專利名稱：汽車制動動能再生裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型汽車制動動能再生裝置，是借助安裝在汽車變速箱的取力器上的 變量油泵/油馬達和液壓系統(tǒng)，回收汽車制動時將被廢棄的動能并再利用，屬機 械技術領域。
技術背景
各類汽車是陸上交通的重要工具，它們以汽油、柴油、乙醇、各類燃氣、電 力、氫氣等多種能源為動力。是當今世界上耗能最大的用戶之一。
經常地起動或停車、加速或減速是汽車運行狀態(tài)的共同特點，城市公交車輛 尤為突出，它們是靠耗費能源來獲得動能，伹在制動和停車過程中，動能在剎車 片上轉化成無用的熱能廢棄殆盡，而且它還將多種能源轉變成有害尾氣造成環(huán)境
污染。因此，設計制造節(jié)能減^tn車已成為當今世界不可逆轉的潮流。
充分利用寶貴的能源，把車輛制動時本當廢棄的動能回收并加以利用，具有 重要意義，國內外已有多種技術方案，經檢索發(fā)現(xiàn)有專利號為 200320103166.3 、 200420040925.0 、 200420040920.8 、 200420059673.6和200510046013.3的類似專利。上述已公開的技術方案 各有特點，但共同的不足之處是系統(tǒng)較復雜，不僅制造成本較高，而且系統(tǒng)故障 慨率也會因裝置較復雜而增高。
與本實用新型相近的有申請?zhí)枮?00620044935.0和專利號為 200620046110.2的技術方案，它們的共同問題是采用定量油泵/油馬達，而 汽車速度不像電動機的轉速固定而是經常變化的，系統(tǒng)難以適應在汽車的不同速
度和工況下都表現(xiàn)出較佳的性能。在制動初期，因車速快，油泵轉速也快，泵的 流量較大，若吸油通道不夠大，易造成吸空現(xiàn)象并伴有難聽的噪聲，液壓系統(tǒng)的 參數(shù)應按最大流量來設計，須加大管道和閥的通徑；而在制動后期因車速較低， 泵的流量顯著減小而加長了制動的時間、延長了制動的距離。此外車輛在正常行 駛，系統(tǒng)處于空循環(huán)工況時，雖因溢流閥卸荷，泵的出口壓力不大而負荷有限， 伹因車速快，泵的流量較大，因管道阻力使泵的負荷和出口壓力增加，這不僅要 耗能并使油溫升高，而且因增加了變速箱上齒輪的扭矩，影響順暢換擋。另夕卜， 因它們均采用兩位二通電磁球閥來控制放能過程，1DT通電后，液控單向閥的 出口及控制口保持高壓，1DT斷電也不能關閉液控單向閥，只能腳踩制動使溢 流閥不處于卸荷狀態(tài)才能中止放能過程，這給駕駛操作帶來一定的不便。 發(fā)明內容
本實用新型汽車制動動能再，置，為各類汽車特別是公交客車和為數(shù)眾多 的城市出租轎車，提供一種新的制動時動能回收再生的技術方案，力求以簡單、小巧實用且成熟的液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)自動回收制動時的汽車動能，并儲存起來，自
動用于需加速或加力時，以達到節(jié)能和減排的目的。
本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的。本汽車制動動能再生裝置是利用 安裝在汽車的變速箱取力器的輸出端的變量油泵和一套液壓系統(tǒng)，在汽車制動過
程中自動地將本當廢棄的慣性動能轉變?yōu)榱黧w的壓力能(勢能)并存儲起來，汽 車需起步或加力時自動地將其釋放出來推動油泵(此時為油馬達)，反過來借助 取力器通過變速箱驅動車輪起步或為發(fā)動機助力，將流體的壓力能(勢能)轉換 回成汽車動能，使汽車動能部分再生并重獲應用。
本實用新型的液壓系統(tǒng)的連結方式是，膜板活塞閉式油箱8出油口經球閥6、 單向閥14與變量油泵3的進口相連，變量油泵3的出口經單向閥15, —路到 蓄能器9，另一路分別與液控單向閥11的進口及兩位三通電磁球閥13的進口 相連，兩位三通電磁球閥13的出口與液控單向閥11的出口相通并通過恒節(jié)流 孔12與液控單向閥11的控制口相連，閥13的另一出口通泵的回油，其傍路 測壓點10測定蓄能器9內的現(xiàn)時壓力，液控單向閥11的出口與單向閥14及 變量油泵3的進口相通，變量油泵3出口還經溢流閥17和過濾器5及球閥7 與膜板活塞閉式油箱8相連，在過濾器5的傍路上并聯(lián)了一個球閥4，兩位二通 電磁閥1 一頭與溢流閥17的遙控口相連,另一頭接在溢流閥17的回油通道上。
變量油泵/油馬達3的流量，受測壓點10的壓力控制，將測壓點10與變 量泵的流量控制口相連，壓力為零時流量最小，測壓點的壓力建立后，流量迅速 增加到最大值。變量油泵3的內泄油經由泄油口 Y直接回到油箱8。
技術方案和
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圖1為本實用新型液壓系統(tǒng)原理圖。
圖2為本實用新型的電控原理圖
以下結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步地說明。
見圖1、圖2,油門腳踏板操控1AT，剎車腳踏板操控2AT。汽車在行駛過 程中，當輕踩剎車腳踏板，在汽車原機械摩擦制動系統(tǒng)未起作用前，接通2AT 而使2DT得電，系統(tǒng)處于蓄能制動工況。因汽車制動前車速較快，安裝在變速 箱取力器2上的變量油泵3由汽車慣性動能帶動而以較快轉速轉動，此時因測 壓點IO壓力尚未建立，變量油泵3處于低流量狀態(tài)，避免了油泵3因轉速髙、 流量大而吸空，而后隨著車速降低、測壓點IO壓力的升高，變量油泵的流量迅 速增大到最大，加大制動力矩、縮短制動距離。此時變量油泵3將油箱8中的 油經開啟的球閥6并經單向閥14抽出，變量油泵3的出口油經單向閥15壓入 蓄能器9中，把汽車的動能轉換為流體的壓力能(勢能)，存儲在蓄能器9中， 系統(tǒng)最高壓力由測壓點10的壓力傳感器限定，超過限定壓力時，PH斷開，2DT 失電，兩位二通電磁閥1開通，溢流閥17卸荷，變量油泵3出口經卸荷的溢流 閥17回到油箱8。溢流閥的設定值略高于PH,在電路失靈時起安全閥的作用。
當蓄能器9內壓力高于某設定之低限壓力時，PL接通，此時汽車若需起動 或加力，則輕踩油門腳踏l反，接通1AT而使1DT通電，此時蓄能器9中的壓力 油經兩位三通電磁球閥13先期到達液控單向閥11的出口，并經恒節(jié)流孔12 延后到達液控單向閥的控制口，以小流量的通道平衡較大流量的液控單向閥11 進出口的巨大壓差，避免液控單向閥11突然開啟而引起的液壓沖擊(水錘現(xiàn)象)，
液控單向閥ll出口的壓力油到達變量油泵(此時已為油馬達)3的入口，推轉 油馬達3,并反過來借助取力器2帶動變速箱并驅動汽車起步或為發(fā)動機加力， 油馬達3的出口經卸荷的溢流閥17和濾油器5及開啟的球閥4和7回到油箱8 。
當蓄能器內無勢能時，1DT和2DT都失電或PH和PL都斷開時，無論油 門腳踏板或剎車腳踏板如何動作，汽車都處于發(fā)動tiL^動力單獨驅動車輪的正常 行駛工況，此時因變量油泵3處于最小流量狀態(tài)，它的進出口通過卸荷的溢流閥 17、單向閥14及開啟的球閥6與油箱8相通，系統(tǒng)處于流量很小的空轉工況， 只需克服小流量時空轉回路的沿程液阻即可，不僅耗能很小,且不影響順暢換擋。
球閥6、 7和4都是普通低壓球閥，用于在襝修故障時關閉它們，防止處于 高位的油箱8內的油液泄出。球閥4的功能是開啟時保證回油暢通，減小過濾 器的尺寸；關閉時，在空擋空循環(huán)狀態(tài)下，使回油必須經過濾器5回油箱8，以 定期清除油液中的不潔物。在蓄能器9的進出口處亦可設置高壓截止閥，以方便 檢修。
本實用新型采用的膜板活塞閉式油箱(專利申請?zhí)枮?00720068995.0) 系全封閉的常壓油箱，本液壓系統(tǒng)的油箱因油液大進大出液面高度急劇變化，用 通常的閉式壓力油箱無法保持恒定的背壓，而用膜板活塞閉式油箱能使系統(tǒng)的背 壓恒定地處在等于或略高于大氣壓力的狀況下，不僅保證了液壓系統(tǒng)的正常工 作，又使系統(tǒng)的油液與外部環(huán)境完全隔離，可長期保持油液的潔凈，從而大大減 少了系統(tǒng)的故障率，提高了裝置的可靠性。
實施方案
本裝置的液壓系統(tǒng)可釆用標準的普通板式(或管式)液壓閥或疊加閥組合，也 可選用插裝閥或螺紋插裝閥組合。因本實用新型采用了變量油泵/油馬達的技術 方案，不僅為選用通徑規(guī)格較小的螺紋插裝閥提供了可能，也為設計制造體積小、 重量輕的集成閥創(chuàng)造了條件。應根據(jù)汽車自重、常用制動前的車速、欲回收動能 的多少、要求制動的距離、汽車起步推力和放能完成后的車速等參數(shù)，進行簡便 的能量轉換的計算，并據(jù)此合理地設計并選擇系統(tǒng)的壓力、油泵/油馬達及蓄能 器的規(guī)格和型號，在此Mi上逐步實現(xiàn)該裝置的標準化和系列化。也可在汽車上 設置必要的狀態(tài)傳感器，將汽車的各種狀態(tài)參數(shù)適時地輸入計^L，對汽車進行 適時自動控制，并取得更好的節(jié)能減排效果。
本汽車制動動能再生裝置結構簡單、造價較低、節(jié)能顯著，且安裝維修方便，
不改變駕駛操作，可隨時自動蓄能或放能，特別適合于交通擁堵、頻遇紅燈和經 常停車上下客的城市公交客車和出租車。
權利要求1、汽車制動動能再生裝置是利用安裝在汽車的變速箱的取力器(2)上變量油泵(3)和一套液壓系統(tǒng)，在汽車制動過程中自動地將本當廢棄的慣性動能轉變?yōu)榱黧w的壓力能并存儲起來，汽車需起步或加力時自動地將其釋放出來通過取力器(2)并經變速箱驅動車輪起步或為發(fā)動機助力，其特征是液壓系統(tǒng)的連結方式是膜板活塞閉式油箱(8)出油口經球閥(6)、單向閥(14)與變量油泵(3)的進口相連，變量油泵(3)的出口經單向閥(15)，一路到蓄能器(9)，另一路分別與液控單向閥(11)的進口及兩位三通電磁球閥(13)的進口相連，兩位三通電磁球閥(13)的出口與液控單向閥(11)的出口相通并通過恒節(jié)流孔(12)與液控單向閥(11)的控制口相連，兩位三通電磁球閥的另一口與泵的回油相通，液控單向閥(11)的出口與單向閥(14)及變量油泵(3)的進口相通，變量油泵(3)出口還經溢流閥(17)和過濾器(5)及球閥(7)與膜板活塞閉式油箱(8)相連，在過濾器(5)的傍路上并聯(lián)了一個球閥(4)，兩位二通電磁閥(1)一頭與溢流閥(17)的遙控口相連，另一頭接在溢流閥(17)的回油通道上。
2、 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征是:測壓點(10) 與變量油泵的流量控制口相連。
專利摘要汽車制動動能再生裝置是利用安裝在汽車的變速箱的取力器上的變量油泵/油馬達和一套液壓系統(tǒng)，在汽車制動過程中自動地將本當廢棄的慣性動能轉變?yōu)榱黧w的壓力能并存儲起來，汽車需起步或加力時自動地將其釋放出來，反過來通過變速箱驅動車輪起步或為發(fā)動機助力，使汽車動能部分再生并重獲應用，節(jié)能減排效果顯著。本汽車制動動能再生裝置結構簡單、造價較低、節(jié)能顯著，且安裝維修方便，不改變駕駛操作，較適合于交通擁堵、頻遇紅燈和經常停車上下客的城市公交客車和出租車。
文檔編號B60K6/12GK201070982SQ20072007334
公開日2008年6月11日 申請日期2007年8月7日 優(yōu)先權日2007年8月7日
發(fā)明者張順祥, 戴再農, 蔣梅修 申請人:蔣梅修;戴再農;張順祥