CN103899603B - 一种制动和转向时能量收集并用于液压油冷却的装置 - Google Patents

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Abstract

一种制动和转向时能量收集并用于液压油冷却的装置,属于机械领域。包括齿圈、第一太阳轮、第二太阳轮、行星架、行星齿轮、发动机、第一变量泵、第二变量泵、第一液压马达等组成的履带推土机液压制动机构和差速转向机构;第二液压马达、风扇、冷却液循环装置构成液压油的冷却系统。制动机构和差速转向机构分别连接蓄能器,将制动过程中的能量和转向过程中的能量进行收集储存;冷却系统将蓄能器收集到的能量用来推动第二液压马达的工作,然后第二液压马达带动风扇转动和驱动冷却液在循环装置中循环达到对液压油冷却的目的。

Description

一种制动和转向时能量收集并用于液压油冷却的装置
技术领域
[0001] 本发明涉及到履带推土机的制动和转向过程中能量收集利用,属于机械领域。
背景技术
[0002]目前,大部分履带推土机的制动系统都是普通的机械制动,制动时的能量以摩擦产生的热能形式流失掉,造成能量的浪费;大部分履带推土机为实现转向,通常使用液压差速转向系统,其中液压油在回流过程中还具有一定的能量,若不进行回收,将会白白流失,不利于节能;液压油在工作循环中,温度将会慢慢的升高,当达到一定的温度后将会出现油液黏度降低、油液泄漏增加、加速密封圈的老化、液压油使用寿命缩短、降低整个液压系统的工作性能,而在给液压油降温的过程中通常都是利用额外的能量来驱动降温设备的运行,造成耗能的增加。
发明内容
[0003] 本发明是收集履带式推土机制动和转向时的能量,并将这些能量用于液压油的冷却。一种制动和转向时能量收集并用于液压油冷却的装置,包括齿圈、行星齿轮、左端动力输出轴、第一太阳轮、第二太阳轮、行星架、第一个轴、锥形轮副、变速箱、变矩器、发动机、分流机构、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第二个轴、制动带、第一变量栗、第二变量栗、第一液压马达、油箱、第一过滤器、第一两位四通换向阀、第一单向阀、第二单向阀、蓄能器、第二过滤器、第二两位四通换向阀、两位两通换向阀、第三单向阀、第二液压马达、冷却液循环装置、风扇、温度传感器、ECU。本装置收集两部分的能量,一部分是制动过程中的能量,因推土机制动过程两侧完全相同,所以在此仅说明其一侧,利用制动带将齿圈与第一变量栗连接,当制动时齿圈带动第一变量栗转动,液压油从油箱经过第一过滤器过滤后经过第一两位四通换向阀后经过第一变量栗和第一单向阀后进入蓄能器,将车辆制动时的机械能转化为液压能,并储存到蓄能器中。其中通过第一两位四通换向阀来控制第一变量栗转动方向来控制车辆前进和后退时的制动。转向蓄能过程,转向时发动机通过分流机构带动第二变量栗转动,液压油从油箱经过第二过滤器过滤后进入第二变量栗,再经过第二两位四通换向阀带动第一液压马达转动,第一液压马达通过齿轮与差速机构相连,使左右输出轴输出的动力不同,达到转向效果。在经过第一液压马达的回油油路上连接蓄能器,液压油从第一液压马达流出后,经过第二两位四通换向阀后经过第二单向阀进入蓄能器中,将回油过程中液压油中的能量收集起来。通过第二两位四通换向阀控制第一液压马达的转动方向来控制车辆顺时针或逆时针转向。冷却液压油过程,将蓄能器与第二液压马达相连,液压油从蓄能器中流出后经过两位两通换向阀和第三单向阀驱动第二液压马达工作,然后第二液压马达带动冷却液循环装置和风扇工作,以达到冷却液压油的效果。
[0004] 本发明所具有的优点:
[0005] 1、将制动机构和转向机构两部分的能量进行收集,并储存到同一蓄能器,确保蓄能器中的能量充足。
[0006] 2、将回收的能量利用到液压油冷却系统,可以避免对冷却系统的单独供能,减少了能量的浪费。
附图说明
[0007] 图1为本发明所述的履带推土机差速器简图。
[0008] 图2为本发明所述制动能量和转向能量回收及利用说明图。
具体实施方式
[0009] 履带式推土机差速器简图(图1)
[0010] 1、齿圈;2、行星齿轮;3、左端动力输出轴;4、第一太阳轮;5、第二太阳轮;6、行星架;7、第一个轴;8、锥形轮副;9、变速箱;10、变矩器;11、发动机;12、分流机构;13、第一齿轮;14、第二齿轮;15、第三齿轮;16、第二个轴;17、制动带;18、第一变量栗;19、第二变量栗;20、第一液压马达。
[0011 ] 制动能量和转向能量回收及利用说明图(图2 )
[0012] 21、油箱;22、第一过滤器;23、第一两位四通换向阀;24、第一单向阀;25、第二单向阀;26、蓄能器;27、第二过滤器;28、第二两位四通换向阀;29、两位两通换向阀;30、第三单向阀;31、第二液压马达;32、冷却液循环装置;33、风扇;34、温度传感器;35、E⑶。
[0013] 下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。如图1、2所示本发明所述的一种制动和转向时能量收集并用于液压油冷却的装置包括:齿圈1、行星齿轮2、左端动力输出轴
3、第一太阳轮4、第二太阳轮5、行星架6、第一个轴7、锥形轮副8、变速箱9、变矩器10、发动机11、分流机构12、第一齿轮13、第二齿轮14、第三齿轮15、第二个轴16、制动带17、第一变量栗18、第二变量栗19、第一液压马达20、油箱21、第一过滤器22、第一两位四通换向阀23、第一单向阀24、第二单向阀25、蓄能器26、第二过滤器27、第二两位四通换向阀28、两位两通换向阀29、第三单向阀30、第二液压马达31、冷却液循环装置32、风扇33、温度传感器 34、ECU35。
[0014]系统的具体工作过程如下:本设备主要分为蓄能和冷却两个过程。首先是蓄能过程,蓄能过程分为两部分,一部分是制动时的蓄能,一部分是转向时的蓄能。制动蓄能过程,因推土机制动过程两侧完全相同,所以在此仅说明其一侧,用制动带17将齿圈I和第一变量栗18相连,当处于非制动状态时第一变量栗18流量为零处在空载运转,当处于制动状态时,通过ECU35控制调节第一变量栗18的流量使齿圈I带动第一变量栗18正常工作,液压油从油箱21经过第一过滤器22过滤后经过第一两位四通换向阀23后经过第一变量栗18和第一单向阀24后进入蓄能器26,将车辆制动时的机械能转化为液压能,并储存到蓄能器26中。其中第一两位四通换向阀23左端连通时第一变量栗18正转,右端连通时第一变量栗18反转,以此来控制车辆前进时的制动和后退时的制动;且蓄能过程中两位两通换向阀29由ECU35控制处于断开状态。转向蓄能过程,转向时发动机11通过分流机构12带动第二变量栗19转动,液压油从油箱21经过第二过滤器27过滤后进入第二变量栗19,再经过第二两位四通换向阀28带动第一液压马达20转动,第一液压马达20通过第一齿轮13与差速机构相连,差速机构中的第三齿轮15使得传到左右两侧太阳轮的动力方向相反,从而使左右输出轴输出的动力方向不同,一侧增加履带的速度,另一侧减小履带的速度,达到转向的效果。在经过第一液压马达20的回油油路上连接蓄能器26,液压油从第一液压马达20流出后,经过第二两位四通换向阀28后经过第二单向阀25进入蓄能器26中,将回油过程中具有一定液压能的液压油收集起来。第二两位四通换向阀28左端连通时第一液压马达20正转,右端连通时第一液压马达20反转,以此来控制车辆顺时针转向或逆时针转向;且蓄能过程中两位两通换向阀29通过ECU35控制处于断开状态。冷却液压油过程,此过程中主要的耗能元件是冷却液循环装置32和风扇33,温度传感器34感知液压油温度过高且处于非蓄能过程时,通过ECU35控制两位两通换向阀29处于连通状态,液压油从蓄能器26中流出后经过两位两通换向阀29和第三单向阀30驱动第二液压马达31工作,然后第二液压马达31带动冷却液循环装置32和风扇33工作,以达到冷却液压油的效果。

Claims (2)

1.一种制动和转向时能量收集并用于液压油冷却的装置,包括:齿圈、行星齿轮、左端动力输出轴、第一太阳轮、第二太阳轮、行星架、第一个轴、锥形轮副、变速箱、变矩器、发动机、分流机构、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第二个轴、制动带、第一变量栗、第二变量栗、第一液压马达、油箱、第一过滤器、第一两位四通换向阀、第一单向阀、第二单向阀、蓄能器、第二过滤器、第二两位四通换向阀、两位两通换向阀、第三单向阀、第二液压马达、冷却液循环装置、风扇、温度传感器、ECU ;其特征在于:制动蓄能过程,制动带将齿圈与第一变量栗连接,液压油从油箱经过第一过滤器过滤后经过第一两位四通换向阀后经过第一变量栗和第一单向阀后进入蓄能器,将车辆制动时的机械能转化为液压能,并储存到蓄能器中;转向蓄能过程,转向时发动机通过分流机构带动第二变量栗转动,液压油从油箱经过第二过滤器过滤后进入第二变量栗,再经过第二两位四通换向阀带动第一液压马达转动,第一液压马达通过第一齿轮与差速机构相连,使左右输出轴输出的动力不同,达到转向效果,在经过第一液压马达的回油油路上连接蓄能器,液压油从第一液压马达流出后,经过第二两位四通换向阀后经过第二单向阀进入蓄能器中,将回油过程中具有一定液压能的液压油收集起来;冷却液压油过程,将蓄能器与第二液压马达相连,液压油从蓄能器中流出后经过两位两通换向阀和第三单向阀驱动第二液压马达工作,然后第二液压马达带动冷却液循环装置和风扇工作,以达到冷却液压油的效果。
2.如权利要求1所述的一种制动和转向时能量收集并用于液压油冷却的装置,其特征在于:主要分为蓄能和冷却两个过程,首先是蓄能过程,蓄能过程分为两部分,一部分是制动时的蓄能,一部分是转向时的蓄能,制动蓄能过程,用制动带将齿圈和第一变量栗相连,当处于非制动状态时第一变量栗流量为零处在空载运转,当处于制动状态时,通过ECU控制调节第一变量栗的流量使齿圈带动第一变量栗正常工作,液压油从油箱经过第一过滤器过滤后经过第一两位四通换向阀后经过第一变量栗和第一单向阀后进入蓄能器,将车辆制动时的机械能转化为液压能,并储存到蓄能器中,其中第一两位四通换向阀左端连通时第一变量栗正转,右端连通时第一变量栗反转,以此来控制车辆前进时的制动和后退时的制动,且蓄能过程中两位两通换向阀由ECU控制处于断开状态;转向蓄能过程,转向时发动机通过分流机构带动第二变量栗转动,液压油从油箱经过第二过滤器过滤后进入第二变量栗,再经过第二两位四通换向阀带动第一液压马达转动,第一液压马达通过第一齿轮与差速机构相连,差速机构中的第三齿轮使得传到左右两侧太阳轮的动力方向相反,从而使左右输出轴输出的动力方向不同,一侧增加履带的速度,另一侧减小履带的速度,达到转向的效果,在经过第一液压马达的回油油路上连接蓄能器,液压油从第一液压马达流出后,经过第二两位四通换向阀后经过第二单向阀进入蓄能器中,将回油过程中具有一定液压能的液压油收集起来,第二两位四通换向阀左端连通时第一液压马达正转,右端连通时第一液压马达反转,以此来控制车辆顺时针转向或逆时针转向,且蓄能过程中两位两通换向阀通过ECU控制处于断开状态;冷却液压油过程,此过程中主要的耗能元件是冷却液循环装置和风扇,温度传感器感知液压油温度过高且处于非蓄能过程时,通过ECU控制两位两通换向阀处于连通状态,液压油从蓄能器中流出后经过两位两通换向阀和第三单向阀驱动第二液压马达工作,然后第二液压马达带动冷却液循环装置和风扇工作,以达到冷却液压油的效果O
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