器-变速箱-传动轴-驱动桥-驱动轮，另一个是液压驱动型式，动力传动方向为:发动机-取力器-液压栗马达-液压马达-转向轮。液压栗马达具有栗工况和马达工况两种工况:栗工况时，由其吸油口吸油，由其高压油口向液压系统供油，将机械能转化为液压能；马达工况时，进油口和吸油口均可承受压力，由压力油反向进入，驱动旋转组件实现机械转动，实现由液压能转化为机械能。
[0018]本实用新型的有益效果是:I)本实用新型采用同一套液压系统实现两种功能，最大程度利用元件，降低了成本，液压栗马达、液压马达均为一次采购液压元件，布置安装结构简单；2)本实用新型与传统车辆相比，能显著提高矿用车辆、商用卡车、牵引车等工程车辆恶劣工况下的动力性;3)本实用新型与传统车辆相比，在车辆持续制动和长时间制动时，可以确保获得稳定的制动力，保证车辆制动安全，同时实现部分制动能量回收;4)本实用新型与传统车辆相比，制动回收能量主要用于发动机启动，提高车辆的能量利用率;5)本实用新型是基于现有传统车辆的机械传动结构基础上增加一套液压系统，同时实现液压辅助驱动、液压辅助制动和能量回收，并且将回收能量用于发动机启动，整体不改变原车辆的传动布置，与液压混合动力系统相比，结构改变较少，各种液压元件为常用元件，容易实现;6)本实用新型是单独存在的系统，对于整车是选配结构，与原有车辆传动、车辆制动、车辆缓速系统可以实现共存和互补，具有安装布置具有灵活性，便于整机厂家对系统的布置和选配。
[0019]综上所述，本实用新型可增加车辆驱动力和车辆制动力，实现制动能量回收和液压启动功能，并能最终实现节能。
【附图说明】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0021 ]图1为本实用新型的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0022]参照附图，本实用新型的车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统包括发动机和ECU，该系统还包括取力器1、液压栗马达2、缓速制动溢流阀组3、功能选择阀组4、蓄能器5和液压马达6。其中:取力器I的输入轴与发动机7的动力输出端连接，取力器I的输出轴与液压栗马达2的驱动轴连接;液压马达6为两个，且两个液压马达6的动力输出端分别与两个转向轮8动力连接，液压马达6的进、出油口分别与液压栗马达2的压油口和吸油口连接形成液压油回路;蓄能器5用于存储压力油，蓄能器5的出口上连接充放液阀9，充放液阀9的电控制端与ECU电连接，蓄能器5的出口上安装有压力和流量传感器11 ；缓速制动溢流阀组3的进油口连接充放液阀9的出口，缓速制动溢流阀组3的电控制端与ECU电连接，具体的，缓速制动溢流阀组3包括主溢流阀和用于调节主溢流阀溢流压力的压力控制阀，压力控制阀的电控制端与ECU电连接;功能选择阀组4的进油口与液压栗马达2的压油口连接，功能选择阀组4的出油口为两个，其中一个出油口连接液压马达6油路、另一个出油口连接在充放液阀9的出口与缓速制动溢流阀组3的进油口之间，功能选择阀组4的电控制端与ECU电连接，具体的，功能选择阀组4包括两个大流量逻辑阀和用于选择导通两个大流量逻辑阀的换向控制阀，换向控制阀的电控制端与ECU电连接。
[0023]参照附图，系统通过补油机构与液压油箱14连接，其中，补油机构包括补油栗15、过滤器16、补油溢流阀23、背压阀17等。
[0024]参照附图，缓速制动溢流阀组3的出油口与进油口之间安装维修安全阀10，维修安全阀10的电控制端与ECU电连接。维修安全阀10起安全作用，在检修缓速制动回路时，可打开维修安全阀10和充液放液阀9，释放掉蓄能器5压力。
[0025]参照附图，发动机的散热器12内增设液压油散热回路，液压油散热回路上并连旁通阀13。在现有发动机散热器的基础上进行改造，增加液压散热回路，增加旁通阀13可将散热功能关闭，起安全功能。
[0026]上述结构中，发动机7具有两个动力传动方向，一个是正常发动机驱动型式，动力传动方向为:发动机7-离合器18-变速箱19-传动轴22-驱动桥20-驱动轮21，另一个是液压驱动型式，动力传动方向为:发动机7-取力器1-液压栗马达2-液压马达6-转向轮8。液压栗马达2具有栗工况和马达工况两种工况:栗工况时，由其吸油口吸油，由其高压油口向液压系统供油，将机械能转化为液压能；马达工况时，进油口和吸油口均可承受压力，由压力油反向进入，驱动旋转组件实现机械转动，实现由液压能转化为机械能。
[0027]下面结合各工况对本实用新型进行具体分析。
[0028]I)正常行驶模式，功能选择阀组4接通液压辅助制动回路，液压栗马达2不工作，液压栗马达排量为O。动力传动方向为:发动机7-离合器18-变速箱19-传动轴22-驱动桥20-驱动轮21。
[0029]2)液压辅助驱动模式，功能选择阀组4接通液压马达油路，液压栗马达2、液压马达6构成闭式系统，进行静压传动辅助驱动转向轮8。
[0030]3)液压缓速制动模式、无充液状态;功能选择阀组4接通液压缓速制动回路；同时，充液放液阀9关闭，蓄能器5与液压缓速制动回路断开;动力传动方向:驱动轮21-驱动桥20-传动轴22-变速箱19-离合器18-发动机7-取力器1-液压栗马达2(机械能转化为液压能)-功能选择阀组4-缓速制动溢流阀组3(发热)-散热器12 -液压油箱14。
[0031]4)液压缓速制动模式、充液状态;功能选择阀组4接通液压缓速制动回路；同时，充液放液阀9打开，蓄能器5与液压缓速制动回路联通，优先对蓄能器5进行充液;当蓄能器5充液完成后压力不再变化，接近P0C_H时(P0C_H为蓄能器设定压力最大值，P0C_L为蓄能器设定压力最小值)，关闭充液放液阀9，蓄能器5与液压缓速制动回路断开，系统进入液压缓速制动模式、无充液状态。其中，缓速制动溢流阀组3溢流压力设定为330 bar，蓄能器5充液压力最高330 bar。动力传动方向:驱动轮21-驱动桥20-传动轴22-变速箱19-离合器18-发动机7-取力器1-液压栗马达2(机械能转化为液压能)-功能选择阀组4-缓速制动溢流阀组3(发热)_充液放液阀9-蓄能器5。
[0032]5)液压辅助启动状态，ECU判断点火开关处于点火位置，发动机转速为0，且蓄能器5的POC值大于P0C_L，系统进入液压辅助启动模式;否则，进入正常电气启动模式。动力传动方向:蓄能器5-充液放液阀9-功能选择阀组4-液压栗马达2(液压能转化为机械能)-取力器1-发动机7。
[0033]本实用新型具有如下有益效果:
[0034]I)本实用新型采用同一套液压系统实现两种功能，最大程度利用元件，降低了成本，液压栗马达、液压马达均为一次采购液压元件，布置安装结构简单；
[0035]2)本实用新型与传统车辆相比，能显著提高矿用车辆、商用卡车、牵引车等工程车辆恶劣工况下的动力性；
[0036]3)本实用新型与传统车辆相比，在车辆持续制动和长时间制动时，可以确保获得稳定的制动力，保证车辆制动安全，同时实现部分制动能量回收；
[0037]4)本实用新型与传统车辆相比，制动回收能量主要用于发动机启动，提高车辆的能量利用率；
[0038]5)本实用新型是基于现有传统车辆的机械传动结构基础上增加一套液压系统，同时实现液压辅助驱动、液压辅助制动和能量回收，并且将回收能量用于发动机启动，整体不改变原车辆的传动布置，与液压混合动力系统相比，结构改变较少，各种液压元件为常用元件，容易实现；
[0039]6)本实用新型是单独存在的系统，对于整车是选配结构，与原有车辆传动、车辆制动、车辆缓速系统可以实现共存和互补，具有安装布置具有灵活性，便于整机厂家对系统的布置和选配。
[0040]综上所述，本实用新型不限于上述【具体实施方式】。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。
【主权项】
1.一种车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统，包括发动机和ECU，其特征是该系统还包括取力器(I)、液压栗马达(2)、缓速制动溢流阀组(3)、功能选择阀组(4)、蓄能器(5)和液压马达(6)，其中: 取力器(I)，其输入轴与发动机(7)的动力输出端连接，其输出轴与液压栗马达(2)的驱动轴连接； 液压马达(6)，其动力输出端与转向轮(8)动力连接，其进、出油口分别与液压栗马达(2)的压油口和吸油口连接形成液压油回路； 蓄能器(5)，其用于存储压力油，其出口上连接充放液阀(9 )，充放液阀(9 )的电控制端与E⑶电连接； 缓速制动溢流阀组(3)，其进油口连接充放液阀(9)的出口，其电控制端与ECU电连接； 功能选择阀组(4)，其进油口与液压栗马达(2)的压油口连接，其出油口为两个，其中一个出油口连接液压马达(6 )油路、另一个出油口连接在充放液阀(9 )的出口与缓速制动溢流阀组(3)的进油口之间，其电控制端与E⑶电连接。2.如权利要求1所述的车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统，其特征是所述缓速制动溢流阀组(3)的出油口与进油口之间安装维修安全阀(10)，维修安全阀(10)的电控制端与E⑶电连接。3.如权利要求1所述的车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统，其特征是所述蓄能器(5)的出口上安装有压力和流量传感器(11)。4.如权利要求1所述的车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统，其特征是所述发动机的散热器(12)内增设液压油散热回路，液压油散热回路上并连旁通阀(13)。5.如权利要求1所述的车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统，其特征是所述缓速制动溢流阀组(3)包括主溢流阀和用于调节主溢流阀溢流压力的压力控制阀，压力控制阀的电控制端与ECU电连接。6.如权利要求1所述的车辆液压辅助制动、驱动和能量回收系统，其特征是所述功能选择阀组(4)包括两个大流量逻辑阀和用于选择导通两个大流量逻辑阀的换向控制阀，换向控制阀的电控制端与ECU电连接。
【文档编号】B60T10/02GK205523695SQ201620067978
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】董梁, 秦绪鑫, 胡全义, 刘彬, 刘林
【申请人】潍柴动力股份有限公司