CN103994014A - 液动系统及使用其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液动系统及使用其的车辆。根据本发明的液动系统，包括热机、液压泵、高压储罐和液压马达，所述热机对所述液压泵输出动力，所述液压泵的工质出口与所述高压储罐的工质入口连通，所述高压储罐的工质出口与所述液压马达的工质入口连通，液压马达对外输出动力，所述液压泵的功率是所述液压马达的功率的2/3以下。本发明的液压系统通过设置所述高压储罐和所述液压马达，并且使所述液压泵的功率是所述液压马达的功率的2/3以下，从而可以使所述热机和所述液压泵的功率大小仅按照常规工况的功率需求配置。在功率需求大于常规工况时，释放高压储罐的蓄能，使液压马达的输出功率大于液压泵的输出功率，从而满足更大的功率需求。

Description

液动系统及使用其的车辆

技术领域

本发明涉及液压与动力系统，尤其是一种液动系统及使用其的车辆。

背景技术

电动系统及其车辆存在诸多问题，因此需要发明一种新型的动力系统及使用这一系统的车辆。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1，一种液动系统，包括热机、液压泵、高压储罐和液压马达，所述热机对所述液压泵输出动力，所述液压泵的工质出口与所述高压储罐的工质入口连通，所述高压储罐的工质出口与所述液压马达的工质入口连通，所述液压马达对外输出动力，所述液压泵的功率是所述液压马达的功率的2/3以下。

方案2，在方案1的基础上，所述热机设为速度型热机。

方案3，在方案1的基础上，所述热机设为容积型热机。

方案4，在方案1至3中任一方案的基础上，所述液压泵设为速度型液压泵。

方案5，在方案1至3中任一方案的基础上，所述液压泵设为容积型液压泵。

方案6，在前述方案1至3中任一方案的基础上，所述液压泵设为高转速离心泵。

方案7，在方案1至5中任一方案的基础上，所述液压马达设为速度型液压马达。

方案8，在方案1至5中任一方案的基础上，所述液压马达设为容积型液压马达。

方案9，在前述方案1至5中任一方案的基础上，所述液压马达设为高转速冲击叶轮马达。

方案10，在前述方案1至5中任一方案的基础上，所述液压马达设为高转速反动叶轮马达。

方案11，在前述方案1至10中任一方案的基础上，所述液压系统还包括低压储罐，所述液压马达的工质出口经所述低压储罐与所述液压泵的工质入口连通。

方案12，在前述方案1至11中任一方案的基础上，所述高压储罐的承压能力大于5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa或大于20MPa。

方案13，在前述方案1至12中任一方案的基础上，所述高压储罐中的气体工质设为氮气、空气、氟利昂或设为惰性气体。

方案14，一种使用前述液动系统的车辆，包括所述液动系统和车辆驱动系统，所述液动系统中的所述液压马达对所述车辆驱动系统输出动力。

本发明中，所述高压储罐内的工质压力与其承压能力相匹配，即所述高压储罐内的最高工质压力达到其承压能力。

本发明中，所述液压泵的功率可以设为是所述液压马达的功率的20/30以下、19/30以下、18/30以下、17/30以下、16/30以下、15/30以下、14/30以下、13/30以下、12/30以下、11/30以下、10/30以下、9/30以下、8/30以下、7/30以下、6/30以下、5/30以下、4/30以下、3/30以下、2/30以下或设为是所述液压马达的功率的1/30以下。

本发明中，所述液压泵的功率是指额定功率。

本发明中，所述液压马达的功率是指额定功率。

本发明中，所谓的“高压储罐”是指其承压能力大于5MPa的、内充有气体的工质储能储罐。

本发明中，所谓的“低压储罐”是指常压工质储罐。

本发明中，所述速度型热机包括叶轮式热机和喷管式热机等速度型热机。

本发明中，所述容积型热机包括活塞式热机等容积型热机。

本发明中，所述速度型液压泵包括离心泵和叶片式液压泵等速度型液压泵。

本发明中，所述容积型液压泵包括柱塞式液压泵等容积型液压泵。

本发明中，所述速度型液压马达是指通过叶轮、喷管等速度型机构利用液体流动输出动力的马达。

本发明中，所述容积型液压马达包括柱塞式液压马达和齿轮式液压马达等容积型液压马达。

本发明中，所谓的“高转速离心泵”是指转速大于或等于3000转/分钟的离心泵。

本发明中，所谓的“高转速冲击叶轮马达”是指转速大于或等于3000转/分钟的，靠液体冲击形成旋转动力的叶轮机构。

本发明中，所谓的|“高转速反动叶轮马达”是指转速大于或等于3000转/分钟的反动叶轮马达或通过喷管喷射获得反向推动力的喷管动力机构。

本发明中，某个数值A以上和某个数值A以下均包括本数A。

本发明人根据热力学的基本原理以及对宇宙现象的观察认为：在没有外部因素影响的前提下，热不可能百分之百的转换成其它任何形式的能量或物质。传统热力学第二定律中只阐述了在没有外部因素影响的前提下，热不能百分之百的转换成功，这一定律是正确的，但是是片面的。可以用通俗的语言将热定义为能量的最低形式，或者简称为这是宇宙的垃圾。经分析，本发明人还认为：任何生物(动物、植物、微生物、病毒和细菌)的生长过程都是放热的。经分析，本发明人还认为：任何一个过程或任何一个循环(不局限于热力学过程，例如化学反应过程、生物化学反应过程、光化学反应过程、生物生长过程、植物生长过程都包括在内)其最大做功能力守恒，本发明人认为没有光合作用的植物生长过程是不能提高其做功能力的，也就是说，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的养分的做功能力之和；之所以一棵树木的做功能力要大于树苗的做功能力，是因为阳光以光合作用的形式参与了由树苗到树木的生长过程。

本发明人认为：热机工作的基本逻辑是收敛-受热-发散。所谓收敛是工质的密度的增加过程，例如冷凝、压缩均属收敛过程，在同样的压力下，温度低的工质收敛程度大；所谓受热就是工质的吸热过程；所谓发散是指工质的密度降低的过程，例如膨胀或喷射。任何一个发散过程都会形成做功能力的降低，例如，气态的空气的做功能力要远远低于液态空气的做功能力；甲醇加水加中等温度的热生成一氧化碳和氢气，虽然所生成的一氧化碳和氢气的燃烧热大于甲醇的燃烧热20％左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例则微乎其微，其原因在于这一过程虽然吸了20％左右的热，但是生成物一氧化碳和氢气的发散程度远远大于甲醇。因此，利用温度不高的热参加化学反应是没有办法有效提高生成物的做功能力的。

本发明人认为：距离增加是熵增加的过程，冷热源之间的距离也影响效率，距离小效率高，距离大效率低。

本发明中，应根据液压与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。

本发明的有益效果如下:

本发明的液压系统通过设置所述高压储罐和所述液压马达，并且使所述液压泵的功率是所述液压马达的功率的2/3以下，从而可以使所述热机和所述液压泵的功率大小仅按照常规工况的功率需求配置，相比现有技术，能够有效地降低热机的功率，从而降低能耗。在功率需求大于常规工况时，释放所述高压储罐蓄能，使液压马达的输出功率大于所述液压泵的输出功率，从而满足更大的功率需求。

附图说明

图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；

图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；

图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；

图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；

图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；

图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；

图7所示的是本发明实施例7的结构示意图；

图8所示的是本发明实施例8的结构示意图；

图中：

1热机、2液压泵、3高压储罐、4液压马达、5车辆驱动系统、6低压储罐、11轮机、12活塞式热机、41叶片式液压马达、21叶片式液压泵、22高转速离心泵、42喷管动力机构。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的液动系统，包括热机1、液压泵2、高压储罐3和液压马达4，所述热机1对所述液压泵2输出动力，所述液压泵2的工质出口与所述高压储罐3的工质入口连通，所述高压储罐3的工质出口与所述液压马达4的工质入口连通，所述液压马达4对外输出动力，所述液压泵2的功率是所述液压马达4的功率的2/3以下。

本实施例中，可选择性地设置所述高压储罐3的承压能力大于5MPa。

本发明的所述液压系统通过设置所述高压储罐3使所述液压泵2经该所述高压储罐3与所述液压马达4连通，并且使所述液压泵2的功率是所述液压马达4的功率的2/3以下，从而可以使所述热机1在稳定状态工作为所述高压储罐3蓄能，而所述液压马达4被由所述高压储罐3中释出的液体驱动，相比现有技术，能够有效地降低所述热机1的污染排放，提高能量的利用率，从而降低能耗，提高效率。

本发明的所述液压系统工作时，所述热机1带动所述液压泵2经工质入口向所述高压储罐3内充液，同时所述高压储罐3内的液体从工质出口释出推动所述液压马达4对外做功，当所述液压马达4的输出功率需求小于所述液压泵2的功率时，例如怠速时，所述热机1带动所述液压泵2向所述高压储罐3充入的液体量大于所述高压储罐3向所述液压马达4释出的液体量，所述高压储罐3内的工质被压缩，使所述高压储罐3蓄能，当所述液压马达4的输出功率需求大于所述液压泵2的功率时，所述热机1带动所述液压泵2向所述高压储罐3充入的液体量小于所述高压储罐3向所述液压马达4释出的液体量，所述高压储罐3内的液体在其内部压缩气体的驱动下释出推动所述液压马达4做功，从而能够满足此时的大的功率需求。本申请的所述液压系统能够将所述液压马达4的输出功率需求小时由所述液压泵2的产生的液压能转移到所述液压马达4的输出功率需求大时使用，从而能够使所述热机1和所述液压泵2一直处于稳定工作状态，这样一方面保证所述液压马达4的动力输出需要能够得到满足，另一方面能够减少所述热机1的污染排放，并提高其工作效率。

实施例2

如图2所示的液动系统，其与实施例1的区别在于：所述热机1设为速度型热机，具体地设为轮机11；所述液压泵2设为速度型液压泵，具体地设为叶片式液压泵21；所述液压马达4设为速度型液压马达，具体地设为叶片式液压马达41。

作为可变换的实施方式，所述热机1可以改设为喷射式速度型热机等其它形式的速度型热机；所述液压泵2可以改设为齿轮式速度型液压泵等其它形式的速度型液压泵；所述液压马达4可以改设为齿轮式速度型液压马达等其它形式的速度型液压马达。

作为可变换的实施方式，所述热机1还可以改设为容积型热机；所述液压泵2改设为容积型液压泵；所述液压马达4改设为容积型液压马达。

实施例3

如图3所示的液动系统，其在实施例2的基础上：还包括低压储罐6，所述叶片式液压马达41的工质出口经所述低压储罐6与所述叶片式液压泵21的工质入口连通。

实施例4

如图4所示的液动系统，其与实施例3的区别在于：所述热机1改设为容积型，具体设为活塞式热机12。

实施例5

如图5所示的使用实施方案2的液动系统的车辆，包括所述液动系统和车辆驱动系统5，所述液动系统中的所述叶片式液压马达41对所述车辆驱动系统5输出动力。

实施例6

如图6所示的使用实施方案4的液动系统的车辆，包括所述液动系统和车辆驱动系统5，所述液动系统中的所述叶片式液压马达41对所述车辆驱动系统5输出动力。

实施例7

如图7所示的液动系统，其与实施例3的区别在于：所述液压泵2改设为高转速离心泵22，所述液压马达4改设为高转速反动叶轮马达，具体地，所述高转速反动叶轮马达设为喷管动力机构42。

作为可变换的实施方式，所述液压马达4还可改设为高转速冲击叶轮马达。

作为可变换的实施方式，本发明中其它所有实施方式均可参照本实施例将所述液压泵2改设为所述高转速离心泵22。

作为可变换的实施方式，本发明中其它所有实施方式均可参照本实施例及其可变换的实施方式将所述液压马达4设为所述喷管动力机构42或设为所述高转速冲击叶轮马达。

实施例8

如图8所示的使用实施方案7的液动系统的车辆，包括所述液动系统和车辆驱动系统5，所述液动系统中的所述喷管动力机构42对所述车辆驱动系统5输出动力。

本发明的上述实施例中，所述热机1、所述液压泵2、所述液压马达4有的设为速度型的，有的设为速度型的，并给出了一些具体结构形式，例如，实施例2中将所述热机1设为轮机11，将所述液压泵2设为叶片式液压泵21，将所述液压马达4设为叶片式液压马达41，等等。作为可变换的实施方式，本发明的所有实施方式在具体实施时，所述热机1、所述液压泵2和所述液压马达4的结构形式可以独立的选择，彼此之间不受限制，也不受上述实施例的选择限制。

上述所有实施方式中，所述高压储罐3中的气体工质均可设为氮气、空气、氟利昂或设为惰性气体。

作为可变换的实施方式，上述所有实施方式中的所述高压储罐3的承压能力均可改设为大于6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa或设为大于20MPa。

作为可变换的实施方式，上述所有实施例中的所述液压泵的功率可以进一步设为是所述液压马达的功率的19/30以下、18/30以下、17/30以下、16/30以下、15/30以下、14/30以下、13/30以下、12/30以下、11/30以下、10/30以下、9/30以下、8/30以下、7/30以下、6/30以下、5/30以下、4/30以下、3/30以下、2/30以下或设为是所述液压马达的功率的1/30以下。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液动系统，包括热机(1)、液压泵(2)、高压储罐(3)和液压马达(4)，其特征在于：所述热机(1)对所述液压泵(2)输出动力，所述液压泵(2)的工质出口与所述高压储罐(3)的工质入口连通，所述高压储罐(3)的工质出口与所述液压马达(4)的工质入口连通，所述液压马达(4)对外输出动力，所述液压泵(2)的功率是所述液压马达(4)的功率的2/3以下。

2.如权利要求1所述液动系统，其特征在于：所述热机(1)设为速度型热机。

3.如权利要求1所述液动系统，其特征在于：所述液压泵(2)设为速度型液压泵。

4.如权利要求1所述液动系统，其特征在于：所述液压马达(4)设为速度型液压马达。

5.如权利要求1所述液动系统，其特征在于：所述热机(1)设为容积型热机。

6.如权利要求1所述液动系统，其特征在于：所述液压泵(2)设为容积型液压泵。

7.如权利要求1所述液动系统，其特征在于：所述液压马达(4)设为容积型液压马达。

8.如权利要求1所述液动系统，其特征在于：所述液压泵(2)设为高转速离心泵。

9.如权利要求1所述液动系统，其特征在于：所述液压马达(4)设为高转速冲击叶轮马达。

10.一种使用如权利要求1至9中任一项所述液动系统的车辆，包括所述液动系统和车辆驱动系统(5)，其特征在于：所述液动系统中的所述液压马达(4)对所述车辆驱动系统(5)输出动力。