CN102529708A - 双动力节能减排城市大客车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种双动力节能减排城市大客车。它是一种适应6.5～12米城市公交车和城市运送车，以各类发动机为主动力，回收车辆在制动时的惯性能量，转化为高压液压能为辅助动力的混合动力客车。在结构系统上能确保两者并联或独立输出，分别满足车辆在不同工况时段的动力能量需求。以液压传动具有体积小、重量轻、功率大的特点，利用液压能的储存和释放，产生第二动力，使大客车在某工况时段满足回收能量达到节能减排效果。

Description

双动力节能减排城市大客车

技术领域

本发明涉及到以燃油、燃气、电动发动机为主动力能源，以车辆运行时自身动能以及车辆下坡时的势能等转化为液压马达的动力源的城市大客车。

通过发动机主动力与油马达助力的协调配合，实现节能减排的目的，属城市交通领域。

背景技术

无论燃油，燃气发动机，还是电动发动机，都不可避免源头能源消耗。自然界物质虽是丰富，但也有限，不能过度消耗，应为人类生存而节约能源。电动车是以蓄电池为动力源，从表面上认知属零排放、无公害车辆，从深层次考虑它的二次污染存在着隐患，现在还无有效降解措施。另一方面，蓄电池的容量和性能也是有限的，一次充放电所行驶的路程和时间有限，只能在夜间停车时充电，充电设备装置价格昂贵。如在行驶途中设立快速充电站，不仅投资额大，而且在路边停车充电难以实行，加上目前高性能电源还需不断完善和改进，还有一段漫长的路程要走。现有类似的双动力技术功能和结构性能上存在某些不足：

1.现有技术在怠速轴上取力，并不属富裕动力，实际上也是一种增大消耗的取力方式。从怠速概念上得知，怠速是发动机不对外输出，只要克服本身内部摩擦和带动附件所保持稳定的低速运转。目前，欧IV发动机都采用电脑版控制，其怠速的基本转速几乎与发动机客服内阻相等。当要在怠速状态带动一只油泵完成吸油、泵油功能且要达到高压大流量功率要求，根据能量守恒规律，势必要将怠速的基本转速增高，它的能量消耗随之增大。因此，从怠速中取力值得商榷。

2.现有技术在蓄能过程中是依靠油泵为执行元件，完成吸油和泵油，而在释放液压能时，又将油泵切换成油马达功能，输出扭矩和转速，二种功能依赖同一只执行原件，有点勉强。从液压传动原理上，油泵与油马达可逆用，但是由于油泵、油马达是二种不同功能，在泵体结构上有较大差异。要同时满足油泵与油马达二种不同功能，在结构上难以权衡，有顾此失彼的缺陷。所以，在液压设计中是不提倡的，在某种场合是禁忌的。且在该节能装置中，油泵与油马达功能切换频繁，又在高压下工作，其使用寿命受到很大挑战，在实际使用中故障较多，也属自然，实际是得不偿失。

3.现有技术装置的蓄能容量不够，造成车辆起动缓慢，动力不足。其实油马达输出扭矩与其输入的ΔP压力差和Q流量有关，当蓄能器油量不足，压力不够，不能满足油马达输出扭矩和转速的要求，造成车辆起动缓慢、动力不足的缺陷。

4.现有技术装置中机械液压取力和释放动能的混动箱是背负在变速箱尾端，势必造成对变速箱进行改造设计，造成齿轮传动机构上的困难，得不到变速箱供应商的热情支持。

发明内容

本发明是针对上述技术的不足，对客车提供一种新型的液压动力系统，其特点：

1.本发明采用二只动力执行元件，改变现技术中“一泵二用”的状态，油马达和油泵各司其职，而且能各自选择其功能所需的型号和规格，满足所承担的功能要求。

2.本发明采用“独立混动箱”，可以在不改变发动机变速箱结构和参数，也不需要背负在变速箱上进行改装，可以在变速箱至主传动器之间适当位置，安置一只独立混动变速箱。只要配置传动轴的长短，即可应用。

3.本发明不用更换变速箱，对现用的车辆的改装提供的方便。

4.本发明型是根据辅助动力源的要求，对蓄能器的容量加大到1.5倍，并采取二只并联并缩短其长度，便于在车辆地盘上安装。

5.本发明采用折叠薄膜加压、恒温油箱，有以下特点：

5.1整个油箱容积放大至与油泵流量倍数成正比，有利于油液散热。

5.2在油箱表面增设一定数量的散热片，增大散热面积。

5.3在油箱内增设折叠式薄膜，起隔离外界尘埃的作用，保持油箱清洁。

5.4在油箱外壁增设S型冷凝器，确保油温保持在65℃以下，防止油温过高，油粘度降低，内外泄漏增大，橡胶密封件老化加剧。

附图说明

如图1为本发明系统示意图。具体实施方式如图1所示：

本发明主要有：发动机1、变速箱及档位发信器2、独立式自动切换双动力传动箱3、柱塞油泵4、主传动器后桥5、柱塞油马达6、双管蓄能器及发信器7、液压回路控制模块及信号8、折叠式加压恒温油箱9、中央控制器(CPU)10、油门踏板及信号11、制动踏板及信号12、离合器踏板13。

1.蓄能：在踏下制动踏板12时，踏板信号传递给中央控制器10，中央控制器10发出指令给独立式自动切换双动力传动箱3，湿式摩擦离合器起作用，使主传动器后桥5通过传动轴带动柱塞油泵4旋转吸油，同时中央控制器10发出信号给液压回路控制模块8，使柱塞油泵4通过特定的液压回路从折叠式加压恒温油箱9中吸油，并向双管蓄能器7中压油蓄能。当蓄能器7中的压力达到30MPa时，中央控制器10发出指令给液压回路控制模块8，控制液压油停止向蓄能器压油，并使蓄能器出入口关闭而保压，同时使柱塞油泵4输出的液压油以较低的压力返回油箱，整个液压回路得到卸载以避免能量损失和油温升高。

2.放能：在踏下制动踏板油门11时，踏板信号传递给中央控制器10，中央控制器10发出指令，其中一路给独立式自动切换双动力传动箱3，湿式摩擦离合器起作用，使油马达6与车辆传动轴连接；另一路指令给液压回路控制模块8，使蓄能器与油马达之间的液压回响接通，从而使蓄能器中储存的液压能得到释放，并驱动油马达旋转，进而利用湿式摩擦离合器使油马达与汽车传动轴连接，从而带动主传动器后桥5工作使车辆开始起步行驶，蓄能器放能。车辆起步行驶一定距离后，通过离合器踏板13使车辆进入发动机2正常运行。上述所关联部件，在结构上、参数上都有内在关系，现采用中央控制器(CPU)加以信号和传感器自动联接，不会增加驾驶员额外负担和劳动强度，并有一定的安全措施。

Claims (8)

1.双动力节能减排城市大客车包括：发动机1、变速箱及档位发信器2、独立式自动切换混合动力传动箱3、柱塞油泵4、主传动器后桥5、柱塞油马达6、蓄能器及发信器7、液压回路控制模块及信号8、折叠式加压恒温油箱9、中央控制器(CPU)10、油门踏板及信号11、制动踏板及信号12、离合器踏板13。

2.根据权利1所述的车辆节能减排液压动力装置，其特征在于在车辆刹车缓速过程中，利用独立式自动切换混合动力传动箱在主传动器上的传动轴还处在惯性转动中油泵取力转动。

3.根据权利1所述的车辆节能减排液压动力装置，其特征在于利用车辆刹车缓速过程中(由制动踏脚板下第一级信号装置发信)，将传动轴的惯性转动的机械能带动混动箱上独立油泵，完成吸油泵油，输送到预设的蓄能器中，储存液压能，当储油压力达标后，由压力断电器发信给中央控制仪。

4.根据权利1所述的车辆节能减排液压动力装置，其特征在于当车辆在刹车缓速制动后，车辆靠站、上客，然后车辆准备启动，由油门踏板下的信号，通过中央控制仪(CPU)控制液压系统中液压元件，使蓄能器释放液压能，通过管路接通独立油马达工作，由独立混动箱中齿轮传动，经扭矩放大，传送到主传动器(后桥)驱动，使车辆行走。

5.根据权利1所述的车辆节能减排液压动力装置，其特征在于根据蓄能器液压能释放特性，在液压控制系统中设置了稳压调速回路，满足车辆在静止状态的启动，需要较大扭矩的低转速要求。车辆启动后，有惯性动能的支持，在中央控制仪的控制下，油马达调速回路工作，加大排油，对车辆进行加速离开车站，使驾驶员能顺利切换到三档，这时车辆靠发动机主动力加速行走，正常行驶。

6.根据权利1所述的车辆节能减排液压动力装置，其特征在于在独立混动箱输入轴与车辆变速箱输出轴相联。独立混动箱中有齿轮速比的匹配，其中一轴为满足油泵取力时所需的转速，另一轴对油马达输出扭矩的放大，中轴与主传动器、传动轴相联，成为一只独立混动箱。为使油泵与油马达分别完成其功能，在独立混动箱内设置了二组湿式摩擦离合器，并采用非门气动装置，在中央控制仪(CPU)控制下实现独立工作，互不干扰。摩擦离合器还能实现平稳地联接和分离。

7.根据权利1所述的车辆节能减排液压动力装置，其特征在于对液压控制系统由诸多液压先导阀和拆装件组成双动力汽车带恒压、调速装置的液压控制模块，将液压元件的通路进行整合，形成“主油路通道”、“控制油路通道”、“泄漏口通道”互不干扰，各行其道，使液压回路能独立完成其功能，构成一个完整的液压系统，同时整齐外油路，减少油液泄漏，污染环境。

8.根据权利1所述的车辆节能减排液压动力装置，其特征在于本装置设置了中央控制仪(CPU)，它由专用芯片、外部信号由油门踏板以及刹车踏板第一级、第二级发信元件、液压系统信号来自于压力传感器，车速信号来自于离合器和档位检测信号，均由中央控制仪的逻辑电路运行。按规定发信，控制双动力节能减排系统。

Images