一种重型车辆液压混合动力装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种重型车辆液压混合动力装置，包括若干液压泵/马达、蓄能器和液压油箱，液压泵/马达的转轴与车辆的传动轴并联，每个液压泵/马达连接有一主控制阀组并形成回路，液压泵/马达的进、出油口通过主控制阀组与蓄能器和液压油箱连接；车辆刹车时主控制阀组使得液压油从液压油箱流向蓄能器；车辆起步时主控制阀组使得液压油从蓄能器流向液压油箱；车辆正常行驶时主控制阀组使得液压油在主控制阀组的内部油路上循环流动。本发明中每个液压泵/马达配备一主控制阀组，满足车辆复杂工况要求，且主控制阀组结构紧凑，成本低、尺寸小；本发明设置多台液压泵/马达、主控制阀组以及蓄能器，布置较为紧凑，安装空间较小，适用的车辆载荷较大。
【专利说明】
一种重型车辆液压混合动力装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压设备设计【技术领域】，尤其涉及一种重型车辆液压混合动力装置。
【背景技术】
[0002]车辆在刹车减速时其动能是被刹车片通过摩擦转化成了热能。如果将车辆刹车时的动能转化成液压能存储起来，在车辆起步加速时将存储的液压能释放出来，对车辆的行驶可以起到助力驱动作用，可以节省车辆发动机的燃油消耗，同时，还可以减轻车辆起步时冒黑烟现象，具有经济效益和社会效益。现有技术中通常采用液压混合动力装置来将刹车时的动能转化成液压能存储起来，为了尽可能的不改变司机的操作习惯，利用液压混合动力装置进行刹车减速或者起步加速时，蓄能器对能量的存储或释放必须是可控的。为实现这一目的，现有技术大多采用变量泵/马达；但是采用变量泵/马达，液压油流经这类设备时能量消耗较大，会使装置的能量回收再利用效率下降。
[0003]另外，现有技术的应用对象主要是载荷较小的车辆，对于重型车辆，如果要将刹车动能尽可能多地存储起来，液压蓄能系统的蓄能容量要求往往较大。由于重型车辆上的安装(特别是加装)空间往往有限，由于选用超大规格标准液压元件存在一定限制，还由于设计时必须考虑车辆的复杂工况，包括起步加速、正常行驶、刹车减速、倒车、设备检修等情况，设计出结构紧凑、功能符合要求的液压传动系统成为技术难点。
【发明内容】
[0004]针对上述提到的问题，本发明公开了一种重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，包括液压泵/马达、蓄能器、液压油箱和主控制阀组，所述液压泵/马达的转轴与车辆的传动轴连接，所述液压泵/马达连接主控制阀组并形成回路，所述液压泵/马达的进、出油口通过所述主控制阀组与所述蓄能器和所述液压油箱连接；
车辆刹车时，所述主控制阀组控制液压油从所述液压油箱经过所述液压泵/马达后流向所述蓄能器；车辆起步加速时，所述主控制阀组使得液压油从所述蓄能器流经过所述液压泵/马达后向所述液压油箱；车辆正常行驶时，所述主控制阀组使得液压油在所述主控制阀组的内部油路上循环流动。
[0005]较佳地，所述主控制阀组包括有第一电磁换向阀、第二电磁换向阀和第三电磁换向阀;其中;
所述第一电磁换向发与所述液压泵/马达并联形成第一回路，且所述第一回路上与所述蓄能器连通；
所述第二电磁换向阀和第三电磁换向阀串联后再与所述液压泵/马达并联形成第二回路，且两只电磁换向阀之间的通道与所述液压油箱连通。
[0006]较佳地，所述主控制阀组还包括有第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀、第四插装阀，所述第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀上分别连接有第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀； 所述第四插装阀设置在第一回路上且与所述第一电磁换向阀串联，所述第一回路上与所述蓄能器的连接位置位于所述第四插装阀与所述第一电磁换向阀串之间。
[0007]较佳地,所述第一电磁换向阀、第二电磁换向阀和第三电磁换向阀均米用两位三通电磁换向阀。
[0008]较佳地，所述主控制阀组与所述液压泵/马达一起安装在一集成块上。
[0009]较佳地，所述蓄能器的输入端管路上设置有蓄能器控制阀组。
[0010]较佳地，所述蓄能器控制阀组由溢流阀和一只两位两通电磁换向阀组成，所述溢流阀与所述两位两通电磁换向阀并联。
[0011]较佳地，所述液压泵/马达的转轴通过齿轮箱与车辆传动轴并联在一起。
[0012]较佳地，该重型车辆液压混合动力装置包括两个或两个以上由液压泵/马达与主控制阀组组成的液压回路，且各液压回路之间并联形成一大回路。
[0013]较佳地，该重型车辆液压混合动力装置包括有两个或两个以上的所述蓄能器，两个或两个以上的所述蓄能器呈并列设置，且两个或两个以上的蓄能器均与所述大回路连接。
[0014]本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:
(1)本发明中每个液压泵/马达配备有一主控制阀组，这样就可以采用定量液压泵/马达，与现有技术中同排量的变量液压泵/马达相比，本发明成本低且尺寸小；
(2)本发明通过设置主控制阀组，实现了车辆起步、正常行驶、刹车、倒车等各种情况的要求，能满足车辆复杂工况要求；
(3)本发明设置多台液压泵/马达、主控制阀组以及蓄能器，布置较为紧凑，所需安装较小，适用于大载荷的车辆。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中:
图1为本发明的结构示意见图；
图2为主控制阀组和液压泵/马达的液压原理图；
图3为主控制阀组和液压泵/马达的等效原理图；
图4为蓄能器控制阀的结构示意图；
图5为车辆正常行驶工况下油流方向示意图；
图6为车辆起步加速工况下油流方向示意图；
图7为车辆刹车减速工况下油流方向示意图；
图8为车辆倒车工况下油流方向示意图；
图9为多台液压泵/马达并联情况下装置系统液压原理图。
[0016]符号说明:
1-车辆传动轴
2-齿轮箱；
3-转轴 4-液压泵/马达
5-主控制阀组
501-第一电磁换向阀
502-第二电磁换向阀
503-第三电磁换向阀
504-第一插装阀
505-第二插装阀
506-第三插装阀
507-第四插装阀
6-蓄能器控制阀组
601-溢流阀
602-两位两通电磁换向阀
7-蓄能器
8-液压油箱
9-过滤器。
【具体实施方式】
[0017]参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本【技术领域】的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
[0018]参考图1-8，本发明提供的一种重型车辆液压混合动力装置，可以满足适装性要求、选用标准液压元件要求以及车辆复杂工况要求。该重型车辆液压混合动力装置主要包括液压泵/马达4、蓄能器7和液压油箱8，液压泵/马达4的转轴与车辆传动轴2连接，液压泵/马达4连接有一主控制阀组5并形成回路，液压泵/马达4的进、出油口通过主控制阀组5与蓄能器7、液压油箱8连接。液压泵/马达4、蓄能器7的数目可以为一个或一个以上，此处不作限制。
[0019]实施例一
在本实施例中，重型车辆液压混合动力装置包括有一个液压泵/马达和一个蓄能器，下面以此为基础进行详细说明。
[0020]具体的，液压泵/马达4为一个部件，其特征为既能够起到泵的作用，将机械能转化为压力能，又起到马达的作用，将压力能转化为机械能；通常液压泵/马达4即可采用普通的液压马达来实现，当马达轴在外加扭矩的驱动下旋转时，就变成了泵。液压泵/马达4的转轴通过齿轮箱2与车辆传动轴I实现并联，其中齿轮箱内设置有两个相互啮合的齿轮，两齿轮分别与液压泵/马达4的转轴和车辆传动轴I连接，从而实现液压泵/马达4的转轴和车辆传动轴I之间的并联关系。
[0021]液压泵/马达4通过主控制阀组5与蓄热器7和液压油箱8连接，从而实现在车辆各种不同的状态下，液压泵/马达4与蓄热器7和液压油箱8之间各种液压油流经路线。参照图2，在本实施例中主控制阀组5包括有三个电磁换向阀和四个插装阀，三个电磁换向阀分别是第一电磁换向阀501、第二电磁换向阀502和第三电磁换向阀503,四个插装阀分别是第一插装阀504、第二插装阀505、第三插装阀506和第四插装阀507 ;如图2_3所示，第一电磁换向阀501与第一插装阀504连接形成组合电磁阀件DTl,第二电磁换向阀502与第二插装阀505连接形成组合电磁阀件DT2，第三电磁换向阀503与第三插装阀506连接形成组合电磁阀件DT3 ;组合电磁阀件DTl与液压泵/马达4并联形成第一回路，且第一回路上设置有一支路与蓄能器7连通；组合电磁阀件DT2和组合电磁阀件DT3串联后再与液压泵/马达4并联形成第二回路，且组合电磁阀件DT2和组合电磁阀件DT3之间设置有一支路与液压油箱8连通；第四插装阀507设置在第一回路上且与组合电磁阀件DTl串联，第一回路上与蓄能器的支路连接位置位于第四插装阀507与组合电磁阀件DTl之间。在本实施例中，设置四个插装阀的目的是为使主回路的有效通径较大，大流量时压力损失较小，当然主控制阀组5也可不设置插装阀，只设置有三个电磁换向阀，根据具体情况进行设定，此处不作限制；三个电磁换向阀具体可才用两位三通电磁换向阀，当然电磁换向阀的类型也可根据具体情况进行调整。
[0022]在本实施例中，主控制阀组5与液压泵/马达4组成一液压回路，并都安装在一集成块上形成一液压集成块，主控制阀组5的各组成部分以及液压泵/马达4与集成块之间采用板式连接，用螺钉固定；主控制阀组5的各组成部分之间，以及各组成部分与液压泵/马达4、液压油箱8、储能器7之间均采用液压管路相连接。
[0023]在本实施例中，蓄能器7的输入端管路上设置有蓄能器控制阀组6 ;具体的，如图4中所示，蓄能器控制阀组6由溢流阀601和两位两通电磁换向阀602组成，且溢流阀601和两位两通电磁换向阀602并联设置；其中两位两通电磁换向阀602为常断型，当需要对整个装置进行维修的时候，可通过使得两位两通电磁换向阀602得电，将蓄能器7内的压力排空。
[0024]参考图5-8，下面就本发明在车辆各种行驶情况下的工作原理进行说明，具体如下:
图5为车辆正常行驶工况下油流方向示意图，此时组合电磁阀件DT1、组合电磁阀件DT2和组合电磁阀件DT3均处于失电状态，液压油在第二回路上空循环，液压泵/马达4空转，本发明对车辆几乎不起作用。
[0025]图6为车辆起步加速工况下油流方向示意图，此时组合电磁阀件DTl和组合电磁阀件DT2得电；液压油由蓄能器7供给到主控制阀组5，按照图6中所示的流向驱动液压泵/马达4，液压油经过液压泵/马达4后回到液压油箱8内；液压油经过驱动液压泵/马达4时，液压泵/马达4的转轴通过齿轮箱2与车辆传动轴I实现并联，把扭矩传给车辆传动轴1，驱动车辆加速；在这种工作状态下，压力能由蓄能器7传给液压泵/马达4，转化成机械能后通过液压泵/马达4的转轴、齿轮箱2传给车辆传动轴，实现车辆的加速。
[0026]图7为车辆刹车减速工况下油流方向示意图，此时组合电磁阀件DT3得电；车辆传动轴I通过齿轮箱2把扭矩传给液压泵/马达4的转轴，液压油由液压油箱8输出经过驱动液压泵/马达4后流入到蓄能器7内。在这种工作状态下，机械能由车辆的传动轴传给液压泵/马达4的转轴，转化成压力能后通过管路传输给蓄能器。
[0027]图8为车辆倒车工况下油流方向示意图，此时组合电磁阀件DT1、组合电磁阀件DT2和组合电磁阀件DT3均处于失电状态，液压油在第二回路上空循环，液压泵/马达4空转，但其空转方向与图5中的空转方向相同。
[0028]本发明提供的一种重型车辆液压混合动力装置，液压泵/马达配备有一主控制阀组，这样就可以采用定量液压泵/马达，与现有技术中同排量的变量液压泵/马达相比，成本低且尺寸小；同时，本发明通过主控制阀组实现了车辆起步、正常行驶、刹车、倒车等各种情况的要求，能满足车辆复杂工况要求；另外，主控制阀组回路简明、结构紧凑、油路有效通径大，适合大功率能量传输，适用于重型车辆。
[0029]实施例二
在本实施例中，重型车辆液压混合动力装置包括有两个或两个以上的液压泵/马达4以及两个或两个以上蓄能器7，下面以此为基础进行详细说明。
[0030]每个液压泵/马达4配备有一个主控制阀组5，两者连接形成一液压回路，在本实施例中包括两个或两个以上的液压回路，且两个或两个以上的液压回路之间并联形成一大回路。其中，每个液压回路中的液压泵/马达4的转轴均通过齿轮箱2与车辆传动轴I实现并联；具体的，当本发明包括两个液压回路时(即包括有两个液压泵/马达4)，齿轮箱2内包括有三个并排设置并相互啮合的齿轮，中间一个齿轮与车辆传动轴I连接，两侧的齿轮分别与两个液压泵/马达4的转轴连接扭矩的传递；由于两侧齿轮的轴的两端均可安装一液压泵/马达4的转轴，因此三个齿轮组成的齿轮箱最多可供四个液压泵/马达使用。
[0031]两个或两个以上的液压回路的进油口连通起来，两个或两个以上的蓄能器7并列设置，且两个或两个以上的蓄能器分别连接到两个或两个以上的液压回路的进油口连通管路上；两个或两个以上的液压回路的出油口与液压油箱相连通，液压油在两个或两个以上的液压回路的内部空循环，或者由储能器7流经各个液压回路后进入液压油箱8内，或者由液压油箱8流经液压回路后进入储能器7。
[0032]在本实施例中，该重型车辆液压混合动力装置的其余结构以及工作原理均参照实施例一的描述，此处均不再赘述。本发明设置多台液压泵/马达、主控制阀组以及蓄能器，布置较为紧凑，所需安装较小，适用的车辆载荷较大；且本发明通过错开各液压泵/马达主控制回路中各换向阀的得电时间来实现分级蓄能(指对车辆的加速度、负加速度进行分级)或者分级放能，使车辆减速或者加速较为平稳。
[0033]综上所述，本发明提供了一种重型车辆液压混合动力装置，包括若干液压泵/马达、蓄能器和液压油箱，液压泵/马达的转轴与车辆的传动轴并联，每个液压泵/马达连接有一主控制阀组并形成回路，液压泵/马达的进、出油口通过主控制阀组与蓄能器和液压油箱连接；车辆刹车时主控制阀组使得液压油从液压油箱流向蓄能器；车辆起步时主控制阀组使得液压油从蓄能器流向液压油箱；车辆正常行驶时主控制阀组使得液压油在主控制阀组的内部油路上循环流动。本发明中每个液压泵/马达配备一主控制阀组，满足车辆复杂工况要求，且主控制阀组结构紧凑，成本低、尺寸小；本发明设置多台液压泵/马达、主控制阀组以及蓄能器，布置较为紧凑，安装空间较小，适用的车辆载荷较大。
[0034]因本【技术领域】的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本【技术领域】的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。
【权利要求】
1.一种重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，包括液压泵/马达、蓄能器、液压油箱和主控制阀组，所述液压泵/马达的转轴与车辆的传动轴连接，所述液压泵/马达连接主控制阀组并形成回路，所述液压泵/马达的进、出油口通过所述主控制阀组与所述蓄能器和所述液压油箱连接； 车辆刹车时，所述主控制阀组控制液压油从所述液压油箱经过所述液压泵/马达后流向所述蓄能器；车辆起步加速时，所述主控制阀组使得液压油从所述蓄能器流经过所述液压泵/马达后向所述液压油箱；车辆正常行驶时，所述主控制阀组使得液压油在所述主控制阀组的内部油路上循环流动。
2.根据权利要求1所述的重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，所述主控制阀组包括有第一电磁换向阀、第二电磁换向阀和第三电磁换向阀；其中； 所述第一电磁换向发与所述液压泵/马达并联形成第一回路，且所述第一回路上与所述蓄能器连通； 所述第二电磁换向阀和第三电磁换向阀串联后再与所述液压泵/马达并联形成第二回路，且两只电磁换向阀之间的通道与所述液压油箱连通。
3.根据权利要求2所述的重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，所述主控制阀组还包括有第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀、第四插装阀，所述第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀上分别连接有第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀； 所述第四插装阀设置在第一回路上且与所述第一电磁换向阀串联，所述第一回路上与所述蓄能器的连接位置位于所述第四插装阀与所述第一电磁换向阀串之间。
4.根据权利要求2或3所述的重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，所述第一电磁换向阀、第二电磁换向阀和第三电磁换向阀均采用两位三通电磁换向阀。
5.根据权利要求1所述的重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，所述主控制阀组与所述液压泵/马达一起安装在一集成块上。
6.根据权利要求1所述的重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，所述蓄能器的输入端管路上设置有蓄能器控制阀组。
7.根据权利要求6所述的重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，所述蓄能器控制阀组由溢流阀和一只两位两通电磁换向阀组成，所述溢流阀与所述两位两通电磁换向阀并联。
8.根据权利要求1所述的重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，所述液压泵/马达的转轴通过齿轮箱与车辆传动轴并联在一起。
9.根据权利要求1所述的重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，该重型车辆液压混合动力装置包括两个或两个以上由液压泵/马达与主控制阀组组成的液压回路，且各液压回路之间并联形成一大回路。
10.根据权利要求9所述的重型车辆液压混合动力装置，其特征在于，该重型车辆液压混合动力装置包括有两个或两个以上的所述蓄能器，两个或两个以上的所述蓄能器呈并列设置，且两个或两个以上的蓄能器均与所述大回路连接。
【文档编号】B60K6/22GK104228541SQ201410507167
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】侯明波, 贾正余, 任小波, 陈勇宁, 虞富刚, 朱航, 万东生, 张寅 , 曹松杰, 张海波 申请人:上海羽翼船舶设备有限公司