CN103332104A

CN103332104A - 一种混合动力交通工具

Info

Publication number: CN103332104A
Application number: CN 201310296531
Authority: CN
Inventors: 王德恒
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2013-10-02

Abstract

本发明的一种混合动力交通工具包括主驱动单元、辅助驱动单元和控制单元，所述的主要驱动单元由内燃机或电动机、变速箱、传动轴、驱动桥、主驱动轮组成，所述的辅助驱动单元由电动液压泵、液压马达、液压阀、电控离合器、传动轴、辅助驱动轮组成，所述的控制单元由工控机、传感器和执行元件组成。一种混合动力交通工具启动及低速行驶时，由液压系统辅助驱动单元驱动交通工具行驶，当交通工具的行驶速度达到一定量后由控制单元切换掉液压系统辅助驱动单元的驱动，改由主要驱动单元驱动交通工具行驶。该交通工具的启动、低速行驶、切换、高速行驶、刹车等一系列动作由工控机、传感器及执行元件来完成。

Description

一种混合动力交通工具

技术领域

本发明涉及一种以内燃机和电动机为动力源的交通工具，特别是一种以内燃机、电动机为主要驱动，以液压系统为辅助驱动的混合动力交通工具。

背景技术

由于以内燃机为动力驱动的交通工具对化石能源的大量消耗以及对环境造成的严重污染，纯电动及油、电混合及氢燃料电池为动力驱动的交通工具成为目前交通工具领域研发的重点。

　电动汽车、电动机车、高速列车、潜艇船舶等交通工具是20世纪最伟大的20项工程技术成就中前两项技术的融合，即“电气化”和“内燃机”的融合产物。进入90年代，以美国为首的一些西方国家开始制定并严格执行汽车尾气排放标准，零排放再次成为人们追求的时尚，电动交通工具是能达到这一目标的。由于环保的需要，加上新材料和新技术在电动交通工具上的应用，电动交通工具的发展进入了新的发展浪潮。

现有混合动力汽车的动力系统结构形式有串联、并联和混联三种形式，例如本田公司Insight的IMA并联系统，和丰田公司Prius的THS混联系统，其中本田公司Insight的IMA系统结构简单，但电机只具备动力辅助功能，不具备纯电动行驶能力，属于弱混合动力形式，丰田公司Prius的THS混联系统具备纯电动行驶能力，但其动力合成结构复杂，体积庞大，制造成本高昂。

怎样设计出一种动力结构简单、体积小、制造成本低廉的混合动力交通工具，怎样摆脱传统思维，充分利用内燃机、电动机、液压系统、电子、智能控制、化学能源、计算机、新能源、新材料工程技术的最新成果，重新集成混合动力的交通工具是本发明的关键所在。

发明内容

为了解决上述问题，本发明确立了以内燃机、电动机为主要驱动单元、以液压系统为辅助驱动单元的混合动力交通工具的方法。

本发明的一种混合动力交通工具的运行是这样实施的，当交通工具启动及低速行驶时，由液压系统辅助驱动单元驱动交通工具行驶，当交通工具的行驶速度达到一定量后由控制单元切换掉液压系统辅助驱动单元的驱动，改由主要驱动单元驱动交通工具行驶。该交通工具的启动、低速行驶、切换、高速行驶、刹车等一系列动作由工控机、传感器及执行元件来完成。

本发明的一种混合动力交通工具包括主驱动单元、辅助驱动单元和控制单元，所述的主要驱动单元由内燃机或电动机、变速箱、传动轴、驱动桥、主驱动轮组成，所述的辅助驱动单元由电动液压泵、液压马达、液压阀、电控离合器、传动轴、辅助驱动轮组成，所述的控制单元由工控机、传感器和执行元件组成。

本发明的一种混合动力交通工具，其特征在于辅助驱动单元的电动液压泵、液压马达、液压阀、电控离合器、传动轴、辅助驱动轮安装在辅助驱动轮的桥上，所述的液压阀安装在电动液压泵上，所述的电控离合器安装在液压马达上，传动轴的一端与电控离合器连接，另一端与辅助驱动轮连接。

本发明的一种混合动力交通工具，其特征在于辅助驱动单元的液压马达分为轴转液压马达和壳转液压马达，所述的轴转液压马达安装在辅助驱动轮的桥上与电控离合器连接，传动轴的一端与电控离合器连接，另一端与辅助驱动轮连接，所述的壳转液压马达的缸体固定在辅助驱动轮的桥上，壳体安装在辅助驱动轮上。

本发明的一种混合动力交通工具，其特征在于控制单元的工控机对接收到的传感器信号进行分析并发出指令，通过执行元件对主要驱动单元、辅助驱动单元、刹车等动作进行控制。

附图说明

图1：一种混合动力交通工具的俯视图。

图2：一种混合动力交通工具的辅助驱动单元正视图。

图3：一种混合动力交通工具的辅助驱动单元结构图。

图4：一种混合动力交通工具的控制单元的拓扑图。

具体实施方式

图1是一种混合动力交通工具的俯视图，其中内燃机或电动机11作为动力源通过传动轴、驱动桥12对主要驱动轮18进行驱动。辅助驱动轮8由电动液压泵2作为动力源通过液压马达1对其进行驱动。

图2是一种混合动力交通工具的辅助驱动轮正视图，其中电动液压泵2安装在辅助驱动桥40上，液压阀3安装在电动液压泵2上，轴转液压马达1安装辅助驱动桥40上与电控离合器连接，传动轴一端连接电控离合器上，另一端连接到辅助驱动轮8上，或者壳转液压马达1的缸体固定在辅助驱动轮的桥40上，壳体安装在辅助驱动轮8上。

图3是一种混合动力交通工具的辅助驱动单元结构图，其中工控机及执行元件31控制电动电动液压泵2工作，液压阀3安装在电动液压泵2上，液压马达1与电控离合器5连接在一起，传动轴7安装在电控离合器5与车轮轴承9之间，传动轴7的一边连接在电控离合器5，另一边连接在车轮8，液压马达1转动通过电控离合器5、传动轴7带动车轮8转动，液压马达1、电控离合器5、传动轴7、车轮轴承9安装在外壳0里。

图4是一种混合动力交通工具的控制单元的拓扑图，人工干预传感器32将信号传送给工控机31（工控机、执行元件安装在一起共同构成31），由工控机控制执行元件31接通电动液压泵2、电控离合器5电源，电动液压泵2输出液压油、电控离合器5结合开始工作，电动液压泵2、液压阀3将液压油输送给液压马达1工作，液压马达1转动、电控离合器结合通过传动轴7带动辅助驱动轮8转动，交通工具起步、运行达到一定量速度后，速度传感器33将速度信号传送给工控机31，工控机31接收到信息控制执行元件给出切换信号控制关闭辅助驱动单元的电动液压泵2、电控离合器5电源停止它们的工作，电动液压泵2没有液压油输出，电控离合器5分离，这时辅助驱动轮停止驱动。切换信号控制接通主要驱动单元的内燃机或电动机开始工作，由主要驱动轮驱动车辆运行。当交通工具处于空挡滑行时，即没有人工干预传感器32的信息时，工控机31控制执行元件关闭电动液压泵2、电控离合器5的电源，停止电动液压泵2、电控离合器5工作，这时电控离合器5分离，脱开传动轴7辅助驱动轮处于无驱动转动状态。当刹车动作产生时，刹车信号传感器34将刹车信号传送给工控机31，工控机31接收到信息后控制执行元件关闭电动液压泵2、电控离合器5电源，电动液压泵2电控离合器5分离停止工作，如果电动液压泵2、电控离合器5电源已经关闭，工控机31不再给执行元件关闭电源信号。

一种混合动力交通工具的运作过程是这样进行的，驾驶员进行操作，人工干预传感器32将驾驶员操作信号传送给工控机31，工控机31接收到这个信号后控制执行元件接通电动液压泵2和电控离合器5的电源，这时电动液压泵2、电控离合器5开始工作，电动液压泵2通过液压阀3将液压油输送给液压马达1，液压马达1转动，电控离合器结合，通过传动轴7带动辅助驱动轮8转动，交通工具起步、运行，当运行速度达到一定量时，速度传感器33将此时的速度信号传送给工控机31，工控机31接收到这个信息后给出切换信号控制执行元件关闭电动液压泵2、电控离合器5的电源，停止电动液压泵2、电控离合器5工作，这时电控离合器5分离，脱开传动轴7辅助驱动轮没有了驱动，处于空转状态。这时工控机31控制执行元件切换信号控制接通主要驱动单元的内燃机或电动机开始工作，由主要驱动轮驱动车辆运行。当交通工具处于空挡滑行时，即没有人工干预传感器32的信息时，工控机31控制执行元件关闭电动液压泵2、电控离合器5的电源，停止电动液压泵2、电控离合器5工作，这时电控离合器5分离，脱开传动轴7辅助驱动轮处于无驱动转动状态。在运行过程中当速度传感器33感知交通工具的运行速度低于一定量速度时，速度传感器33将此时的速度信号传送给工控机31，同时人工干预传感器32也感知到驾驶员的操作信息，并将信息传送给工控机31，工控机31接收到这两个信息后控制执行元件开启电动液压泵2、电控离合器5的电源，这时电动液压泵2、电控离合器5开始工作，辅助驱动轮8驱动交通工具运行。当有刹车动作产生时，刹车信号传感器34将刹车信号传送给工控机31，工控机31接收到信息后控制执行元件关闭电动液压泵2、电控离合器5的电源，电动液压泵2电控离合器5停止工作，辅助驱动轮处于无驱动转动状态。

工业实用性:

本发明提供了一种混合动力交通工具，该混合动力交通工具填补了现有的交通工具技术中的缺失，可以广泛的使用在所有的交通工具上，包括以内燃机、电动机为动力的承载作战武器的军事装备以及承载工、农业工具的民用机械，具有非常广泛的推广和使用价值。

Claims

1.一种混合动力交通工具包括主要驱动单元、辅助驱动单元和控制单元，所述的主要驱动单元由内燃机或电动机、变速箱、传动轴、驱动桥、主要驱动轮组成，所述的辅助驱动单元由电动液压泵、液压马达、液压阀、电控离合器、传动轴、辅助驱动轮组成，所述的控制单元由工控机、传感器和执行元件组成。

2.如权利要求1所述的一种混合动力交通工具，其特征在于辅助驱动单元的电动液压泵、液压马达、液压阀、电控离合器、传动轴、辅助驱动轮安装在辅助驱动轮的桥上，所述的液压阀安装在电动液压泵上，所述的电控离合器安装在液压马达上，传动轴的一端与电控离合器连接，另一端与辅助驱动轮连接。

3.如权利要求1或2所述的一种混合动力交通工具，其特征在于辅助驱动单元的液压马达分为轴转液压马达和壳转液压马达，所述的轴转液压马达安装在辅助驱动轮的桥上与电控离合器连接在一起，通过传动轴与辅助驱动轮连接，所述的壳转液压马达的缸体固定在辅助驱动轮的桥上，壳体安装在辅助驱动轮上。

4.如权利要求1所述的一种混合动力交通工具，其特征在于控制单元的工控机对接收到的传感器信号进行分析并发出指令，通过执行元件对主要驱动单元、辅助驱动单元、刹车动作进行控制。