CN100503301C - 公交汽车液压动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种公交汽车液压动力系统，特别是用小型柴油机驱动液压油泵向液压系统中的液压蓄能器提供能量由液压马达驱动公交汽车运行。它是由小型柴油机的液压动力装置和电动的液压动力装置组成一个动力输出系统，小型柴油机上连接直流发电机和废气涡轮增压器与可变流量液压泵及单向阀，液压泵上连接溢流安全阀和手动卸压阀与过滤器及液压油箱，液压马达与变速箱之间连接离合器，变速箱与车轮之间由传动轴连接传递动力，应急液压油泵的两端分别连接液压油箱和单向阀与流量限制阀。效果是结构简单，操作方便，耗能低，噪音小，燃油充分完全彻底，降低排放废烟雾气尘，节约能耗，汽车运行平稳，广泛用于城市公交汽车上液压动力系统。

Description

公交汽车液压动力系统

技术领域：

本发明涉及一种公交汽车液压动力系统，特别是用小型柴油机驱动液压油泵向液压系统中的液压蓄能器提供能量由液压马达驱动公交汽车运行。

背景技术：

目前，对公交车上的内燃机来说，其缺陷是机械传递动力，它的功率是变化的，怠速和低速运转时，功率很小，扭矩也很小，在起步以及加速过程中，排出大量黑色烟气，污染城市空气环境，也增加了油耗；随着转速的提高，功率在加大，扭矩也在加大，但是这时公交车已经接近站台，柴油机又恢复怠速运转。一般城市公交车站台之间的距离不超过两公里，频繁起步、加速、刹车，使公交车油耗加大，一般油耗百公里29～32升，排出大量烟气污染城市环境。

发明内容：

本发明的目的，是提供一种公交汽车液压动力系统，它是采用小型柴油机驱动液压泵，始终中速运转，每分钟1200～2200转。在公交车不行驶时，或者滑行、制动过程中，柴油机带动液压泵向液压系统中的液压蓄能器提供能量。公交车原柴油机换成高速大扭矩液压马达，由液压泵和蓄能器同时给液压马达提供液压油，使液压马达按照驾驶员的驾驶要求转动，控制液压系统中的脚踏比例流量复合阀，改变提供给液压马达的液压油的流量，调节液压马达的转速，每分钟0～1000转。通过原车的离合和变速箱，经传动轴将动力传递给车轮，实现汽车的前进和后退。小流量小功率蓄能，大流量大功率输出放能，这样公交车在起步、加速时能量不是直接来自柴油机，柴油机负荷基本稳定。同时也很方便增加废气涡轮增压器，增加了进入柴油机汽缸燃烧室空气密度。系统还设计电动自动补油装置，当系统压力降低到4MPa以下时，自动启动直流电机，直流电机带动小型液压泵，向系统供油。当柴油机出现故障时，公交车不要外力自行就可以移动一段距离。该动力系统达到公交车在行驶中不冒黑烟，发挥每一滴燃油的最大效能，减少无用功，节能环保。

本发明公交汽车液压动力系统采取以下技术方案来实现的，它是由小型柴油机的液压动力装置和电动的液压动力装置组成一个动力输出系统，小型柴油机上连接直流发电机和废气涡轮增压器与可变流量液压泵及单向阀，可变流量液压泵上连接溢流安全阀和手动卸压阀与液压油过滤器及液压油箱，多只液压油蓄能器管道上连接带压力开关的压力显示仪表和流量限制阀与脚踏流量比例控制复合阀，高速大扭矩液压马达的管道与脚踏流量比例控制复合阀相连接，高速大扭矩液压马达与变速箱之间连接离合器，变速箱与车轮之间由传动轴连接传递动力，高速大扭矩液压马达的管道两端连接保护液压马达单向阀和系统工作压力表与液压油箱，直流电动机与应急液压油泵连接，应急液压油泵的两端分别连接液压油箱和单向阀与流量限制阀。

本发明公交汽车液压动力系统，启动时将手动卸压阀的操作手柄搬到接通的位置，小型柴油机启动到温车过程中没有负荷，启动小型柴油机驱动可变流量液压泵工作，可变容量液压泵经液压油过滤器，从液压油箱中吸取液压油，输出的液压油经过手动卸压阀流回液压油箱，机器水温以及油温正常后，将转速提升到额定转速每分种1200～2200转，手动卸压阀操作手柄搬到断开的位置，可变容量液压泵输出的液压油经过单向阀向蓄能器供给液压油，进行蓄能。在液压油管道上安装溢流阀，限制系统压力，单向阀起到防止液压油倒流的作用。经过约五分钟的时间，系统压力升高到设定的额定15MPa～20MPa，系统工作压力表显示系统压力。高压液压油推动可变容量液压泵内部配油盘，将输出油量减少到接近为零。可变容量液压泵内部配油盘动作时，小型柴油机自由端拖带的直流发电机开始发电，供给电瓶充电，供给应急动力装置储存能量。设计合理分配小型柴油机的负荷，提高系统工作效率。在小型柴油机上安装废气涡轮增压器，增加了进入柴油机汽缸燃烧室空气密度，改善燃烧条件，从根本上消除排气黑烟雾气，节能环保净化空气。

系统放能过程，公交车需要行驶时，驾驶人员踏下脚踏流量比例控制复合阀，高压液压油经流量限制阀和脚踏流量比例控制复合阀向高速大扭矩液压马达供给液压油，高速大扭矩液压马达在液压油作用下转动。脚踏流量比例控制复合阀阀芯开启量与通过的液压油流量成比例变化，不受系统压力的影响。脚踏流量比例控制复合阀的开启量大小决定高速大扭矩液压马达的转速。在管道上设流量限制阀，防止系统中大量液压油流向液压马达，引起液压马达转速过高。保护高速大扭矩液压马达在液压油管道上设置单向阀，使液压马达在汽车逆传动时可以自由转动，保护液压马达。高速大扭矩液压马达通过离合器，将动力传递给变速箱，由传动轴将动力传递给车轮，完成系统放能的过程。

系统应急动力装置，较长距离行驶时，系统的总油量平衡性被破坏，压力下降。系统压力低于4MPa时，带压力开关的压力显示仪表内部触点闭合，控制应急直流电动机运转，驱动应急液压油泵转动，经单向阀向系统供给液压油。公共汽车在行驶中，小型柴油机因故障熄火，手动闭合应急直流电动机的开关，直流电动机带动应急液压油泵旋转，向系统供给液压油，公共汽车自行慢速行驶到合适的位置，不影响城市交通道路。

本发明公交汽车液压动力系统的效果是结构简单，操作方便，耗能低，噪音小，燃油充分完全彻底燃烧，降低排放废烟雾气尘，净化排放废气量，节约能耗，汽车运行平稳，广泛用于城市公交汽车上液压动力系统。

附图说明：

本发明公交汽车液压动力系统将结合附图与实施例作进一步详细描述。

附图是本发明公交汽车液压动力系统的液压传递动力结构示意图。

具体实施方式：

参照附图，本发明公交汽车液压动力系统，它是由小型柴油机7的液压动力装置和电动的液压动力装置组成一个动力输出系统，小型柴油机7上连接直流发电机6和废气涡轮增压器8与可变流量液压泵5及单向阀9，可变流量液压泵5上连接溢流安全阀4和手动卸压阀3与液压油过滤器2及液压油箱1，多只液压油蓄能器11管道上连接带压力开关的压力显示仪表10和流量限制阀13与脚踏流量比例控制复合阀14，高速大扭矩液压马达16的管道与脚踏流量比例控制复合阀14相连接，高速大扭矩液压马达16与变速箱18之间连接离合器17，变速箱18与车轮20之间由传动轴19连接传递动力，高速大扭矩液压马达16的管道两端连接保护液压马达单向阀21和系统工作压力表15与液压油箱1，直流电动机23与应急液压油泵22连接，应急液压油泵22的两端分别连接液压油箱1和单向阀12与流量限制阀13。

本发明公交汽车液压动力系统，启动时将手动卸压阀3的操作手柄搬到接通的位置，小型柴油机7启动到温车过程中没有负荷，启动小型柴油机7驱动可变流量液压泵5工作，可变容量液压泵5经液压油过滤器2，从液压油箱1中吸取液压油，输出的液压油经过手动卸压阀3流回液压油箱1，机器水温以及油温正常后，将转速提升到额定转速每分种1200～2200转，手动卸压阀3操作手柄搬到断开的位置，可变容量液压泵5输出的液压油经过单向阀9向蓄能器11供给液压油，进行蓄能。在液压油管道上安装溢流阀4，限制系统压力，单向阀9起到防止液压油倒流的作用。经过约五分钟的时间，系统压力升高到设定的额定15MPa～20MPa，系统工作压力表显示系统压力。高压液压油推动可变容量液压泵5内部配油盘，将输出油量减少到接近为零。可变容量液压泵5内部配油盘动作时，小型柴油机7自由端拖带的直流发电机6开始发电，供给电瓶充电，供给应急动力装置储存能量。设计合理分配小型柴油机7的负荷，提高系统工作效率。在小型柴油机7上安装废气涡轮增压器8，增加了进入柴油机汽缸燃烧室空气密度，改善燃烧条件，从根本上消除排气黑烟雾气，节能环保净化空气。

系统放能过程，公交车需要行驶时，驾驶人员踏下脚踏流量比例控制复合阀14，高压液压油经流量限制阀13和脚踏流量比例控制复合阀14向高速大扭矩液压马达16供给液压油，高速大扭矩液压马达16在液压油作用下转动。脚踏流量比例控制复合阀14阀芯开启量与通过的液压油流量成比例变化，不受系统压力的影响。脚踏流量比例控制复合阀14的开启量大小决定高速大扭矩液压马达16的转速。在管道上设流量限制阀13，防止系统中大量液压油流向液压马达16，引起液压马达16转速过高。保护高速大扭矩液压马达16在液压油管道上设置单向阀21，使液压马达16在汽车逆传动时可以自由转动，保护液压马达16。高速大扭矩液压马达16通过离合器17，将动力传递给变速箱18，由传动轴19将动力传递给车轮20，完成系统放能的过程。

系统应急动力装置，较长距离行驶时，系统的总油量平衡性被破坏，压力下降。系统压力低于4MPa时，带压力开关的压力显示仪表10内部触点闭合，控制应急直流电动机23运转，驱动应急液压油泵22转动，经单向阀12向系统供给液压油。公共汽车在行驶中，小型柴油机7因故障熄火，手动闭合应急直流电动机23的开关，直流电动机23带动应急液压油泵22旋转，向系统供给液压油，公共汽车自行慢速行驶到合适的位置，不影响城市交通道路。

根据现场计算，在相邻两个站点内，汽车滑行过程、刹车和停止等乘客上下车过程、等红灯的过程和高速大扭矩液压马达16运转时间相比几乎相等，在驾驶人员不踏下脚踏流量比例控制复合阀14时，进入蓄能过程。小型柴油机7在工作过程中始终中速运转，从转速油耗看出，小型柴油机7始终工作在能耗高效区域。一般站台与下一个站台距离不超过两公里，公共汽车运行时间一般在三至十分钟，在设计上十分钟时间内，可变容量液压泵5和蓄能器11有效输出的总油量相加，已经大于高速液压马达16最高转速为1000转/分，时运转十分钟需要的油量。公交车以每小时五十公里的速度，行驶距离六公里以上，跨越三个站点。

在汽车起步和加速时动力来源为系统的液压油，对小型柴油机7的反作用小，所以起步、加速顺利，驾驶操作自如，采用高速大扭矩液压马达16代替大功率柴油机，工作平稳可靠。应急动力装置保证公共汽车在小型柴油机7有故障的时候提供动力源。整个动力系统小动力连续运转蓄能，拖动间歇工作的大负荷。设有两套动力装置，相互独立又相互补充，系统效率高，节能环保。

Claims (1)

1、一种公交汽车液压动力系统，它是由小型柴油机(7)的液压动力装置和电动的液压动力装置组成一个动力输出系统，其特征是小型柴油机(7)上设置废气涡轮增压器(8)，小型柴油机(7)的一端连接直流发电机(6)，另一端连接可变流量液压泵(5)，可变流量液压泵(5)的一端连接第一单向阀(9)，另一端连接液压油过滤器(2)，手动卸压阀(3)的一端连接可变流量液压泵(5)，另一端连接液压油箱(1)，液压油过滤器(2)的一端连接液压油箱(1)，另一端连接可变流量液压泵(5)，溢流安全阀(4)的两端连接于可变流量液压泵(5)的两端，多只液压油蓄能器(11)管道上设置带压力开关的压力显示仪表(10)，流量限制阀(13)的一端连接多只液压油蓄能器(11)管道上，另一端连接脚踏流量比例控制复合阀(14)，第二单向阀(12)的一端连接多只液压油蓄能器(11)管道上，另一端连接应急液压油泵(22)，脚踏流量比例控制复合阀(14)的一端连接流量限制阀(13)，另一端连接高速大扭矩液压马达(16)，高速大扭矩液压马达(16)上设置系统工作压力表(15)，高速大扭矩液压马达(16)的一端连接液压油箱(1)，保护液压马达第三单向阀(21)的两端连接于高速大扭矩液压马达(16)的两端，离合器(17)的一端连接高速大扭矩液压马达(16)，另一端连接变速箱(18)，传动轴(19)的一端连接变速箱(18)，另一端连接车轮(20)，应急液压油泵(22)的一端连接第二单向阀(12)，另一端连接液压油箱(1)，直流电动机(23)与应急液压油泵(22)连接。

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