CN103790875B - 一种允许能量回收的液压传动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种允许能量回收的液压传动系统,旨在克服现有技术存在目标车辆在驱动轮打滑时驱动能力和通过性能不足的问题,其包括有动力输入机构、液压泵组件、控制阀组、蓄能器、第一液压马达、第一液压马达的负载质量体、第二液压马达、第二液压马达的负载质量体、储油罐与控制单元。动力输入机构与液压泵组件之间为机械式连接,液压泵组件与控制阀组之间为管路连接,控制阀组依次和第一液压马达与第二液压马达管路连接,第一液压马达与第一液压马达的负载质量体之间为机械式连接,第二液压马达与第二液压马达的负载质量体之间为机械式连接,液压泵组件与控制阀组分别和储油罐为管路连接,液压泵组件与液压控制阀组分别和控制单元信号线连接。

Description

一种允许能量回收的液压传动系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种属于液压传动领域的装置,更具体地说,本发明涉及一种用于重 型工程运输车辆的允许能量回收的液压传动系统。
背景技术
[0002] 重型工程运输车辆的作业工况比较复杂多变,经常会在低附着路面上行驶或爬 长坡,出现驱动轮打滑、驱动力不足现象。解决这一问题的方法是辅助前轮驱动结构,而 液压传动系统具有结构简单,比功率大,改装成本低,技术发展成熟等特点,普遍用于工程 车辆领域,同时径向柱塞式液压马达体积小,可以安装在前轮的轮毂内,不占空间的同时 还具有低速大扭矩特点,普遍应用在工程车辆的驱动系统中。国外美国、日本等学者在70 年代就提出了采用液压泵和液压马达构成的液压系统辅助前轮驱动车辆,欧洲力士乐、波 克兰、MN等公司相继推出用于工程车辆的液压辅助前轮驱动系统。中国专利公告号为 CN202219726U,公告日为2012-05-16,公开了一种轮毂马达液压驱动系统,即采用液压泵与 液压马达构成闭式回路的方法辅助前轮驱动的技术。
[0003] 但是重型工程运输车辆也会遇到爬长坡的情况,由于发动机功率选择过小爬不 上长坡的情况,另外下长坡频繁制动时使制动器升温较快,不仅浪费了能量而且降低了制 动器的寿命,甚至影响行车安全性。由此可见如果能够回收车辆摩擦制动过程中损失的能 量,不但能节约能源还可以降低系统的发热和磨损,提高设备寿命。一个公知的方案是添 加蓄能器连接到泵-马达驱动回路上,以实现对旋转质量体能量损失的回收,也就是混合 动力技术;中国专利公告号为CN102619818A,公告日为2012-08-01和中国专利公告号为 CN101484731,公告日为2009-07-15都相继公开了可以实现能量回收的液压传动装置。这 些专利公开的液压传动装置,通过马达回收被驱动的旋转体的损失能量,被回收的能量以 受压流体的形式储存在蓄能器中。
[0004] 然而,这些装置多将泵和马达构成开式传动回路。相比于闭式传动回路,开式传动 回路的传递压力低、流量小、响应速度也比较慢,并不适用于重型工程运输车辆中的液压辅 助前轮驱动机构。另外该技术中所用的驱动装置多为二次液压元件,结构尺寸大,安装成本 高。因此针对重型工程运输车辆的运行特点,提出一种液压传动系统,既满足液压辅助前轮 驱动的要求,又可以允许能量回收再利用,具有很好的应用前景。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在目标车辆在驱动轮打滑时驱 动能力和通过性能不足的问题;同时解决现有技术存在目标车辆频繁制动时制动能量损失 和制动器升温制动能力减弱的问题,提供了一种允许能量回收的液压传动系统。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:所述的一种允许能量 回收的液压传动系统包括有动力输入机构、液压泵组件、控制阀组、蓄能器、第一液压马达、 第一液压马达的负载质量体、第二液压马达、第二液压马达的负载质量体、储油罐与控制单 J Li ο
[0007] 动力输入机构与液压泵组件之间为机械式连接,液压泵组件与控制阀组之间为管 路连接,控制阀组与第一液压马达之间为管路连接,控制阀组与第二液压马达之间为管路 连接,控制阀组同和第一液压马达与第二液压马达之间为管路连接,第一液压马达与第一 液压马达的负载质量体之间为机械式连接,第二液压马达与第二液压马达的负载质量体之 间为机械式连接,液压泵组件与控制阀组同和储油罐管路连接,控制单元同和液压泵组件 与液压控制阀组信号线连接。
[0008] 所述的液压泵组件包括液压泵、补油泵、第一溢流阀、第一单向阀与第二单向阀。 液压泵的端口 31采用液压管道Pl与第一单向阀出油口连接,第一单向阀进油口与第二单 向阀进油口采用液压管道Ρ3同和补油泵的出油口连接,第二单向阀出油口采用液压管道 Ρ2与液压泵的端口 32连接,第一溢流阀的进油口采用液压管道Ρ3与补油泵的出油口连接。
[0009] 技术方案中所述的液压泵组件与控制阀组之间为管路连接是指:液压泵组件中的 液压泵的端口 31通过液压管道Pl与控制阀组的端口 PA连接,液压泵的端口 32通过液压 管道P2与控制阀组的端口 PB连接,液压泵组件中的补油泵的进油口通过液压管道与储油 罐连接,补油泵的出油口通过液压管道P3连接到控制阀组的端口 PC。
[0010] 技术方案中所述的控制阀组与第一液压马达之间为管路连接是指:控制阀组的端 口 MA与第一液压马达的主端口 101采用管路P4连接,控制阀组的端口 MB与第一液压马达 的主端口 102采用管路P5连接。
[0011] 技术方案中所述的控制阀组与第二液压马达之间为管路连接是指:控制阀组的端 口 MA与第二液压马达的主端口 131采用管路P4连接,控制阀组的端口 MB与第二液压马达 的主端口 132采用管路P5连接。
[0012] 技术方案中所述的控制阀组同和第一液压马达与第二液压马达之间为管路连接 是指:控制阀组的端口 MC同和第一液压马达的壳体泄流端口 103与第二液压马达的壳体泄 流端口 133采用管路P6连接。
[0013] 技术方案中所述的第一液压马达与第一液压马达的负载质量体之间为机械式连 接,第二液压马达与第二液压马达的负载质量体之间为机械式连接是指:第一液压马达的 负载质量体的回转轴与第一液压马达的转子轴为同一根轴即第一液压马达的负载传动轴, 或者第一液压马达的负载质量体的回转轴与第一液压马达的转子轴不是同一根轴而是第 一液压马达的负载传动轴与第一液压马达的转子轴,两者之间采用花键副连接。
[0014] 第二液压马达的负载质量体的回转轴与第二液压马达的转子轴为同一根轴即第 二液压马达的负载传动轴,或者第二液压马达的负载质量体的回转轴与第二液压马达的转 子轴不是同一根轴而是第二液压马达的负载传动轴与第二液压马达的转子轴,两者之间采 用花键副连接。
[0015] 技术方案中所述的液压泵组件与控制阀组同和储油罐管路连接是指:液压泵组件 中的补油泵的进油口采用液压管道与储油罐连接,第一溢流阀的出油口采用液压管道与储 油罐连接,控制阀组中的端口 Tl与储油罐之间管道连接,控制阀组中的端口 T2与储油罐之 间管道连接。
[0016] 技术方案中所述的控制阀组包括有第二溢流阀、第三溢流阀、冲洗阀、第四溢流 阀、第一方向阀、标定的单向阀、第二方向阀、第三方向阀、第四方向阀、第五方向阀、第六方 向阀、第五溢流阀、第三单向阀及压力传感器P。
[0017] 第二溢流阀的进油口采用油路Ll和冲洗阀的端口 A、冲洗阀一端的控制油口与第 二方向阀的端口 P连接,第二溢流阀的出油口与第三溢流阀的出油口采用油路L3同和第一 方向阀的端口 P管路连接,第三溢流阀的进油口采用管路L2和冲洗阀的端口 B、冲洗阀另 一端的控制油口与第二方向阀的端口 T连接,冲洗阀的端口 T采用管路与第四溢流阀进油 口连接,第四溢流阀的出油口和第一方向阀的端口 T与标定的单向阀的出油口管路连接, 第二方向阀的端口 A与第三方向阀的端口 P管路连接,第二方向阀的端口 B与第四方向阀 的端口 B管路连接,第三方向阀的端口 T与第五方向阀的端口 A管路连接,第五方向阀的端 口 B与第四方向阀的端口 A管路连接,第五方向阀的端口 P和第五溢流阀的进油口、第三单 向阀的出油口及压力传感器P的一端管路连接,第五溢流阀的出油口和第五方向阀的端口 T与第四溢流阀的出油口采用油路L4连接,第三单向阀的进油口与第六方向阀的端口 P管 路连接,第六方向阀的端口 A与第三方向阀的端口 B管路连接,第六方向阀的端口 B与第四 方向阀的端口 T管路连接,第六方向阀的端口 T与控制阀组的端口 T2采用油路L5连接。
[0018] 技术方案中所述的控制阀组的第二种技术方案即第二种的控制阀组包括有第二 溢流阀、第三溢流阀、冲洗阀、第四溢流阀、第一方向阀、标定的单向阀、第二方向阀、第三方 向阀、第四方向阀、第五溢流阀、第三单向阀、第七方向阀、第八方向阀、第九方向阀及压力 传感器P。
[0019] 第二溢流阀的进油口采用油路Ll和冲洗阀的端口 A、冲洗阀一端的控制油口与第 二方向阀的端口 P连接,第二溢流阀的出油口与第三溢流阀的出油口采用油路L3同和第一 方向阀的端口 P管路连接,第三溢流阀的进油口采用管路L2和冲洗阀的端口 B、冲洗阀另一 端的控制油口与第二方向阀的端口 T连接,冲洗阀的端口 T采用管路与第四溢流阀进油口 连接,第四溢流阀的出油口和第一方向阀的端口 T与标定的单向阀的出油口管路连接,第 二方向阀的端口 A与第三方向阀的端口 P管路连接,第二方向阀的端口 B与第四方向阀的 端口 B管路连接,第三方向阀的端口 T与第七方向阀的端口 A管路连接,第七方向阀的端口 B与第四方向阀的端口 A管路连接,第七方向阀的端口 P与第九方向阀的端口 T管路连接, 第九方向阀的端口 P和第五溢流阀的进油口、第三单向阀的出油口及压力传感器P的一端 管路连接,第五溢流阀的出油口和第七方向阀的端口 T与第四溢流阀的出油口采用油路L4 连接,第三单向阀的进油口与第八方向阀的端口 P管路连接,第八方向阀的端口 A与第三方 向阀的端口 B管路连接,第八方向阀的端口 B与第四方向阀的端口 T管路连接,第八方向阀 的端口 T与油路L5的一端连接。
[0020] 与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0021] 1.本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系统采用闭式传动回路,具有传递 压力高、流量大、响应速度快等优点;
[0022] 2.本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系统中液压马达采用径向柱塞式 马达,并将其集成安装在前轮轮毂中,结构尺寸小,布置和安装简单,并且相比于液压泵/ 马达二次元件,成本低技术成熟;
[0023] 3.本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系统中蓄能器通过控制阀组连接 到上述闭式传动回路中,可以实现两个方向的能量回收或驱动;
[0024] 4.本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系统中控制阀组能够使系统工作 在自由轮模式、泵驱动模式、蓄能器驱动模式、泵和蓄能器驱动模式和能量回收模式,使系 统具有良好的工况适应性;
[0025] 5.本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系统应用在重型工程运输车辆的 辅助前轮驱动结构中,既能够提高车辆在驱动轮打滑时的驱动力,又可以实现制动能量回 收并可以在必要时释放能量辅助驱动目标车辆,降低了发动机的油耗,节能环保。
附图说明
[0026] 下面结合附图对本发明作进一步的说明:
[0027] 图1为本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系统的结构图;
[0028] 图2为本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系统中控制阀组的结构图;
[0029] 图3为本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系统中控制阀组的另一种技 术方案的结构图;
[0030] 图中:1·动力输入装置,2.动力输出轴,3.液压泵,4.补油泵,5.第一溢流阀, 6.第一单向阀,7.第二单向阀,8.控制阀组,9.蓄能器,10.第一液压马达,11.第一液压 马达的负载传动轴,12.第一液压马达的负载旋转质量体,13.第二液压马达,14.第二液压 马达的负载传动轴,15.第二液压马达的负载旋转质量体,16.储油罐,17.控制单元,33.动 力输入轴,81.第二溢流阀,82.第三溢流阀,83.冲洗阀,84.第四溢流阀,85.第一方向阀, 86.标定的单向阀,87.第二方向阀,88.第三方向阀,89.第四方向阀,810.第五方向阀, 811.第六方向阀,812.第五溢流阀,813.第三单向阀,814.第七方向阀,815.第八方向阀, 816.第九方向阀。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图对本发明作详细的描述:
[0032] 本发明的目的是提供一种允许能量回收的液压传动系统,所述的一种允许能量回 收的液压传动系统应用在重型工程运输车辆等目标车辆的辅助前轮驱动结构中,具有自由 轮模式、泵驱动模式、蓄能器驱动模式、泵和蓄能器驱动模式以及能量回收模式;在驱动轮 打滑时,本发明所述的系统能够提供目标车辆辅助驱动力,提高其驱动能力和通过性能;同 时在目标车辆制动时,可以回收损失的动能并以受压油液的形式储存在蓄能器中,并可以 在必要时释放能量辅助驱动目标车辆。
[0033] 参阅图1,本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系统包括有动力输入机构 (动力输入装置1、动力输出轴2)、液压泵组件(液压泵3、补油泵4、第一溢流阀5、第一单 向阀6、第二单向阀7)、控制阀组8、蓄能器9、第一液压马达10、第一液压马达的负载传动轴 11、第一液压马达的负载旋转质量体12、第二液压马达13、第二液压马达的负载传动轴14、 第二液压马达的负载旋转质量体15、储油罐16与控制单元17。
[0034] 动力输入装置1和动力输出轴2构成一种允许能量回收的液压传动系统中的液压 泵3和补油泵4的动力输入机构,动力输入装置1为给液压泵3和补油泵4输入动力的装 置,可以是取力器或直接为发动机或电机等动力源装置。
[0035] 动力输出轴2为动力输入装置1的输出轴,动力输出轴2与液压泵3和补油泵4 的动力输入轴(即转子轴)33采用机械式连接,连接方式可以是普通键或花键副或采用万 向节连接;动力输入装置1和动力输出轴2构成的动力输入机构,可以使动力源平稳的将动 力传递给液压泵3和补油泵4,使液压泵3和补油泵4正常工作泵油;本实例中可理解为动 力输入装置1为取力器,取力位置在发动机端或变速器中间轴端(图中未示出),发动机通 过该取力器向液压泵3和补油4提供动力,使它们正常工作并向整个系统供给加压油液。
[0036] 动力输入轴33与液压泵3的输入轴、补油泵4的转子轴为同一根轴,并采用上述 连接方式与动力输出轴2连接;
[0037] 液压泵3为双向作用的柱塞式高压变量泵,为所述的一种允许能量回收的液压传 动系统中第一液压马达10、第二液压马达13或蓄能器9提供加压油液,以克服第一液压马 达10和第二液压马达13的负载或克服蓄能器9的气压阻力。
[0038] 液压泵3的端口 31通过液压管道Pl连接到控制阀组8的端口 PA ;液压泵3的端 口 32通过液压管道P2连接到控制阀组8的端口 PB。
[0039] 液压泵3为双向作用的变排量的液压泵,液压泵3的端口 31和端口 32都既是进 油口也是出油口;当液压泵3从端口 32进油时,端口 31则出油,设定为液压泵3正转,此时 液压泵3的斜盘倾角的变化范围为0~+1 ;当液压泵3从端口 31进油,端口 32则出油,此 设定为液压泵3反转,此时液压泵3的斜盘倾角的变化范围为-1~0。
[0040] 补油泵4是单向作用的定量泵,为所述的一种允许能量回收的液压传动系统的低 压回路补充加压油液。补油泵4的进油口通过液压管道连接到储油罐16,并从储油罐16抽 取非加压油液;补油泵4的出油口通过液压管道P3连接到控制阀组8的端口 PC。
[0041] 第一溢流阀5设置在液压管道P3和储油罐16 ( 即补油泵4的出油口与储油罐16) 之间,以限制液压管道P3( 即补油泵4的出油口)的压力;第一溢流阀5的溢流压力被设定 的数值被称为第一阈值。第一阈值为补油泵4向液压管道Pl或液压管道P2、控制阀组8的 端口 PC供给油液所允许的最高压力。本实施例中第一阈值设定为30bar。
[0042] 第一单向阀6和第二单向阀7为两个结构相同的单向阀。第一单向阀6设置在液 压管道P3和液压管道Pl之间,只能允许油液从液压管道P3流向液压管道Pl。第二单向阀 7设置在液压管道P2和液压管道P3之间,只能允许油液从液压管道P3流向液压管道P2。
[0043] 补油泵4、第一溢流阀5、第一单向阀6和第二单向阀7共同构成所述的一种允许 能量回收的液压传动系统的补油回路;当液压泵3正转时,补油泵4通过液压管道从储油罐 16抽取非加压油液,输出受到第一溢流阀5的压力限制的加压油液,该加压油液通过第二 单向阀7输送给液压管道P2 ;当液压泵3反转时,补油泵4输出的加压油液通过第一单向 阀6向液压管道Pl供给。
[0044] 参阅图1,控制阀组8连接在液压泵3和补油泵4、蓄能器9、第一液压马达10和第 二液压马达13之间;
[0045] 控制阀组8的端口 PA和端口 PB,分别通过液压管道Pl和液压管道P2连接到液压 泵3的端口 31和端口 32 ;控制阀组8的端口 PC通过液压管道P3连接到补油泵4的出油 口;控制阀组8的端口 MA通过液压管道P4同时连接到第一液压马达10的端口 101和第二 液压马达13的端口 131 ;控制阀组8的端口 MB通过液压管道P5同时连接到第一液压马达 10的端口 102和第二液压马达13的端口 132 ;控制阀组8的端口 MC通过液压管道P6同时 连接到第一液压马达10的壳体泄流端口 103和第二液压马达13的壳体泄流端口 133 ;控 制阀组8的端口 ACC,通过液压管道连接到蓄能器9 ;控制阀组8的端口 Tl和端口 T2分别 通过液压管道连接到储油罐16。
[0046] 蓄能器9为气体隔离式蓄能器,能够储存及输送加压的油液,其端口通过液压管 道连接到控制阀组8的端口 ACC。
[0047] 参阅图1,第一液压马达10的主端口 101与第二液压马达13的主端口 131、控制 阀组8的端口 MA通过结合点Nl同连接到液压管道P4 ;第一液压马达10的主端口 102与第 二液压马达13的主端口 132、控制阀组8的端口 MB通过结合点N2同连接到液压管道P5 ; 第一液压马达10的壳体泄流端口 103与第二液压马达13的壳体泄流端口 133、控制阀组8 的端口 MC通过结合点N3同连接到液压管道P6 ;结合点N1、N2、N3为三通管结构,使第一液 压马达10和第二液压马达13以并联形式设置。另外,本发明所述的一种允许能量回收的液 压传动系统至少存在一个液压马达,并不仅限于本实施例中所描述的两个液压马达,并且 所述的一种允许能量回收的液压传动系统中存在的多个液压马达都是以并联形式设置的。
[0048] 第一液压马达的负载传动轴11和第一液压马达的负载旋转质量体12构成第一液 压马达10的负载机构,第一液压马达的负载传动轴11与第一液压马达10的转子轴之间采 用花键副形式连接;第一液压马达的负载旋转质量体12为第一液压马达10的可旋转运动 的负载质量体,第一液压马达的负载质量体12同心地套装在第一液压马达的负载传动轴 11的一端,并能同第一液压马达的负载传动轴11 一起旋转。
[0049] 第二液压马达的负载传动轴14和第二液压马达的负载旋转质量体15构成第二液 压马达13的负载机构,第二液压马达的负载传动轴14与第二液压马达13的转子轴之间采 用花键副形式连接;第二液压马达的负载旋转质量体15为第二液压马达13的可旋转运动 的负载质量体,第二液压马达的负载质量体15同心地套装在第二液压马达的负载传动轴 14的一端,并能同第二液压马达的负载传动轴14 一起旋转。
[0050] 第一液压马达10和第二液压马达13为两个结构相同的、以并联形式设置的液压 马达,以下仅详细描述第一液压马达10以及第一液压马达的负载传动轴11和第一液压马 达的负载旋转质量体12构成第一液压马达10的负载机构。
[0051] 如上所述,第一液压马达10的端口 101通过液压管道P4连接到控制阀组8的端 口 MA ;端口 102通过液压管道P5连接到控制阀组8的端口 MB ;端口 103通过液压管道P6 连接到控制阀组8的端口 MC ;
[0052] 第一液压马达10为径向柱塞式双向定量马达,其转子轴与第一液压马达的负载 传动轴11之间采用花键副形式机械连接。液压油可以从第一液压马达10的主端口 101流 入而从主端口 102流出,该方向被设定为液压马达10正转;也可以从第一液压马达10的主 端口 102流入而从主端口 101流出,该方向被设定为液压马达10反转。
[0053] 第一液压马达的负载旋转质量体12被安装在目标车辆(图未示)的前轮内部,当 第一液压马达的负载旋转质量体12同第一液压马达的负载传动轴11 一起转动时能够带动 前轮转动;也可认为第一液压马达的负载传动轴11为前轮的半轴,第一液压马达的负载质 量体12为前轮中半轴的转动质量体,而第一液压马达10的转子轴与前轮的半轴采用花键 副连接,而第一液压马达10的壳体与目标车辆的前轮轮毂采用螺栓连接(图未示出)。当 第一液压马达10工作时,高压油使第一液压马达10内部的径向柱塞移动,与壳体接触并产 生作用力,带动前轮转动;当第一液压马达10自由轮时,第一液压马达10内部的径向柱塞 在弹簧作用下内缩,与壳体脱离,第一液压马达10的壳体受前轮轮毂转动作用而转动,而 其转子轴并不受影响。
[0054] 参阅图2,控制阀组8包括有第二溢流阀81、第三溢流阀82、冲洗阀83、第四溢流 阀84、第一方向阀85、标定的单向阀86、第二方向阀87、第三方向阀88、第四方向阀89、第 五方向阀810、第六方向阀811、第五溢流阀812、第三单向阀813以及压力传感器P。
[0055] 控制阀组8的端口 PA、端口 I3B和端口 PC分别连接油路L1、油路L2和油路L3 ;控 制阀组8的端口 MA、端口 MB和端口 MC分别连接油路L7、油路L8和油路L6 ;控制阀组8的 端口 ACC接连油路L9 ;控制阀组8的端口 Tl和端口 T2分别连接油路L4和油路L5。
[0056] 第二溢流阀81和第三溢流阀82是两个结构相同的溢流阀;第二溢流阀81设置在 油路Ll和油路L3之间,以限制油路Ll的压力;第三溢流阀82设置在油路L2和油路L3之 间,以限制油路L2的压力。
[0057] 第二溢流阀81和第三溢流阀82作为安全阀,其溢流压力被设定为相同的数值,该 数值被称作为第二阈值。该第二阈值是所述系统中液压泵3、第一液压马达10工作过程中 所能允许的最高压力。本实施例中第二阈值设定为420bar。
[0058] 冲洗阀83和第四溢流阀84构成系统中液压传动回路的冷却回路。
[0059] 冲洗阀83连接在油路Ll和油路L2之间,其端口 A通过油路Ll连接到控制阀组 8的端口 PA,冲洗阀83的端口 B通过油路L2连接到控制阀组8的端口 PB,冲洗阀83的端 口 T通过第四溢流阀84和油路L4连接到控制阀组8的端口 Tl。
[0060] 冲洗阀83具有第一位置I、第二位置II和第三位置III,冲洗阀83处于第一位置 I时,其端口 B连接到端口 T,端口 A被隔断;冲洗阀83处于第二位置II时,其端口 A、端口 B与端口 T均被隔断;冲洗阀83处于第三位置III时,其端口 A连接到端口 T,端口 B被隔 断。
[0061] 冲洗阀83为液动换向阀,其阀芯是由端口 A和端口 B两端的压力差控制移动的, 当端口 A的压力大于端口 B的压力时,冲洗阀83从第二位置变为第一位置;当端口 A的压 力小于端口 B的压力时,冲洗阀101从第二位置变为第三位置;当端口 A和端口 B的压力相 等时,通过两个相对的复位弹簧返回到第二位置。
[0062] 第四溢流阀84设置在冲洗阀83的端口 T和油路L4之间,使冲洗阀83的端口 T 保留一定的压力。本实施例中该溢流阀的溢流压力被设定为上述设定的第一阈值的85%。
[0063] 第一方向阀85是二位三通方向阀。第一方向阀85的端口 P通过油路L3连接到 控制阀组8的端口 PC ;第一方向阀85的端口 T通过油路L4连接到控制阀组8的端口 Tl ; 第一方向阀85的端口 A通过油路L6连接到控制阀组8的端口 MC。
[0064] 第一方向阀85具有第一位置I和第二位置II,当第一方向阀85处于第一位置I 时,其端口 P被隔断,端口 A接通端口 T ;当第一方向阀85处于第二位置II时,其端口 T被 隔断,端口 P接通端口 A。
[0065] 第一方向阀85是电磁换向阀,单作用电磁铁操纵,弹簧复位,其电磁铁中的电磁 线圈的输入端通过信号线与控制单元17连接;电磁线圈通电后,第一方向阀85的阀芯在电 磁力的作用下从第一位置切换到第二位置,电磁线圈断电后,第一方向阀85的阀芯由复位 弹簧作用下返回第一位置。
[0066] 标定的单向阀86设置在油路L4和油路L6 (即控制阀组8的端口 MC和端口 Tl) 之间,并只能允许油液从油路L6流向油路L4 ;其标定的压力阈值用于限制油路L6的压力。 本实施例中该标定的压力值设定为3bar至5bar。
[0067] 当第一方向阀85被置于位置II时,且油路L3的压力超过标定的单向阀86所标 定的压力阈值时,则油路L6的压力为该设定的压力阈值,并且油路L6和油路L4接通;当油 路L3的压力不超过标定的单向阀86所标定的压力阈值时,油路L6为油路L3的压力,油路 L6和L4断开。
[0068] 第一方向阀85的端口 A通过油路L6、控制阀组8的端口 MC与第一液压马达10的 壳体泄流端口 103连接;第一方向阀85和标定的单向阀86共同作用以控制第一液压马达 10的壳体泄流端口 103的压力(也就是第一液压马达10的壳体压力)。当第一液压马达 10工作时,第一方向阀85被置于位置I,第一液压马达10的壳体泄流端口 103通过油路L4 连接控制阀组8的端口 Tl并导向储油罐16卸荷;当第一液压马达10自由轮时,第一方向 阀85被置于位置II,第一液压马达10的壳体泄流端口 103连接第一方向阀85的端口 P, 且受到标定的单向阀86的限压作用,保留有一定的压力(3bar至5bar)。
[0069] 第二方向阀87是二位四通阀。第二方向阀87的端口 P通过油路Ll与控制阀组 8的端口 PA连接;第二方向阀87的端口 T通过油路L2与控制阀组8的端口 PB连接;第二 方向阀87的端口 A通过油路连接到第三方向阀88的端口 P ;第二方向阀87的端口 B连接 到第四方向阀89的端口 B。
[0070] 第二方向阀87具有第一位置I和第二位置II,第二方向阀87的处于第一位置I 时,其端口 P接通端口 A,端口 B接通端口 T ;第二方向阀87的处于第二位置II时,其端口 P和端口 T被隔断,端口 A接通端口 B。
[0071] 第二方向阀87是电磁换向阀,单作用电磁铁操纵,弹簧复位,其电磁铁中的电磁 线圈的输入端通过信号线与控制单元17连接;电磁线圈通电后,第二方向阀87的阀芯在电 磁力的作用下从第一位置切换到第二位置,电磁线圈断电后,第二方向阀87的阀芯在复位 弹簧作用下返回到第一位置。
[0072] 第二方向阀87的功能是控制液压泵3与其他液压元件(包括蓄能器9和第一液 压马达10)接通或断开。
[0073] 第三方向阀88和第四方向阀89均为二位四通电磁阀;第五方向阀810和第六方 向阀811均为三位四通电磁阀。
[0074] 第三方向阀88的端口 P通过油路连接到第二方向阀87的端口 A ;第三方向阀88 的端口 T通过油路连接到第五方向阀810的端口 A ;第三方向阀88的端口 A通过油路L7连 接到控制阀组8的端口 MA ;第三方向阀88的端口 B通过油路连接到第六方向阀811的端 □ A0
[0075] 第四方向阀89的端口 P通过油路L8连接到控制阀组8的端口 MB ;第四方向阀89 的端口 T通过油路连接到第六方向阀811的端口 B ;第四方向阀89的端口 A通过油路连接 到第五方向阀810的端口 B ;第四方向阀89的端口 B通过油路连接到第二方向阀87的端 □ B0
[0076] 第五方向阀810的端口 P通过油路L9与第六方向阀811的端口 P、控制阀组8的 端口 ACC连接;第五方向阀810的端口 T通过油路L4与控制阀组8的端口 Tl连接;第六方 向阀811的端口 T通过油路L5与控制阀组8的端口 T2连接;
[0077] 第三方向阀88具有第一位置I和第二位置II,第三方向阀88处于第一位置I时, 其端口 P接通端口 B,端口 A接通端口 T ;第三方向阀88处于第二位置II时,其端口 P接通 端口 A,端口 B接通端口 T。
[0078] 第三方向阀88是电磁换向阀,单作用电磁铁操纵,弹簧复位,其电磁铁中的电磁 线圈的输入端通过信号线与控制单元17连接;电磁线圈通电后,第三方向阀88的阀芯在电 磁力的作用下从第一位置切换到第二位置,电磁线圈断电后,第三方向阀88的阀芯在复位 弹簧的作用下返回到第一位置。
[0079] 第四方向阀89具有第一位置I和第二位置II,第四方向阀89处于第一位置I时, 其端口 P接通端口 A,端口 B接通端口 T ;第四方向阀89处于第二位置II时,其端口 P接通 端口 B,端口 A接通端口 T。
[0080] 第四方向阀89是电磁换向阀,单作用电磁铁操纵,弹簧复位,其电磁铁中的电磁 线圈的输入端通过信号线与控制单元17连接;电磁线圈通电后,第四方向阀89的阀芯在电 磁力的作用下从第一位置切换到第二位置,电磁线圈断电后,第四方向阀89的阀芯在复位 弹簧的作用下返回到第一位置。
[0081] 第五方向阀810和第六方向阀811是两个结构相同的换向阀,这里仅详细描述第 五方向阀810。
[0082] 第五方向阀810具有第一位置I、第二位置II和第三位置III,第五方向阀810处 于第一位置I时,其端口 P接通端口 B,端口 A接通端口 T ;第五方向阀810处于第二位置II 时,其端口 P被隔断,端口 A、端口 B和端口 T相互接通;第五方向阀810处于第三位置III 时,其端口 P接通端口 A,端口 B接通端口 T。
[0083] 第五方向阀810是电磁换向阀,双作用电磁铁直接操纵,一对弹簧复位;第五方向 阀810的两端各有一个电磁铁和一个复位弹簧,其两个电磁铁中的电磁线圈的输入端分别 通过信号线与控制单元17连接;当第一电磁铁(图2中为第五方向阀810的上端电磁铁和 第六方向阀811的下端电磁铁)的电磁线圈通电时,第五方向阀810的阀芯在电磁力的作 用下从第二位置切换到第一位置,当第二电磁铁(图2中为第五方向阀810的下端电磁铁 和第六方向阀811的上端电磁铁)的电磁线圈通电时,第五方向阀810的阀芯在电磁力的 作用下从第二位置切换到第三位置,但第一电磁铁和第二电磁铁的电磁线圈都断电后,第 五方向阀810的阀芯在两个复位弹簧的作用下返回到第二位置。
[0084] 第五溢流阀812设置在油路L9和油路L4 (即控制阀组8的端口 ACC和端口 Tl) 之间,以限制油路L9的压力,起安全阀的作用,标定的溢流压力值被称作为第三阈值。该第 三阈值是蓄能器9充液和排液所允许的最高压力。
[0085] 第三单向阀813设置在第六方向阀811的端口 P、第五方向阀810的端口 P与控制 阀组8的端口 ACC之间的油路L9上,只能允许油液流向端口 ACC与第五方向阀810的端口 Po
[0086] 压力传感器P连接在油路L9上,并通过信号线连接到控制单元17 ;其检测蓄能器 9端口的压力值并将该数值传送给控制单元17。
[0087] 控制阀组8连接在液压泵组件、蓄能器9、第一液压马达10、第二液压马达13和储 油罐16之间,不同的阀所处的位置不同,可以构成以下液压回路中的任一回路:
[0088] 第一主油路:
[0089] 液压泵3的端口 31和端口 32分别连接到第一液压马达10的端口 101和端口 102, 液压泵3与第一液压马达10构成闭式传动回路;此时第二方向阀87被置于位置I,第三方 向阀88和第四方向阀89同被置于位置II,第五方向阀810和第六方向阀811同被置于位 置II,控制阀组8的端口 PA通过油路Ll和油路L7与端口 MA接通,控制阀组8的端口 PB 通过油路L2和油路L8与端口 MB接通。
[0090] 第二主油路:
[0091] 液压泵3的端口 31连接到蓄能器9,液压泵3的端口 32通过控制阀组8端口 T2 连接到储油罐16,或者液压泵3的端口 32连接到蓄能器9,端口 31通过控制阀组8端口 T2 连接到储油罐16,液压泵3与蓄能器9构成液压回路;此时第二方向阀87被置于位置I,第 三方向阀88和第四方向阀89同被置于位置I,第五方向阀810被置于位置II,第六方向阀 811被置于位置I或III,控制阀组8的端口 PA通过油路Ll和油路L9与端口 ACC接通,控 制阀组8的端口 PB通过油路L2和油路L5与端口 T2接通;或者控制阀组8的端口 PB通过 油路L2和油路L9与端口 ACC接通,控制阀组8的端口 PA通过油路Ll和油路L5与端口 T2 接通。
[0092] 第三主油路:
[0093] 第一液压马达10的端口 101连接到蓄能器9,第一液压马达10的端口 102通过 控制阀组8端口 Tl连接到储油罐16,或者第一液压马达10的端口 102连接到蓄能器9,端 口 101通过控制阀组8端口 Tl连接到储油罐16,蓄能器9与第一液压马达10构成液压回 路;此时第三方向阀88和第四方向阀89同被置于位置I,第六方向阀811被置于位置II, 第五方向阀810被置于位置I或III,控制阀组8的端口 MA通过油路L7和油路L9与端口 ACC接通,控制阀组8的端口 MB通过油路L8和油路L4与端口 Tl接通;或者控制阀组8的 端口 MB通过油路L8和油路L9与端口 ACC接通,控制阀组8的端口 MA通过油路L7和油路 L4与端口 Tl接通。
[0094] 第四主油路:
[0095] 液压泵3的端口 31和端口 32被第六方向阀811旁通并通过油路L5连接到控制阀 组8的端口 T2导向储油罐16,第一液压马达10的端口 101和端口 102被第五方向阀810 旁通并通过油路L4连接到控制阀组8的端口 Tl导向储油罐16,蓄能器9被隔断;此时第三 方向阀88和第四方向阀89同被置于位置I,第五方向阀810和第六方向阀811同被置于位 置II,控制阀组8的端口 PA通过油路Ll和油路L5与端口 T2接通,控制阀组8的端口 PB 通过油路L2和油路L5与端口 T2接通;控制阀组8的端口 MA通过油路L7和油路L4与端 口 Tl接通,控制阀组8的端口 MB通过油路L8和油路L4与端口 Tl接通。
[0096] 第一副油路:
[0097] 第一液压马达10的壳体泄流端口 103通过控制阀组8的端口 Tl连接到储油罐 16 ;此时第一方向阀85被置于位置I,控制阀组8的端口 MC通过油路L6和油路L4与端口 Tl接通。
[0098] 第二副油路:
[0099] 第一液压马达10的壳体泄流端口 103通过控制阀组8的端口 PC连接到补油泵4 的出油口;此时第一方向阀85被置于位置II,控制阀组8的端口 PC通过油路L3和油路L6 与端口 MC接通,控制阀组8的端口 MC通过油路L6、单向阀86和油路L4与端口 Tl接通,油 路L6受到标定的单向阀86的限压作用保持3bar至5bar的压力。
[0100] 参阅图1与图2,现在描述本发明所提出的一种允许能量回收的液压传动系统的 操作,该操作是由控制单元17操作控制的。本发明所述的一种允许能量回收的液压传动系 统中的第一方向阀85、第二方向阀87、第三方向阀88、第四方向阀89、第五方向阀810和第 六方向阀811的电磁铁的电磁线圈的输入端分别通过信号线与控制单元17连接,控制阀组 8中的压力传感器P也通过信号线连接到控制单元17。
[0101] 控制单元17通过控制控制阀组8中不同的阀所处位置,能够使一种允许能量回收 的液压传动系统置于以下工作模式中的任何一种工作模式:
[0102] 1.自由轮模式:
[0103] 该模式下,控制阀组8接通第四主油路和第二副油路;第一液压马达10不被驱动, 并且液压泵3输送的油液通过控制阀组8的端口 T2直接导向储油罐16 ;同时第一液压马 达10的壳体保留有一定的压力;
[0104] 2.三种驱动模式:
[0105] 第一液压马达10被驱动;控制阀组8接通第一副油路,第一液压马达10的壳体泄 流端口 103直接卸荷,壳体压力变为零;
[0106] 1)泵驱动模式:
[0107] 该模式下,控制阀组8接通第一主油路;蓄能器9被隔断,液压泵3与第一液压马 达10构成闭式液压回路,且输送给第一液压马达10的油液仅由液压泵3供给;
[0108] 2)蓄能器驱动模式:
[0109] 该模式下,控制阀组8接通第三主油路;液压泵3被旁通或隔断,蓄能器9与第一 液压马达10构成液压回路,且输送给第一液压马达10的油液仅由蓄能器9供给;
[0110] 3)泵和蓄能器驱动模式:
[0111] 该模式下,控制阀组8接通第二和第三主油路;液压泵3与第一液压马达10、蓄能 器9构成液压回路,且输送给第一液压马达10的油液是由蓄能器9和液压泵3共同供给;
[0112] 另外,三种驱动模式中液压泵3和第一液压马达10均可以正转和反转。
[0113] 3.能量回收模式:
[0114] 该模式下,控制阀组8接通第二主油路和第二副油路;第一液压马达10被旁通卸 荷,且壳体保留有一定的压力;液压泵3与蓄能器9构成液压回路,且由液压泵3供给蓄能 器9加压油液。
[0115] 应该说明的是,在所有上述工作模式中,补油泵4 一直从储油罐16抽取油液向液 压管道Pl或P2供给加压油液。另外在有液压泵3参与的工作模式中,冲洗阀83 -直从液 压管道Pl和P2中压力较低的管道中将油液导向油罐泄流并冷却(冷却装置未在图中示 出)。
[0116] 与本发明所描述系统的不同工作模式相对应的阀的位置如下:
[0117]
Figure CN103790875BD00161
[0118] 另外第二方向阀87是工作在泵驱动模式,其不同的位置的切换是控制第一液压 马达10快速被旁通;这种情况主要发生在泵驱动模式下,驾驶员换挡或短时驻车的情况 下,此时第二方向阀87被置于第二位置II,液压泵3被隔断,第一液压马达10被快速旁通, 以不干扰驾驶员正常平稳快速的换挡操作。
[0119] 本发明所提出的一种可以能量回收的液压传动系统应用在重型工程运输车的辅 助前轮驱动结构这一实施例中,下面结合该实施例详细描述所公开一种允许能量回收的液 压传动系统的具体操作:
[0120] 重型工程运输车辆(以下简称为目标车辆)正常行驶过程中,当前轮不需要提供 驱动力时,也就是所述第一液压马达的旋转质量体12不需要被驱动时,且控制单元17根据 压力传感器P反馈的信息,判断蓄能器9的工作压力较高,不需要被充液。此时所述一种允 许能量回收的液压传动系统处于自由轮模式,该模式下,第二方向阀87被置于位置I,第三 方向阀88和第四方向阀89同被置于位置I,第五方向阀810和第六方向阀811同被置于位 置II ;控制阀组8接通第四主油路和第二副油路;液压泵3输送的加压油液通过控制阀组 8的端口 T2和液压管道直接导向储油罐16,且蓄能器9被隔断,第一液压马达10的主端口 101和主端口 102被第五方向阀810旁通并通过控制阀组8的端口 Tl和液压管道直接导向 储油罐16卸荷。另外,该模式下,第一方向阀85被置于位置II,第一液压马达10的壳体泄 流端口 103与补油泵4的出油口相通,并受到标定的单向阀86的限压作用,补油泵4输送 给第一液压马达10的壳体3bar至5bar的加压油液,使第一液压马达10结构中的径向柱 塞移动内缩,与马达的壳体彻底分离,消除了第一液压马达10在自由轮状态下对第一液压 马达的旋转质量体12转动时产生的附加阻力。
[0121] 本实施例中,第一液压马达10壳体是与前轮的轮毂采用螺栓连接的,第一液压马 达10的转子轴与前轮的半轴是同一根轴,第一液压马达10的径向柱塞与其壳体的分离就 是前轮的半轴与前轮轮毂的分离,也就是说当前轮受到车体作用而转动时,前轮半轴和马 达转子轴是不转动的,这样就消除了第一液压马达10在自由轮状态下对前轮转动所附加 的阻力,从整车上降低了整车的阻力,降低了整车的油耗。
[0122] 目标车辆正常行驶过程中,当前轮需要提供辅助驱动力时,也就是所述第一液压 马达的旋转质量体12需要被驱动时,所述一种允许能量回收的液压传动系统被置于驱动 模式:
[0123] 此时当控制单元17根据压力传感器P反馈的信息,判断蓄能器9的工作压力足够 时,所述一种允许能量回收的液压传动系统被置于蓄能器驱动模式;该模式下,控制阀组8 接通第三主油路;第二方向阀87被置于位置I,第三方向阀88和第四方向阀89同被置于 位置I,第六方向阀811被置于位置II,第五方向阀810被置于位置I或III ;第一液压马 达10与蓄能器9构成液压回路,输送给第一液压马达10的加压油液仅由蓄能器9提供,且 液压泵3输送的加压油液通过控制阀组10的端口 T2和液压管道直接导向储油罐16卸荷。 该模式下,当第一液压马达10需要正转驱动时,第五方向阀810被置于位置I ;当第一液压 马达10需要反转驱动时,第五方向阀810被置于位置III。
[0124] 当蓄能器9的压力不为零(即大气压力),但仍然不足够有效驱动第一液压马达 10时,此时系统可工作在泵和蓄能器驱动模式;该模式下,由液压泵3供给的加压油液,通 过油路L9添加到蓄能器9输送给第一液压马达10的加压油液中;这与蓄能器驱动模式相 比,能够更长时间地维持向第一液压马达10提供加压油液;此时第二方向阀87被置于位置 I,第三方向阀88和第四方向阀89同被置于位置I,第五方向阀810和第六方向阀811同被 置于位置I或III ;控制阀组8接通第二主油路和第三主油路;而第五方向阀810和第六方 向阀811的位置不同取决于第一液压马达10的正转或反转需求,当马达需求正转时,第五 方向阀810和第六方向阀811同被置于位置III,当马达需求反转时,第五方向阀810和第 六方向阀811同被置于位置I。
[0125] 应该说明的是,蓄能器驱动模式仅能在蓄能器9的压力大于预定值情况下使用, 而当蓄能器9的压力小于预定值或接近零时,有必要使用液压泵3驱动第一液压马达10工 作,此时所述一种允许能量回收的液压传动系统工作在泵驱动模式;该模式下,控制阀组8 接通第一主油路;蓄能器9被隔断,液压泵3与第一液压马达10构成闭式回路,由液压泵3 输送的加压油液直接导向第一液压马达10 ;此时第二方向阀87被置于位置I,第三方向阀 88和第四方向阀89同被置于位置II,第五方向阀810和第六方向阀811同被置于位置II ; 而第一液压马达10的正转或反转是由液压泵3的斜盘倾角决定的。另外,该模式下,当驾 驶员换挡或短时驻车时,第二方向阀87切换至位置II,使第一液压马达10被快速旁通,以 消除对驾驶员换挡操作或驻车的干扰。
[0126] 另外,该第一液压马达10被驱动模式下,第一方向阀85均被置于位置I,控制阀组 8接通第一副油路;第一液压马达10的壳体泄流端口 103直接导向储油罐16卸荷,消除了 壳体压力对马达转子轴的附加负载。
[0127] 目标车辆在正常行驶过程中,目标车辆制动或不需要较大驱动时,也就是所述第 一液压马达的旋转质量体12不被驱动,同时蓄能器9的压力小于预定值时,此时所述系统 可被置于能量回收模式;该模式下,控制阀组8接通第二主油路和第二副油路;液压泵3的 主端口 31和主端口 32被旁通并直接导向储油罐16卸荷,液压泵3通过液压管道和控制阀 组8的端口 T2从储油罐16抽取油液并输送给蓄能器9 ;此时第二方向阀87被置于位置I, 第三方向阀88和第四方向阀89同被置于位置I,第五方向阀810被置于位置II,第六方向 阀811被置于位置I或III ;而第六方向阀811的不同位置对应液压泵3的正转和反转;另 外,该模式下,第一方向阀85被置于位置II,第一液压马达10的壳体泄流端口 103与补油 泵4的出油口相通,并受到单向阀86的限压作用,补油泵4输送给第一液压马达10的壳体 3bar至5bar的加压油液,使第一液压马达10结构中的径向柱塞作动内缩,与马达的壳体彻 底分离,消除了马达在自由轮状态下对第一液压马达的旋转质量体12转动产生的附加阻 力。
[0128] 当目标车辆制动时,蓄能器9的工作压力会对液压泵3产生反驱动力矩,且该反驱 动力矩通过变速器等机械传递结构作用于制动轮,增加制动轮的制动力,同时将制动损失 的动能转化为加压油液储存在蓄能器9中,这样不仅提高了整车的制动力,降低制动器的 磨损,还可以实现制动能量回收再利用,节能环保;另外当目标车辆不需要较大的驱动时, 发动机的负载小,工作在低效率区内,采用液压泵适当向蓄能器充液,可以增加发动机的额 外负载,使发动机工作在高效率区内,降低发动机油耗的同时将能量回收再利用,既节约能 耗,又改善发动机的排放。
[0129] 在上述工作模式中,第一溢流阀5设定的第一阈值,用于限制补油泵3和管道P3 的压力,同时也是液压泵3所连接液压管道Pl和P2中较低压力管道的压力,这样使液压马 达在低压下随时供给压力油液,降低了空化气穴现象;第二溢流阀81和第三溢流阀82作为 安全阀,其设定的第二阈值,该阈值不超过液压泵3和第一液压马达10的最高工作压力,以 保护液压泵3和第一液压马达10工作其正常压力范围内,提高其工作寿命;标定的单向阀 86的标定压力小于第一溢流阀5设定的第一阈值,使油路L6的压力不超过标定的单向阀 86的设定值(3bar至5bar);第五溢流阀812同样作为安全阀,其设定的第三阈值不超过蓄 能器9工作的最高工作压力,以保护蓄能器9能够长时间工作在其正常压力范围内,提高其 工作寿命;一般情况下第三阈值是小于第二阈值的。
[0130] 参阅图3,图中公开了本发明所提出的一种允许能量回收的液压传动系统中控制 阀组8的结构的另一种技术方案即第二种的控制阀组8,与图2中所公开的控制阀组8第一 种的控制阀组8的结构相比,不同之处在于:
[0131] 第七方向阀814取代第五方向阀810,第八方向阀815取代第六方向阀811 ;第三 方向阀88、第四方向阀89、第七方向阀814和第八方向阀815的各端口之间的连接关系不 变;
[0132] 在第七方向阀814、第八方向阀815、第五溢流阀812与压力传感器P之间设置了 第九方向阀816 ;
[0133] 其中,第七方向阀814和第八方向阀815是两个结构相同的阀,这里仅详细描述第 七方向阀814。第七方向阀814是二位四通电磁换向阀,具有第一位置I和第二位置II,第 七方向阀814处于第一位置I时,其端口 P与端口 A接通,端口 B与端口 T接通;第七方向 阀814处于第二位置II时,其端口 P与端口 B接通,端口 A与端口 T接通。
[0134] 第七方向阀814是电磁换向阀,单作用电磁铁操纵,弹簧复位,其电磁铁中的电磁 线圈的输入端通过信号线与控制单元17连接;电磁线圈通电后,第七方向阀814的阀芯在 电磁力的作用下从第一位置切换到第二位置,电磁线圈断电后,第七方向阀814的阀芯在 复位弹簧的作用下返回到第一位置。
[0135] 第九方向阀816是二位二通阀,具有第一位置I和第二位置II,第九方向阀816处 于第一位置I时,其端口 P和端口 T均被隔断;第九方向阀816处于第二位置II时,其端口 P接通端口 T。
[0136] 第九方向阀816是电磁换向阀,单作用电磁铁操纵,弹簧复位,其电磁铁中的电磁 线圈的输入端通过信号线与控制单元17连接;电磁线圈通电后,第九方向阀816的阀芯在 电磁力的作用下从第一位置切换到第二位置,电磁线圈断电后,第九方向阀816的阀芯在 复位弹簧的作用下返回到第一位置。
[0137] 与图2所公开的控制阀组8的结构相比,第九方向阀816控制蓄能器9与第一液 压马达10之间的接通与断开,第七方向阀814控制第一液压马达10的正转与反转;单向阀 813只能允许液压泵3向蓄能器9输送加压油液,而不允许蓄能器9向液压泵3输出高压油 液,由第二方向阀87控制液压泵3与蓄能器9的接通或断开,第八方向阀815的第一位置 I和第二位置Π 对应液压泵3的正转和反转。
[0138] 与上述一种允许能量回收的液压传动系统各工作模式相对应的图3所公开的控 制阀组8中不同的阀的位置如下
[01391
Figure CN103790875BD00191
[0140] 另外第七方向阀814和第八方向阀815的不同位置分别对应液压泵3和第一液压 马达10的正转和反转,即当在泵驱动模式、泵和蓄能器驱动模式和蓄能器驱动模式下,第 七方向阀814和第八方向阀815被置于位置I时,液压泵3和第一液压马达10正转;第七 方向阀814和第八方向阀815被置于位置II时,液压泵3和第一液压马达10反转;当在自 由轮模式下,第七方向阀814和第八方向阀815被置于位置II时,液压泵3和第一液压马 达10正转;第七方向阀814和第八方向阀815被置于位置I时,液压泵3和第一液压马达 10反转。
[0141] 图3所公开的控制阀组8的结构的另一种技术方案,在一种允许能量回收的液压 传动系统工作在上述各工作模式中的操作与图2所公开的第一种的控制阀组8的操作是类 似的,不同之处在于对蓄能器9的接通与隔断的控制。图2所公开的控制阀组8中,蓄能器 9与液压泵3的隔断或接通是由第六方向阀811的不同位置和第三单向阀813决定的;蓄 能器9和第一液压马达10的隔断或接通是由第五方向阀810的不同位置决定的;而图3所 公开的第二种的控制阀组8中,蓄能器9与液压泵3的隔断或接通是由第二方向阀87的不 同位置和第三单向阀813决定的;蓄能器9与第一液压马达10的隔断或接通是由第九方向 阀816的不同位置决定的。

Claims (9)

1. 一种允许能量回收的液压传动系统,其特征在于,所述的一种允许能量回收的液 压传动系统包括有动力输入机构、液压泵组件、控制阀组(8)、蓄能器(9)、第一液压马达 (10)、第一液压马达的负载质量体(12)、第二液压马达(13)、第二液压马达的负载质量体 (15)、储油罐(16)与控制单元(17); 动力输入机构与液压泵组件之间为机械式连接,液压泵组件与控制阀组(8)之间为管 路连接,控制阀组(8)与第一液压马达(10)之间为管路连接,控制阀组(8)与第二液压马 达(13)之间为管路连接,控制阀组⑶同和第一液压马达(10)与第二液压马达(13)之间 为管路连接,第一液压马达(10)与第一液压马达的负载质量体(12)之间为机械式连接,第 二液压马达(13)与第二液压马达的负载质量体(15)之间为机械式连接,液压泵组件与控 制阀组(8)同和储油罐(16)管路连接,控制单元(17)同和液压泵组件与控制阀组(8)信 号线连接; 所述的液压泵组件包括液压泵(3)、补油泵(4)、第一溢流阀(5)、第一单向阀(6)与第 二单向阀(7); 液压泵(3)的端口 31采用液压管道Pl与第一单向阀(6)出油口连接,第一单向阀(6) 进油口与第二单向阀(7)进油口采用液压管道P3同和补油泵(4)的出油口连接,第二单向 阀(7)出油口采用液压管道P2与液压泵(3)的端口 32连接,第一溢流阀(5)的进油口采 用液压管道P3与补油泵(4)的出油口连接。
2. 按照权利要求1所述的一种允许能量回收的液压传动系统,其特征在于,所述的液 压泵组件与控制阀组(8)之间为管路连接是指: 液压泵组件中的液压泵(3)的端口 31通过液压管道Pl与控制阀组(8)的端口 PA连 接,液压泵(3)的端口 32通过液压管道P2与控制阀组(8)的端口 PB连接,液压泵组件中 的补油泵(4)的进油口通过液压管道与储油罐(16)连接,补油泵(4)的出油口通过液压管 道P3连接到控制阀组(8)的端口 PC。
3. 按照权利要求1所述的一种允许能量回收的液压传动系统,其特征在于,所述的控 制阀组⑶与第一液压马达(10)之间为管路连接是指: 控制阀组(8)的端口 MA与第一液压马达(10)的主端口 101采用管路P4连接,控制阀 组(8)的端口 MB与第一液压马达(10)的主端口 102采用管路P5连接。
4. 按照权利要求1所述的一种允许能量回收的液压传动系统,其特征在于,所述的控 制阀组⑶与第二液压马达(13)之间为管路连接是指: 控制阀组(8)的端口 MA与第二液压马达(13)的主端口 131采用管路P4连接,控制阀 组(8)的端口 MB与第二液压马达(13)的主端口 132采用管路P5连接。
5. 按照权利要求1所述的一种允许能量回收的液压传动系统,其特征在于,所述的控 制阀组⑶同和第一液压马达(10)与第二液压马达(13)之间为管路连接是指: 控制阀组(8)的端口 MC同和第一液压马达(10)的壳体泄流端口 103与第二液压马达 (13)的壳体泄流端口 133采用管路P6连接。
6. 按照权利要求1所述的一种允许能量回收的液压传动系统,其特征在于,所述的第 一液压马达(10)与第一液压马达的负载质量体(12)之间为机械式连接,第二液压马达 (13)与第二液压马达的负载质量体(15)之间为机械式连接是指: 第一液压马达的负载质量体(12)的回转轴与第一液压马达(10)的转子轴为同一根轴 即第一液压马达的负载传动轴(11),或者第一液压马达的负载质量体(12)的回转轴与第 一液压马达(10)的转子轴不是同一根轴而是第一液压马达的负载传动轴(11)与第一液压 马达(10)的转子轴,两者之间采用花键副连接; 第二液压马达的负载质量体(15)的回转轴与第二液压马达(13)的转子轴为同一根轴 即第二液压马达的负载传动轴(14),或者第二液压马达的负载质量体(15)的回转轴与第 二液压马达(13)的转子轴不是同一根轴而是第二液压马达的负载传动轴(14)与第二液压 马达(13)的转子轴,两者之间采用花键副连接。
7. 按照权利要求1所述的一种允许能量回收的液压传动系统,其特征在于,所述的液 压泵组件与控制阀组(8)同和储油罐(16)管路连接是指: 液压泵组件中的补油泵(4)的进油口采用液压管道与储油罐(16)连接,第一溢流阀 (5)的出油口采用液压管道与储油罐(16)连接,控制阀组⑶中的端口 Tl与储油罐(16) 之间管道连接,控制阀组(8)中的端口 T2与储油罐(16)之间管道连接。
8. 按照权利要求1所述的一种允许能量回收的液压传动系统,其特征在于,所述的控 制阀组(8)包括有第二溢流阀(81)、第三溢流阀(82)、冲洗阀(83)、第四溢流阀(84)、第一 方向阀(85)、标定的单向阀(86)、第二方向阀(87)、第三方向阀(88)、第四方向阀(89)、第 五方向阀(810)、第六方向阀(811)、第五溢流阀(812)、第三单向阀(813)及压力传感器P ; 第二溢流阀(81)的进油口采用油路Ll和冲洗阀(83)的端口 A、冲洗阀(83) -端的控 制油口与第二方向阀(87)的端口 P连接,第二溢流阀(81)的出油口与第三溢流阀(82)的 出油口采用油路L3同和第一方向阀(85)的端口 P管路连接,第三溢流阀(82)的进油口采 用管路L2和冲洗阀(83)的端口 B、冲洗阀(83)另一端的控制油口与第二方向阀(87)的端 口 T连接,冲洗阀(83)的端口 T采用管路与第四溢流阀(84)进油口连接,第四溢流阀(84) 的出油口和第一方向阀(85)的端口 T与标定的单向阀(86)的出油口管路连接,第二方向 阀(87)的端口 A与第三方向阀(88)的端口 P管路连接,第二方向阀(87)的端口 B与第四 方向阀(89)的端口 B管路连接,第三方向阀(88)的端口 T与第五方向阀(810)的端口 A 管路连接,第五方向阀(810)的端口 B与第四方向阀(89)的端口 A管路连接,第五方向阀 (810) 的端口 P和第五溢流阀(812)的进油口、第三单向阀(813)的出油口及压力传感器P 的一端管路连接,第五溢流阀(812)的出油口和第五方向阀(810)的端口 T与第四溢流阀 (84)的出油口采用油路L4连接,第三单向阀(813)的进油口与第六方向阀(811)的端口 P 管路连接,第六方向阀(811)的端口 A与第三方向阀(88)的端口 B管路连接,第六方向阀 (811) 的端口 B与第四方向阀(89)的端口 T管路连接,第六方向阀(811)的端口 T与控制 阀组⑶的端口 T2采用油路L5连接。
9. 按照权利要求1所述的一种允许能量回收的液压传动系统,其特征在于,所述的控 制阀组⑶的第二种技术方案即第二种的控制阀组⑶包括有第二溢流阀(81)、第三溢流 阀(82)、冲洗阀(83)、第四溢流阀(84)、第一方向阀(85)、标定的单向阀(86)、第二方向阀 (87)、第三方向阀(88)、第四方向阀(89)、第五溢流阀(812)、第三单向阀(813)、第七方向 阀(814)、第八方向阀(815)、第九方向阀(816)及压力传感器P ; 第二溢流阀(81)的进油口采用油路Ll和冲洗阀(83)的端口 A、冲洗阀(83) -端的控 制油口与第二方向阀(87)的端口 P连接,第二溢流阀(81)的出油口与第三溢流阀(82)的 出油口采用油路L3同和第一方向阀(85)的端口 P管路连接,第三溢流阀(82)的进油口采 用管路L2和冲洗阀(83)的端口 B、冲洗阀(83)另一端的控制油口与第二方向阀(87)的端 口 T连接,冲洗阀(83)的端口 T采用管路与第四溢流阀(84)进油口连接,第四溢流阀(84) 的出油口和第一方向阀(85)的端口 T与标定的单向阀(86)的出油口管路连接,第二方向 阀(87)的端口 A与第三方向阀(88)的端口 P管路连接,第二方向阀(87)的端口 B与第四 方向阀(89)的端口 B管路连接,第三方向阀(88)的端口 T与第七方向阀(814)的端口 A 管路连接,第七方向阀(814)的端口 B与第四方向阀(89)的端口 A管路连接,第七方向阀 (814)的端口 P与第九方向阀(816)的端口 T管路连接,第九方向阀(816)的端口 P和第五 溢流阀(812)的进油口、第三单向阀(813)的出油口及压力传感器P的一端管路连接,第五 溢流阀(812)的出油口和第七方向阀(814)的端口 T与第四溢流阀(84)的出油口采用油 路L4连接,第三单向阀(813)的进油口与第八方向阀(815)的端口 P管路连接,第八方向 阀(815)的端口 A与第三方向阀(88)的端口 B管路连接,第八方向阀(815)的端口 B与第 四方向阀(89)的端口 T管路连接,第八方向阀(815)的端口 T与油路L5的一端连接。
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