專利名稱：油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于城市公共交通車的油液混合動力大客車，用于解決傳統(tǒng)油、液混合動力大客車存在的液壓泵工作時出力慢，噪音大、振動等不足，本系統(tǒng)在使用中能縮短蓄能的時間，提高輸出扭矩和出力速度，穩(wěn)定行駛，并起到節(jié)能、減排的效果。屬交通運輸領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的油液混合動力大客車的技術(shù)，因受車輛空間和重量的限制，均采用一泵多用的形式，即蓄能時通過控制系統(tǒng)的切換柱塞泵處于液壓泵工況，而在能量釋放階段通過控制系統(tǒng)的切換柱塞泵處于液壓馬達工況。因軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)原因，其自吸能力較差，供油不足時會造成噪音和振動。常規(guī)使用軸向柱塞泵均采用壓力供油的方式來彌補柱塞泵自吸能力差的不足，亦就是閉式液壓系統(tǒng)。但在油、液混合動力大客車的實際運用中因受安裝條件、供油泵動力源的限制，壓力供油方式不可能實現(xiàn)。因而現(xiàn)有技術(shù)的油、液混合動力大客車均采用開式系統(tǒng)的供油方式。所謂的開式液壓系統(tǒng)，即供油是在自然的常壓下進行的，因供油的壓力低，為避免油泵的吸空現(xiàn)象，一般把油泵配油盤的供油槽加長，這樣做雖然可改善油泵的吸油狀況，但這樣做使油泵的升壓減慢，特別是將油泵工況切換成液壓馬達工況時，因配油槽的增長而降低了液壓馬達的輸出扭矩。本發(fā)明針對開式液壓系統(tǒng)在油液混合動力大客車上的使用不足，利用大客車均有空氣壓縮裝置的氣壓，將液壓油箱內(nèi)的液壓油的壓力提打入軸向柱塞泵，形成壓力供油，即閉式液壓系統(tǒng)。本發(fā)明用 圓柱形的氣、油缸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓油箱。具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、液壓力的產(chǎn)生不需要額外的驅(qū)動力，降低了液壓系統(tǒng)的噪音和振動。適合在油液混合動力大客車上的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
油液混合動力大客車是利用城市公交車輛頻繁的靠站、起動的工況，將車輛制動時產(chǎn)生的動能(或勢能)，通過電、液控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成液壓能儲存在囊式蓄能器中。在車輛的起步階段通過電、液控制系統(tǒng)將蓄能器中的液壓能釋放出來，轉(zhuǎn)換成機械能驅(qū)動車輛前進，此階段汽車發(fā)動機處于怠速階段，不參與車輛的起動而做功。當車輛達到時速20KM時，車輛變速器直接進III檔，踩下油門車輛正常行駛。因車輛在起動時，發(fā)動機處在高能耗、高排放的階段，但利用液壓能使車輛起動時，發(fā)動機不參與做功，節(jié)省油耗可達25%，降低排放可達30%。本發(fā)明針對現(xiàn)有油、液混合動力大客車液壓系統(tǒng)的不足，提供了一個帶增壓油箱的閉式液壓循環(huán)系統(tǒng)。避免了液壓噪音和振動的產(chǎn)生，提高了油、液混合動力大客車的可靠性。當油液混合動力大客車需要蓄能時，電氣程序控制器根據(jù)收到的車輛制動傳感器信號，指令油箱控制閥工作，壓縮空氣進入增壓油箱的下端，推動活塞上行，活塞在0.04mpa氣壓的作用下將增壓油箱上端的液壓油壓入斜軸式軸向柱塞泵。同時電氣程序控制器指令取力器控制閥工作，取力器輸入軸連接車輛變速箱的II軸，此時車輛處于慣性滑行階段，車輪帶動傳動軸旋轉(zhuǎn)，同時帶動變速箱的II軸旋轉(zhuǎn)。因此時斜軸式軸向柱塞泵已通過取力器與變速箱的II軸連接，旋轉(zhuǎn)的斜軸式柱塞泵將低壓油變成高壓油，通過儲能控制閥打入囊式蓄能器儲存起來。當油液混合動力大客車需要起步時，電氣程序控制器根據(jù)收到的車輛油門傳感器信號，指令取力器控制閥工作，取力器連接車輛變速器，同時能量釋放控制閥打開，囊式蓄能器中的高壓油經(jīng)過進油行程控制閥打入斜軸式軸向塞泵(此時柱塞泵成液壓馬達工況，將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能。)驅(qū)動取力器旋轉(zhuǎn)(此時取力器輸入軸變成了輸出軸)帶動車輛變速箱旋轉(zhuǎn)，通過車輛傳動軸驅(qū)動車輛前進。本發(fā)明油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置包括:氣動增壓油箱1、回油截止閥2、回油冷卻器3、卸荷控制閥4、能量釋放控制閥5·、能量釋放閥6、進油行程控制閥7、蓄能控制閥8、囊式蓄能器9、主回油截止閥10、壓力顯示器11、壓力傳感器12、緩速I控制閥13、緩速II控制閥14、緩速調(diào)壓閥15、緩速調(diào)壓閥16、帶節(jié)流的回油控制閥17、聯(lián)軸器18、帶摩擦離合器的后置式取力器19、斜軸式軸向柱塞泵20、氣動加壓油箱控制閥21、摩擦離合器控制閥22、氣壓調(diào)節(jié)閥23、電氣程序控制器24、制動傳感器25、油門傳感器26、車速傳感器27、大客車變速箱28、大客車傳動軸29、大客車后橋30，其工作程序為:蓄能工況時，車輛處于滑行狀態(tài)，車橋30通過傳動軸29帶動變速箱28旋轉(zhuǎn)，在設(shè)定的壓力信號和車速信號的條件下，摩擦離合器控制閥22工作，取力器19的輸入軸與變速箱28的II軸相結(jié)合，液壓系統(tǒng)通過緩速調(diào)壓閥16處于第一種背壓下工作，氣動加壓控制閥21工作，壓縮空氣經(jīng)氣動加壓控制閥21進入增壓油箱I的下端，推動活塞上行，將增壓油箱I上端內(nèi)的液壓油壓入斜軸式軸向柱塞泵20，斜軸式軸向柱塞泵20輸出的高壓油打入囊式蓄能器9，當囊式蓄能器的油壓達到設(shè)定值時，高壓油經(jīng)緩速背壓調(diào)節(jié)閥16、主回油截止閥10流回油箱1，亦可將緩速調(diào)壓控制閥13切換到緩速調(diào)壓控制閥14，此時斜軸式軸向柱塞泵打出的高壓油經(jīng)緩速背壓調(diào)節(jié)閥15主回油截止閥10流回油箱1，形成第二種緩速背壓，能量釋放工況時，此時車輛處于靜止或車速小于IOKm的狀態(tài)，電氣程序控制器24指令摩擦離合器控制閥22工作，取力器19與變速箱28的II軸相結(jié)合，此時取力器19的輸入軸成為輸出軸，高低壓換向控制閥5工作，高低壓控制閥6打開，囊式蓄能器9的高壓油進入斜軸式軸向柱塞泵20，高壓油使斜軸式軸向柱塞泵旋轉(zhuǎn)，帶動取力器19、變速箱28、傳動軸29、車橋30旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動車輛前進，此時發(fā)動機不參與驅(qū)動車輛做功，當車速達20km時，車輛變速箱可直接進III檔踩下油門、發(fā)動機輸出動力、車輛正常行駛。本發(fā)明有如下特點:1.本發(fā)明在液壓系統(tǒng)處于油泵工況時，供給油泵的液壓油是有一定壓力的，形成閉式液壓系統(tǒng)，其壓力的大小可通過調(diào)節(jié)進氣壓力的大小來實現(xiàn)，其供油壓力的產(chǎn)生是由氣動活塞推動液壓油箱的液壓油而實現(xiàn)的，在液壓油箱中的油、氣是相互隔離的，其供油容積大于蓄油容積，液壓系統(tǒng)的壓力供油，其最的優(yōu)點在于系統(tǒng)升壓快、噪音低、液壓振動小，提高了油、液混合動力大客車的節(jié)能效率。2.本發(fā)明其通向斜軸式軸向柱塞泵進油口高、低液壓油的切換是由大通徑行程閥自動控制的，當行程閥上腔進低壓油時，閥芯下落，低壓油進入斜軸式軸向柱塞泵，此時斜軸式軸向柱塞泵處于油泵工況，當行程閥下腔進高壓油時行程閥的閥芯上行，關(guān)閉低壓進油口，此時斜軸式軸向柱塞泵處于液壓馬達工況，采用壓力供油的方式解決了油泵與油馬達兼容時的不足，即解決了油泵工況時因供油不足而產(chǎn)生的噪音、振動和蓄能效率低的問題，又確保了油馬達工況時的輸出扭矩。3.本發(fā)明的蓄能系統(tǒng)是由蓄能控制閥、囊式蓄能器、壓力傳感器和壓力顯示器組成。當斜軸式軸向柱塞泵處于油泵工況時，且囊式蓄能器為低壓時，壓力油通過蓄能控制閥的下腔進入囊式蓄能器。當達到設(shè)定壓力時，蓄能控制閥上、下腔的壓力平衡，在上腔彈簧力的作用下蓄能控制閥關(guān)閉。4.本發(fā)明的緩速背壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)由兩級設(shè)定壓力組成，可根據(jù)車速的大小來調(diào)節(jié)所需的緩速背壓力，使其達到較佳的反拖制動力。本裝置兩級緩速背壓力的設(shè)定，較好地適應(yīng)車輛各種工況對制動力的要求，可取代電渦流緩速器或其他形式的緩速器。使一套系統(tǒng)有多種用途，降低了車輛成本，減少了車輛制動蹄的磨損，節(jié)省了易損件的消耗。5.本發(fā)明的帶摩擦離合器的后置取力器的輸入軸是與車輛變速箱的II軸相連，取力器的輸出軸是與斜軸式軸向柱塞泵的傳動軸相連，取力器中摩擦離合器的分離或結(jié)合是由氣動控制閥和環(huán)形氣缸來實現(xiàn)的，摩擦離合器所承受的正壓力的大小可通過氣動調(diào)壓閥來調(diào)節(jié)，因采用的是摩擦離合器，所以取力器的結(jié)合或分離不受車速的限制。確保了取力器扭矩的輸入或輸出的平穩(wěn)無沖擊。6.本發(fā)明的其泵、馬達系統(tǒng)是采用斜軸式軸向柱塞泵的共用形式，其配油盤結(jié)構(gòu)采用閉式液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確保了液壓馬達的最大扭矩的輸出，降低了噪音和振動。.


如圖1為本發(fā)明油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置示意圖.
具體實施例方式如圖1所示:本發(fā)明主要有:氣動增壓油箱1、回油截止閥2、回油冷卻器3、卸荷控制閥4、能量釋放控制閥5、能量釋放閥6、進油行程控制閥7、蓄能控制閥8、囊式蓄能器9、主回油截止閥10、壓力顯示器11、·壓力傳感器12、緩速I控制閥13、緩速II控制閥14、緩速調(diào)壓閥15、緩速調(diào)壓閥16、帶節(jié)流的回油控制閥17、聯(lián)軸器18、帶摩擦離合器的后置式取力器19、斜軸式軸向柱塞泵20、氣動加壓油箱控制閥21、摩擦離合器控制閥22、氣壓調(diào)節(jié)閥23、電氣程序控制器24、制動傳感器25、油門傳感器26、車速傳感器27、大客車變速箱28、大客車傳動軸29、大客車后橋30.
1、蓄能:此時車輛處于滑行狀態(tài)，車橋30通過傳動軸29帶動變速箱28旋轉(zhuǎn)，當電氣程序控制器24接受到制動傳感器25的信號后，電氣程序控制器自動檢測壓力傳感器12的信號和車速傳感器27的信號，在設(shè)定的壓力信號和車速信號的允許條件下，電氣程序控制器24指令摩擦離合器控制閥22工作，取力器19的輸入軸與變速箱28的II軸相結(jié)合，電氣程序控制器指令緩速調(diào)壓控制閥13工作，液壓系統(tǒng)通過緩速調(diào)壓閥16處于第一種背壓下工作。電氣程序控制器指令氣動加壓控制閥21工作，壓縮空氣經(jīng)氣壓調(diào)節(jié)閥23、氣動加壓控制閥21進入增壓油箱I的下端，推動活塞上行(此時液壓油的壓力等于壓縮空氣的壓力，其大小可通過氣壓調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié))，將增壓油箱I上端內(nèi)的液壓油通過進油行程閥7壓入斜軸式軸向柱塞泵20，此時斜軸式軸向柱塞泵20處于油泵工況。斜軸式軸向柱塞泵20輸出的高壓油經(jīng)過蓄能控制閥8打入囊式蓄能器9，當囊式蓄能器的油壓達到設(shè)定值時，斜軸式軸向柱塞泵打出的高壓油經(jīng)緩速背壓調(diào)節(jié)閥16、主回油截止閥10流回油箱1，亦可在壓力傳感器12輸出信號后由電氣程序控制器指令將緩速調(diào)壓控制閥13切換到緩速調(diào)壓控制閥14，此時斜軸式軸向柱塞泵打出的高壓油經(jīng)緩速背壓調(diào)節(jié)閥15主回油截止閥10流回油箱1，形成第二種緩速背壓。本發(fā)明的兩級背壓調(diào)節(jié)形式更好地發(fā)揮制動緩速效果，可取代電渦流緩速器或其他形式的緩速器。降低了成本，減少了制動蹄的磨損，節(jié)省了易損件的消耗。2、放能:此時車輛處于靜止或車速小于IOKm的狀態(tài)，當電氣程序控制器接收到油門傳感器26的信號后，自動檢測壓力傳感器信號12和車速傳感器27信號，在滿足壓力信號和車速 信號的允許條件下，電氣程序控制器24指令摩擦離合器控制閥22工作，取力器19與變速箱28的II軸相結(jié)合。此時取力器19的輸入軸成為輸出軸。電氣程序控制器指令高低壓換向控制閥5工作，高低壓控制閥6打開。囊式蓄能器9的高壓油經(jīng)高低壓換向閥進入進油行程閥7的下腔，將進油行程閥的閥芯上推，高壓油進入斜軸式軸向柱塞泵20，此時斜軸式軸向柱塞泵處于液壓馬達工況，高壓油使斜軸式軸向柱塞泵旋轉(zhuǎn)，帶動取力器19、變速箱28、傳動軸29、車橋30旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動車輛前進，此時發(fā)動機不參與驅(qū)動車輛而做功)。當車速達20km時，車輛變速箱可直接進III檔踩下油門、發(fā)動機輸出動力、車輛正常行駛。斜軸式軸向柱塞泵20排出的低壓油經(jīng)帶節(jié)流的回油控制閥17、主回油截止閥10流回油箱1，其中斜軸式軸向柱塞泵內(nèi)的回油經(jīng)散熱器3、回油截止閥2流回油箱I。3、卸荷:在關(guān)閉車輛總電源的同時，電氣程序控制器24的延時功能指令卸荷控制閥4工作，將囊式蓄能器9中的高壓油放回油箱I。
權(quán)利要求
1.一種油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置，其特征是，該裝置包括:氣動增壓油箱(I)、回油截止閥(2)、回油冷卻器(3)、卸荷控制閥(4)、能量釋放控制閥(5)、能量釋放閥(6)、進油行程控制閥(7)、蓄能控制閥(8)、囊式蓄能器(9)、主回油截止閥(10)、壓力顯示器(11)、壓力傳感器(12)、緩速I控制閥(13)、緩速II控制閥(14)、緩速調(diào)壓閥(15)、緩速調(diào)壓閥(16)、帶節(jié)流的回油控制閥(17)、聯(lián)軸器(18)、帶摩擦離合器的后置式取力器(19)、斜軸式軸向柱塞泵(20)、氣動加壓油箱控制閥(21)、摩擦離合器控制閥(22)、氣壓調(diào)節(jié)閥(23)、電氣程序控制器(24)、制動傳感器(25)、油門傳感器(26)、車速傳感器(27)、大客車變速箱(28)、大客車傳動軸(29)、大客車后橋(30)，其工作程序為:蓄能工況時，車輛處于滑行狀態(tài)，車橋(30)通過傳動軸(29)帶動變速箱(28)旋轉(zhuǎn)，在設(shè)定的壓力信號和車速信號的條件下，摩擦離合器控制閥(22)工作，取力器(19)的輸入軸與變速箱(28)的II軸相結(jié)合，液壓系統(tǒng)通過緩速調(diào)壓閥(16)處于第一種背壓下工作，氣動加壓控制閥(21)工作，壓縮空氣經(jīng)氣動加壓控制閥(21)進入增壓油箱(I)的下端，推動活塞上行，將增壓油箱(I)上端內(nèi)的液壓油壓入斜軸式軸向柱塞泵(20)，斜軸式軸向柱塞泵(20)輸出的高壓油打入囊式蓄能器(9)，當囊式蓄能器的油壓達到設(shè)定值時，高壓油經(jīng)緩速背壓調(diào)節(jié)閥(16)、主回油截止閥(10)流回油箱(I)，亦可將緩速調(diào)壓控制閥(13)切換到緩速調(diào)壓控制閥(14)，此時斜軸式軸向柱塞泵打出的高壓油經(jīng)緩速背壓調(diào)節(jié)閥(15)主回油截止閥(10)流回油箱(I)，形 成第二種緩速背壓，能量釋放工況時，此時車輛處于靜止或車速小于IOKm的狀態(tài)，電氣程序控制器(24)指令摩擦離合器控制閥(22)工作，取力器(19)與變速箱(28)的II軸相結(jié)合，此時取力器(19)的輸入軸成為輸出軸，高低壓換向控制閥(5)工作，高低壓控制閥(6)打開，囊式蓄能器(9)的高壓油進入斜軸式軸向柱塞泵(20)，高壓油使斜軸式軸向柱塞泵旋轉(zhuǎn)，帶動取力器(19)、變速箱(28)、傳動軸(29)、車橋(30)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動車輛前進(此時發(fā)動機不參與驅(qū)動車輛做功)，當車速達20km時，車輛變速箱可直接進III檔踩下油門、發(fā)動機輸出動力、車輛正常行駛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置，其特征是當液壓系統(tǒng)處于油泵工況時，供給油泵的液壓油是有一定壓力的，其壓力的大小可通過調(diào)節(jié)進氣壓力的大小來實現(xiàn)，其供油壓力的產(chǎn)生是由氣動活塞推動液壓油箱的液壓油而實現(xiàn)的，在液壓油箱中的油、氣是相互隔離的，其供油容積大于蓄油容積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置，其特征是通向斜軸式軸向柱塞泵進油口高、低液壓油的切換是由大通徑行程閥自動控制的，當行程閥上腔進低壓油時，閥芯下落，低壓油進入斜軸式軸向柱塞泵，此時斜軸式軸向柱塞泵處于油泵工況，當行程閥下腔進高壓油時行程閥的閥芯上行，關(guān)閉低壓進油口，此時斜軸式軸向柱塞泵處于液壓馬達工況。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置，其特征是蓄能系統(tǒng)是由蓄能控制閥、囊式蓄能器、壓力傳感器和壓力顯示器組成。當斜軸式軸向柱塞泵處于油泵工況時，且囊式蓄能器為低壓時，壓力油通過蓄能控制閥的下腔進入囊式蓄能器。當達到設(shè)定壓力時，蓄能控制閥上、下腔的壓力平衡，在上腔彈簧力的作用下蓄能控制閥關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置，其特征是緩速背壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)由兩級設(shè)定壓力組成，可根據(jù)車速的大小來調(diào)節(jié)所需的緩速背壓力，使其達到較佳的反拖制動力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置，其特征是該裝置帶摩擦離合器的后置取力器的輸入軸是與車輛變速箱的II軸相連，取力器的輸出軸是與斜軸式軸向柱塞泵的傳動軸相連，取力器中摩擦離合器的分離或結(jié)合是由氣動控制閥和環(huán)形氣缸來實現(xiàn)的，摩擦離合器所承受的正壓力的大小可通過氣動調(diào)壓閥來調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置，其特征是該裝置的泵、馬達是采用斜軸式軸向柱塞泵的共用形式，其配油盤結(jié)構(gòu)采用閉式液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確保了液壓馬達的最 大扭矩的輸出，降低了噪音和振動。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種油液混合動力客車帶氣動增壓油箱的液壓裝置，針對開式液壓系統(tǒng)在油液混合動力大客車上的使用不足，利用大客車空氣壓縮裝置的氣壓，將液壓油箱內(nèi)的液壓油的壓力提打入軸向柱塞泵，形成壓力供油，形成閉式液壓系統(tǒng)，本發(fā)明用圓柱形的氣、油缸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓油箱，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單和出力快的特點，液壓力的產(chǎn)生不需要額外的驅(qū)動力，降低了液壓系統(tǒng)的噪音和振動，適合在油液混合動力大客車上的推廣和應(yīng)用。
文檔編號B60K6/12GK103231642SQ20131015564
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者郝廣城, 郭一新, 周憲坡, 張磊, 陳惠榮, 陳志成 申請人:蘇州藍奧汽車科技有限公司