基于液压机械无级变速器的双蓄能器制动能量回收系统的制作方法

本发明涉及一种基于液压机械无级变速器的双蓄能器制动能量回收系统。

背景技术：

液压机械无级变速器具有可控无级变速、传动功率大、传动效率高等特点，可有效改善重型载重汽车的动力性能、经济性。但是，载重汽车在城市工况下行驶，会面临频繁启停的情形，将制动时的能量回收起来，用于车辆启动，成为提高车辆燃油经济型的有效方式，液压机械无级变速器中的液压传动系统为实现制动能量回收提供了基础。但是现在，由于技术方面限制，基于液压机械无级变速器的制动能量回收系统存在制动能量回收率低，结构复杂，控制难以实现等问题，因此需要设计一种制动能量回收率高，结构简单，控制难度低的液压机械无级变速器制动能量回收系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于液压机械无级变速器的双蓄能器制动能量回收系统，可以实现车辆制动能量的回收，并具有制动能量回收率高、对车辆原有传动系统改动小、结构简单、易于实现等优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：基于液压机械无级变速器的双蓄能器制动能量回收系统，包括制动能量回收释放单元和液压机械无级变速器，所述液压机械无级变速器内包括并联设置的液压变速部分和机械变速部分，所述液压变速部分包括通过液压管路相连的液压泵和液压马达，所述制动能量回收释放单元包括并联连接在所述液压泵与所述液压马达之间的三位四通比例电磁阀，所述三位四通比例电磁阀上还分别串联有高压蓄能器和低压蓄能器，所述高压蓄能器与所述低压蓄能器并联设置，所述高压蓄能器与所述三位四通比例电磁阀之间连接有高压二位二通阀，所述低压蓄能器与所述三位四通比例电磁阀之间连接有低压二位二通阀。

作为优选的技术方案，所述机械变速部分包括与动力端传动连接的动力输入轴、传动轴、中间轴以及变速换挡机构，所述动力输入轴与所述传动轴之间同轴设置且传动连接有双行星排，所述传动轴上安装有用于控制所述双行星排的锁死离合器，所述中间轴与所述动力输入轴和所述传动轴平行设置，所述中间轴传动连接至动力输出轴。

作为优选的技术方案，所述高压二位二通阀和所述低压二位二通阀与所述三位四通比例电磁阀之间连接有高压溢流阀。

由于采用了上述技术方案，基于液压机械无级变速器的双蓄能器制动能量回收系统，包括制动能量回收释放单元和液压机械无级变速器，所述液压机械无级变速器内包括并联设置的液压变速部分和机械变速部分，所述液压变速部分包括通过液压管路相连的液压泵和液压马达，所述制动能量回收释放单元包括并联连接在所述液压泵与所述液压马达之间的三位四通比例电磁阀，所述三位四通比例电磁阀上还分别串联有高压蓄能器和低压蓄能器，所述高压蓄能器与所述低压蓄能器并联设置，所述高压蓄能器与所述三位四通比例电磁阀之间连接有高压二位二通阀，所述低压蓄能器与所述三位四通比例电磁阀之间连接有低压二位二通阀；本发明的有益效果是：进行液压制动时，驱动轮上传递的制动能量经液压机械无级变速器的传动齿轮传递到液压马达，液压马达通过控制排量，实现对制动强度的控制，机械能经液压马达转化为液压能，液压能通过三位四通比例电磁阀、二位二通阀传递到低压蓄能器，存储在低压蓄能器中；高压蓄能器提供能量，驱动车辆行进时，高压蓄能器内的液压能经二位二通阀、三位四通比例电磁阀传递到液压马达，此时液压马达处于马达工况，将液压能转化为机械能，转化后的机械能传递到液压机械无级变速器，驱动车辆行进，此时锁死离合器处于断开状态，通过控制液压马达的排量，实现对车辆驱动力的控制；本发明在实现车辆制动能量回收供能的前提下，对原车装备的液压机械无级变速器的改动小，制动能量回收系统控制简单，制动能量回收率高，设备维护简单。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例制动能量回收时能量传递路径示意图；

图3是本发明实施例蓄能器供能起步时能量传递路径示意图；

图中：1-制动能量回收释放单元；2-液压机械无级变速器；3-液压泵；4-液压马达；5-三位四通比例电磁阀；6-高压蓄能器；7-低压蓄能器；8-高压二位二通阀；9-低压二位二通阀；10-高压溢流阀；11-动力输入轴；12-传动轴；13-中间轴；14-双行星排；15-锁死离合器；16-一挡齿轮副；17-二挡齿轮副；18-动力输出轴；19-发动机；20-总离合器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1所示，基于液压机械无级变速器的双蓄能器制动能量回收系统，包括制动能量回收释放单元1和液压机械无级变速器2，所述液压机械无级变速器2内包括并联设置的液压变速部分和机械变速部分，所述液压变速部分包括通过液压管路相连的液压泵3和液压马达4，所述制动能量回收释放单元1包括并联连接在所述液压泵3与所述液压马达4之间的三位四通比例电磁阀5，所述三位四通比例电磁阀5上还分别串联有高压蓄能器6和低压蓄能器7，所述高压蓄能器6与所述低压蓄能器7并联设置，所述高压蓄能器6与所述三位四通比例电磁阀5之间连接有高压二位二通阀8，所述低压蓄能器7与所述三位四通比例电磁阀5之间连接有低压二位二通阀9；所述高压二位二通阀8和所述低压二位二通阀9与所述三位四通比例电磁阀5之间连接有高压溢流阀10。

所述机械变速部分包括与发动机19动力端传动连接的动力输入轴11、传动轴12、中间轴13以及变速换挡机构，所述动力输入轴11与所述传动轴12之间同轴设置且传动连接有双行星排14，所述传动轴12上安装有用于控制所述双行星排14的锁死离合器15，所述锁死离合器15位于一挡齿轮副16与二挡齿轮副17之间，用于锁死所述双行星排14，实现减小动力输出轴18到所述液压马达4之间传动比的目的；所述中间轴13与所述动力输入轴11和所述传动轴12平行设置，所述中间轴13传动连接至动力输出轴18。

所述制动能量回收释放单元1中所述高压蓄能器6与所述低压蓄能器7可进行动态转换；进行制动能量回收时，与所述低压蓄能器7相连通的所述低压二位二通阀9开启，回收的制动能量存储在所述低压蓄能器7中，进行蓄能；进行制动能量释放时，所述高压蓄能器6开启，驱动所述液压马达4转动。

所述液压泵3采用变量泵，所述液压马达4采用变量泵/马达，当发动机19提供能量，车辆行进时，变量泵/马达的排量(为最大值)固定，形成变量泵-定量马达传动系统，提高液压机械无级变速器2中液压传动的传动效率，所述高压蓄能器6供能，车辆进行液压启动；进行液压制动时，变量泵排量控制为零，通过改变变量泵/马达的排量，实现对制动强度的控制。

所述制动能量回收释放单元1连接在液压传动的回路中，本实施例包括制动能量回收与蓄能器供能起步两种工况，具体工作原理如下：

如图2所示为本实施例进行制动能量回收时能量传递路径示意图，进行液压制动时，位于动力输入轴11上与发动机19连接的总离合器20断开，将发动机19与变速器的动力输入轴11断开，此时将锁死离合器15结合，双行星排14会被锁死，驱动轮上传递的制动能量经液压机械无级变速器2的传动齿轮传递到传动轴12，经传动轴12传递到变量泵/马达，变量泵/马达通过控制排量，实现对制动强度的控制，机械能经变量泵/马达转化为液压能，液压能通过三位四通比例电磁阀5、低压二位二通阀9传递到低压蓄能器7，存储在低压蓄能器7中。

如图3所示为本实施例进行蓄能器供能起步时能量传递路径示意图，高压蓄能器6提供能量，驱动车辆行进时，高压蓄能器6内的液压能经高压二位二通阀8、三位四通比例电磁阀5传递到变量泵/马达，此时变量泵/马达处于马达工况，将液压能转化为机械能，转化后的机械能经传动轴12传递到液压机械无级变速器2的一挡齿轮副16，然后传递到动力输出轴18，驱动车辆行进，此时，锁死离合器15处于断开状态，通过控制变量泵/马达的排量，实现对车辆驱动力的控制。

本发明在实现车辆制动能量回收供能的前提下，对原车装备的液压机械无级变速器的改动小，制动能量回收系统控制简单，制动能量回收率高，设备维护简单。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。