CN101626913B - 一种能量再生驱动总成的液压回路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种构成一个重型车的能量再生系统的一部分的总成(10)。该重型车具有与该总成(10)相连接的传动系统，以使该总成(10)运转而储存能量，或通过消耗该总成(10)所储存的能量而被该总成(10)驱动。该总成(10)还包括一可变角度的旋转斜盘泵/马达(11)，其与重型车的传动系统传动相连。该总成(10)包括一离合器(13)，当重型车减速时离合器接合，从而驱动该泵/马达(11)。

Description

一种能量再生驱动总成的液压回路
技术领域
本发明涉及一种可变角度的盘泵/马达以及与其相联的液压回路，特别的但不唯一地涉及用于汽车——例如重型车的能量再生系统(regenerativedrive systems)的泵/马达和它的液压回路。
背景技术
在国际专利申请PCT/AU2005/001241，PCT/AU2006/001426，PCT/AU2003/001235，PCT/AU2003/001238，PCT/AU2003/001236，PCT/AU2003/001237，PCT/AU2003/000757，PCT/AU2003/001237，PCT/AU2003/00040，PCT/AU2003/00042以及PCT/AU2003/00041中描述了能量再生系统，该系统包括泵/马达，电子和液压控制系统，特别适用于重型车，以重新利用通常在车辆减速时浪费的能量。
在以上的国际申请PCT/AU2006/001426中，描述了一种可变角度的旋转斜盘泵/马达以及与其相联系的液压回路，用于汽车例如重型车的能量再生系统。受压的液压流体由该泵/马达的内部产生以改变该旋转斜盘的角度。该泵/马达通过一离合器操作时连接于该车的主传动系统。当该离合器脱开时，该泵/马达处于泵压模式，当该离合器接合时，其将会产生压力以使该旋转斜盘运转。该过程需一定时间，并表现出本可被储存的能量的大量损失。需要注意的是该离合器在一个周期开始时接合，在该时刻应该保存最大能量。
以上讨论的泵/马达的另一个问题是当其未被驱动时其必须适于回复到泵压模式。这样增加了该泵/马达的复杂性且会限制可利用的泵/马达的范围。
发明内容
本发明的目的是为了克服或基本改善至少一个上述缺陷。
本发明提供了一种总成，包括具有可变容量的泵/马达和改变该容量的机构，以及向该泵/马达输送被压缩的液压流体以控制该机构的液压回路，该回路包括：
液压管路，与泵/马达相连以向其输送被压缩的液压流体；
集液器，容置被压缩的液压流体并与所述管路相连以向所述泵/马达输送该液压流体；
泵，与所述集液器相连以向其输送被压缩的液压流体；
马达，与泵传动相连以驱动泵而产生被压缩的液压流体；以及
开关，与马达相连以当所述总成工作且所述管路中的压力降至低于预定压力时启动马达。
优选地，所述泵/马达是一个可变角度的旋转斜盘泵且所述的机构是一个旋转斜盘。
优选地，所述总成是车辆的能量再生系统的一部份，所述集液器是第一集液器，所述系统包括第二集液器，所述第二集液器与所述泵/马达通过第二液压管路相连，通过第一与第二管路的汇合而将压力从第二管路输送至第一管路。
优选地，所述总成包括防止液压流体从第一管路流至第二管路的单向阀。
优选地，所述总成还包括与车辆的传动系统传动连接的驱动组件，所述驱动组件包括：
第一元件，与传动系统传动相连；
离合器，与泵/马达及第一元件运转相连，当该离合器接合时，第一元件由泵/马达驱动或驱动泵/马达，而当其脱开时，泵/马达和第一元件被传动地隔离开；其中
所述液压回路与离合器运转相连以使离合器接合和脱开。
附图说明
参考附图，用示例的方式提供了一种本发明的较佳形式，其中：
图1图示地显示了一液压回路，包括一重型车的能量再生系统的泵/马达；以及
图2-7示例性的显示了在不同的操作模式下的图1的液压回路的部分。
具体实施方式
在以下的附图中示例性地描述了一总成10，其形成了重型车的能量再生系统的一部分。该重型车具有一传动系统，其与该总成10运转连接以使该总成10存储能量，或通过使该总成10存储的能量损耗而被该总成10驱动。
该总成10包括一可变角度的旋转斜盘泵/马达11，从该泵/马达11延伸出一轴12。该轴12连接于一离合器13，且该离合器13连接于该轴12和一第一齿轮(第一驱动元件)14。该齿轮14同一第二齿轮(第二驱动元件)15啮合。该齿轮15驱动该重型车的主传动系统或被该系统驱动。
当该重型车减速时，该离合器13接合而使该齿轮15驱动该泵/马达11。该泵/马达11的运转通过一液压回路17向一蓄能器16注液，该液压回路17在国际专利申请PCT/AU2006/001426中有更详细的描述。当该蓄能器16注液后，通过该回路17释放经泵/马达11而储存在蓄能器16中的受压的液压流体，使该泵/马达11作为一个发动机工作并驱动轴12，从而使该储存的能量可被用于驱动该重型车。该离合器13接合而使该轴12同该齿轮15传动连接，该齿轮又驱动该重型车的主传动系统。
该泵/马达11包括一可变角度的旋转斜盘18，该旋转斜盘18被一液压致动器19推动。通过向其输送受压的液压流体而使该致动器19启动，从而使该盘18改变角度并因此改变该泵/马达11的工作容量。
假定该蓄能器16具有足够的受压的液压流体，该回路17可被运转而将受压的液压流体输送至同该致动器19相连通的液压管路20而使其工作。
更特别地，该致动器19具有第一端口21以及第二端口22。管路20将受压的液压流体传送至该管路22和阀23。该阀23还与端口21相连。通过该阀23的动作，使压力在端口21和22之间变化从而通过致动器19的运行而改变该斜盘18的角度。在图1所示的结构图中，端口21和22都承接受压的液压流体，以使该装置19基本处于“中间”的位置。在一个第二结构中，该阀23将受压的液压流体输送至该端口21但从端口22排出而送至水箱24中。因此，该旋转斜盘18的角度将会通过该致动器19的运行而改变。在该阀23的第二构型中，该端口22承接受压的液压流体而该端口21则将该流体排至水箱24中。该斜盘18的角度将会相应地改变。
该总成10还包括一液压回路25，该液压回路25包括容纳受压的液压流体的蓄能器26。该回路25进一步包括一泵27以及一电动马达28，该马达驱动该泵27以产生受压的液压流体。
该回路25具有与管路20连接的液压管路29，该管路在该泵/马达11和蓄能器26之间延伸从而将受压的液压流体输送至阀23内。该泵27也与该管路29相连以至当该泵被马达28驱动时，受压的液压流体被输送至该蓄能器26以对该蓄能器26增压。该回路25包括一滑阀30，该滑阀30动作而将受压的液压流体通过管路31输送至离合器13，或将液压流体从该离合器13排至水箱32中。因此，该离合器13的运行通过该阀30来控制。受压的液压流体通过一压力调节阀33被输送至该阀30。
当管路29之中的压力下降至低于一预定压力时，一第一压敏开关34(假设该总成10处于操作状态)启动马达28。当该压力超过预定压力时，该压敏开关35关停该马达28。
第一结构中的阀30(如附图所示)连接该离合器13和该水箱32以使该离合器13打开并因而可传动地将该轴12和齿轮15断开。在第二结构中，该阀3将管路31和水箱32断开，但将蓄能器26和离合器13连接而导致该离合器13动作而将该轴12和齿轮15传动地断开。
该泵/马达11同样通过一管路37连接一水箱36。
同样如图1所示，位于该储能器16中的受压的液压流体由于阀40的作用而不能用于注入储能器26。该单向阀38阻止流体从该管路29流向管路20。
启动(图2)
当该总成10首先被一电子控制器(例如在PCT/AU2005/001241中描述的)启动时，该控制器会感知开关34的闭合，也就是说该管路29中为低压。马达28随后被启动以使泵27对该储能器26注液。该过程将持续直到开关35检测到在管路29内的压力达最大，这时将马达28关停。该开关35也可被一“计时器”代替，其可限制该马达28的工作时间。通过一种安全机构，当开关35失效时，采用阀39多余的压力排至水箱32。因此该储能器26被增压并因而通过该阀23的动作而使致动器19工作。在这方面，应该理解阀23是电驱动的并可以同国际专利申请PCT/AU2205/001241中所述的控制系统运转相连。
电路准备就绪(图3)
当该储能器26中注液时，该管路29具有足够的压力。因而该马达28被关停且因此通常不工作。
离合器接合(图4)
当该离合器13与轴12及齿轮15传动连接时，阀30启动并将受压的液压流体从该管路29输送至管路31。
离合器稳态工作(图5)
一旦该离合器接合，尽管管路31和管路29中仍然保持一定的压力，但将不存在进一步的流动。
储能器充液(图6)
上述总成10的操作过程中，若在管路29内的压力下降至一预设压力以下，该开关35将会使该马达28运转而驱动泵27以将压力存储在储能器26中，这样该压力可被该泵/马达11利用而启动致动器19。
离合器脱开(图7)
当该离合器13将要脱开时，阀30被启动而将该管路31与水箱32相连。这样从该离合器13中卸压而使该离合器将轴与齿轮15脱离开。
完全关闭(图8)
当该总成10将停止工作时，阀30将回复至该管路31连接于该水箱24时的构型，因而将液压流体从离合器13中排出。一总控系统也将使该马达28停下来，在离合器接合之前或接合期间对斜盘18定位而解决如下问题：即在该重型车减速过程中存储最大能量，或将存储的能量更快地反馈至重型车用于加速。
在以上较佳实施例中，该可变容量的泵为一个可变角度的旋转斜盘泵11。也可使用其他的可变容量的泵，例如利用电子控制阀来改变泵容量的泵。
以上描述的较佳实施例具有以下的优点：向该泵/马达11提供受压的液压流体以将该斜盘18定位从而解决从该重型车的减速过程中存储最大能量的问题。

Claims (8)

1.一种总成，包括具有可变容量的泵/马达装置和改变该容量的机构，以及向该泵/马达装置输送被压缩的液压流体以控制该机构的液压回路，该回路包括：
液压管路，与所述泵/马达装置相连以向其输送被压缩的液压流体；
集液器，容置被压缩的液压流体并与所述液压管路相连以向所述泵/马达装置输送该液压流体；
泵，与所述集液器相连以向其输送被压缩的液压流体；
马达，与泵传动相连以驱动泵而产生被压缩的液压流体；以及
开关，与马达相连以当所述总成工作且所述液压管路中的压力降至低于预定压力时启动马达。
2.根据权利要求1所述的总成，其特征在于所述泵/马达装置是一个可变角度的旋转斜盘泵/马达装置且所述的机构是一个旋转斜盘。
3.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，所述液压管路是第一液压管路，所述总成是车辆的能量再生系统的一部份，所述集液器是第一集液器，所述系统包括第二集液器，所述第二集液器与所述泵/马达装置通过第二液压管路相连，通过第一液压管路与第二液压管路的汇合而将压力从第二液压管路输送至第一液压管路。
4.根据权利要求3所述的总成，其特征在于所述总成包括防止液压流体从第一液压管路流至第二液压管路的单向阀。
5.根据权利要求1所述的总成，其特征在于所述总成还包括与车辆的传动系统传动连接的驱动组件，所述驱动组件包括：
第一元件，与传动系统传动相连；
离合器，与所述泵/马达装置及第一元件运转相连，当该离合器接合时，第一元件由所述泵/马达装置驱动或驱动所述泵/马达装置，而当其脱开时，所述泵/马达装置和第一元件被传动地隔离开；其中
所述液压回路与离合器运转相连以使离合器接合和脱开。
6.根据权利要求2所述的总成，其特征在于，所述液压管路是第一液压管路，所述总成是车辆的能量再生系统的一部份，所述集液器是第一集液器，所述系统包括第二集液器，所述第二集液器与所述泵/马达装置通过第二液压管路相连，通过第一液压管路与第二液压管路的汇合而将压力从第二液压管路输送至第一液压管路。
7.根据权利要求6所述的总成，其特征在于所述总成包括防止液压流体从第一液压管路流至第二液压管路的单向阀。
8.根据权利要求4所述的总成，其特征在于所述总成还包括与车辆的传动系统传动连接的驱动组件，所述驱动组件包括：
第一元件，与传动系统传动相连；
离合器，与所述泵/马达装置及第一元件运转相连，当该离合器接合时，第一元件由所述泵/马达装置驱动或驱动所述泵/马达装置，而当其脱开时，所述泵/马达装置和第一元件被传动地隔离开；其中
所述液压回路与离合器运转相连以使离合器接合和脱开。
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