CN104309593B - 一种液压驱动刹车能回收利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压驱动刹车能回收利用系统，包括与车轮轮轴相连的传动机构，液压回路和控制器；其中所述传动机构与液压回路相连，所述液压回路与控制器相连；本发明通过传动机构将刹车过程中车身的动能转换为液压系统中的压力能，并进行存储；在车辆启动时，通过控制器改变液压回路中电磁换向阀阀位以及变量泵的排量，向车轮轮轴输出驱动扭矩，将存储的液压能转换为车身动能。本发明采用液压系统进行刹车能的回收与利用，减少了刹车片的磨损与能量损耗，提高车辆安全性能与能源的利用率。

Description

一种液压驱动刹车能回收利用系统
技术领域
本发明涉及一种液压驱动刹车能回收利用系统，应用于汽车制动系统中，通过液压回路对刹车时车身的动能进行回收利用，属于机电设备技术领域。
背景技术
汽车在行驶过程中为了控制车速会经常进行刹车制动，尤其在较复杂的路况下，刹车使用更加频繁。刹车过程是通过驱动刹车泵将刹车片挤压在刹车盘或刹车鼓上产生巨大的摩擦力，将车身动能转化为热能消耗掉，以使车速降低乃至停止。这种以能耗方式进行刹车制动的方法存在诸多缺陷。首先，易损件长期使用后磨损严重，导致刹车失灵，带来安全隐患。有案例表明，在下坡、转弯等复杂路况条件下频繁刹车，会因刹车片发热而致使刹车失灵，酿成车祸。此外，由于将动能转化为热能，造成很大的能量浪费，不利于节能环保。因此，针对现有的汽车刹车制动系统，开发刹车能回收利用系统具有重要的经济和社会意义。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种液压驱动刹车能回收利用系统，旨在解决现有刹车系统靠摩擦力制动带来的磨损与能量浪费问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种液压驱动刹车能回收利用系统，包括与车轮轮轴相连的传动机构，液压回路和控制器；其中所述传动机构与液压回路相连，所述液压回路与控制器相连；所述液压回路包括与传动机构相连的变量泵，所述变量泵入口通过管路与入口单向阀出口相连；所述入口单向阀入口通过管路与油囊出口相连；所述变量泵出口通过管路与出口单向阀入口相连；所述出口单向阀出口通过管路与蓄能器入口相连；所述蓄能器入口与变量泵入口之间通过管路与电磁换向阀相连，所述变量泵出口与油囊出口之间通过管路与电磁换向阀相连；所述变量泵出口与出口单向阀入口之间的管路上安装有第一远传压力表；所述出口单向阀出口与蓄能器入口之间的管路上安装有第二远传压力表；所述变量泵、电磁换向阀分别与控制器的输出端相连。
所述的电磁换向阀为二位四通阀，所述蓄能器入口与变量泵入口之间通过管路与二位四通阀的其中一条通路相连，所述变量泵出口与油囊出口之间通过管路与二位四通阀的另一条通路相连。
所述的传动机构包括与车轮轮轴相连的联动齿轮，所述的联动齿轮与驱动齿轮相啮合；所述驱动齿轮通过轴承安装在变量泵的输入轴上；所述变量泵的输入轴上还活动安装有同步器。
所述控制器的输入端分别与刹车传感器、倒档传感器、空档传感器、第一远传压力表、第二远传压力表信号相连；所述的控制器的输入端还与刹车比例放大器信号相连,所述的刹车比例放大器与刹车传感器通过信号相连。本发明的有益效果是：（1）本发明采用液压回路对刹车能量进行回收和利用，减少刹车片的磨损，减小了行车的安全隐患，提高了能量利用率。（2）本发明采用蓄能器作为刹车能回收储能装置，避免了复杂的机械传动系统，能量回收率高，压力稳定，制动和驱动效果好。（3）本发明采用电磁换向阀和变量泵配合方法进行刹车能量回收与利用，便于集中控制，系统稳定性高。
附图说明
图1为本发明的传动机构的结构示意图；
图2为本发明液压回路的结构示意图；
图3为本发明控制器输入输出结构示意图；
图4为本发明控制流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1、2、3所示，本实施例的一种液压驱动刹车能回收利用系统，包括与车轮18上的轮轴19相连的传动机构，液压回路和控制器13；其中所述传动机构与液压回路相连，所述液压回路与控制器13相连。
所述的传动机构包括与车轮18上的轮轴19相连的联动齿轮1，所述的联动齿轮1与驱动齿轮2相啮合；所述驱动齿轮2通过轴承3安装在液压回路中的变量泵5的输入轴上；所述变量泵5的输入轴上还活动安装有同步器4。所述的同步器4与变量泵5的输入轴一起转动，当同步器4沿变量泵5的输入轴轴向滑动，向内侧滑动时与所述驱动齿轮2相啮合，使所述变量泵5输入轴与驱动齿轮2一起转动，向外侧滑动时同步器4与驱动齿轮2脱离，驱动齿轮2空转，不带动所述变量泵5转动。
所述液压回路包括与传动机构相连的变量泵5，所述变量泵5入口通过管路与入口单向阀7出口相连；所述入口单向阀7入口通过管路与油囊9出口相连；所述变量泵5出口通过管路与出口单向阀11入口相连；所述出口单向阀11出口通过管路与蓄能器12入口相连；所述蓄能器12入口与变量泵5入口之间通过管路与电磁换向阀相连，所述变量泵5出口与油囊9出口之间通过管路与电磁换向阀相连；所述的电磁换向阀为二位四通阀10，所述蓄能器12入口与变量泵5入口之间通过管路与二位四通阀10的其中一条通路相连，所述变量泵5出口与油囊9出口之间通过管路与二位四通阀10的另一条通路相连。失电时功能为右位“X”型，两条通路分别接通所述蓄能器12入口与所述变量泵5入口，以及所述变量泵5出口与所述油囊9出口；所述二位四通阀10得电时功能为左位“O”型，两条通路都不通。所述变量泵5出口与出口单向阀11入口之间的管路上安装有第一远传压力表6；所述出口单向阀11出口与蓄能器12入口之间的管路上安装有第二远传压力表8；所述变量泵5、电磁换向阀分别与控制器13的输出端相连。
所述控制器13的输入端分别通过信号线与刹车传感器14、倒档传感器15、空档传感器16、第一远传压力表6、第二远传压力表8信号相连；所述的控制器13的输入端还与刹车比例放大器17通过信号线信号相连，所述的刹车比例放大器17与刹车传感器14通过信号相连。所述控制器13输入端接收刹车信号、空挡信号、倒档信号，以及所述第一远传压力表6和所述第二远传压力表8的压力信号P1和P2；其中空挡信号和倒档信号作为开关信号，刹车信号作为两路输入，一路作为开关信号，一路经刹车比例放大器17比例放大后输入；所述控制器13输出两路信号，一路控制所述二位四通阀10的电磁铁动作，一路控制所述变量泵5的流量控制端。
如图4所示，本实施例的一种液压驱动刹车能回收利用系统利用机械联动装置和液压回路将刹车时车体动能转换流体压力能进行存储，并在车辆启动时对车轮进行驱动，实现刹车能量的回收与利用。车辆正常行驶过程中，所述二位四通阀10失电处于右位“X”功能，所述变量泵5的变量机构无动作使所述变量泵5处于零排量状态。因此，所述变量泵5在所述驱动齿轮2带动在做空转运动，联动机构对车轮轴产生的反向扭矩可以忽略不计。刹车时，驾驶员踩下刹车踏板，同时将刹车信号以及刹车量传送到所述控制器13，所述控制器13输出信号使所述二位四通阀10得电处于左位“O”功能，将右位“X”功能的两条通路截止；同时所述变量泵5变量机构根据刹车比例放大器17输出信号改变所述变量泵5的排量，排量越大制动扭矩也越大，将液压油从所述油囊9经过所述入口单向阀7和所述出口单向阀11排到所述蓄能器12中，作为压力能进行存储，完成车体动能向压力能的转换。
刹车结束后，驾驶员松开刹车，若汽车处于空挡，则所述二位四通阀10电磁铁继续得电，所述蓄能器12保持压力不释放；若汽车处于前进挡，所述二位四通阀10电磁铁失电，所述蓄能器12出口与变量泵5入口导通，同时通过所述入口单向阀7与油囊9入口隔离，高压油驱动变量泵5转动，并通过驱动齿轮2和联动齿轮1将运动传递至轮轴19，驱动车轮18前进。所述出口单向阀11开启压力为ΔP，所述控制器13对条件P1-P2>ΔP进行判断，若条件符合，说明蓄能器12中存储有较多的压力能，则驱动变量泵5处于最大排量状态，使所述蓄能器12中高压油驱动变量泵5转动；若条件不符合，说明蓄能器12中压力能不足以驱动变量泵5，则变量泵5处于零排量状态，随轮轴19一起转动，不产生驱动力同时避免产生制动力。
若车辆进行倒车，驾驶员挂倒车档，所述二位四通阀10失电处于右位“X”功能，所述控制器13使变量泵5的变量机构无动作使变量泵5处于零排量状态，在所述驱动齿轮4带动下空转，不产生制动力。
本系统作为汽车刹车制动的辅助系统使用，在车辆行驶过程中减少刹车的使用；在需要时，可以将所述同步器4拨离驱动齿轮2，则本系统不在起作用。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.一种液压驱动刹车能回收利用系统，其特征在于，包括与车轮轮轴相连的传动机构，液压回路和控制器(13)；其中所述传动机构与液压回路相连，所述液压回路与控制器(13)相连；所述液压回路包括与传动机构相连的变量泵(5)，所述变量泵(5)入口通过管路与入口单向阀(7)出口相连；所述入口单向阀(7)入口通过管路与油囊(9)出口相连；所述变量泵(5)出口通过管路与出口单向阀(11)入口相连；所述出口单向阀(11)出口通过管路与蓄能器(12)入口相连；所述蓄能器(12)入口与变量泵(5)入口之间通过管路与电磁换向阀相连，所述变量泵(5)出口与油囊(9)出口之间通过管路与电磁换向阀相连；所述变量泵(5)出口与出口单向阀(11)入口之间的管路上安装有第一远传压力表(6)；所述出口单向阀(11)出口与蓄能器(12)入口之间的管路上安装有第二远传压力表(8)；所述变量泵(5)、电磁换向阀分别与控制器(13)的输出端相连；所述的电磁换向阀为二位四通阀(10)，所述蓄能器(12)入口与变量泵(5)入口之间通过管路与二位四通阀(10)的其中一条通路相连，所述变量泵(5)出口与油囊(9)出口之间通过管路与二位四通阀(10)的另一条通路相连；所述的传动机构包括与车轮轮轴相连的联动齿轮(1)，所述的联动齿轮(1)与驱动齿轮(2)相啮合；所述驱动齿轮(2)通过轴承(3)安装在变量泵(5)的输入轴上；所述变量泵(5)的输入轴上还活动安装有同步器(4)。
2.如权利要求1所述的一种液压驱动刹车能回收利用系统，其特征在于：所述控制器(13)的输入端分别与刹车传感器(14)、倒档传感器(15)、空档传感器(16)、第一远传压力表(6)、第二远传压力表(8)信号相连；所述的控制器(13)的输入端还与刹车比例放大器(17)信号相连,所述的刹车比例放大器(17)与刹车传感器(14)通过信号相连。
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