CN105818682A - 一种汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统及其控制方法 - Google Patents

一种汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统及其控制方法 Download PDF

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CN105818682A CN201610183233.9A CN201610183233A CN105818682A CN 105818682 A CN105818682 A CN 105818682A CN 201610183233 A CN201610183233 A CN 201610183233A CN 105818682 A CN105818682 A CN 105818682A
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    • B60T1/10Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels by utilising wheel movement for accumulating energy, e.g. driving air compressors

Abstract

本发明提供了一种汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统及其控制方法,属于汽车节能减排技术领域。本发明在汽车轮毂上增设固定一内齿圈,当汽车车轮旋转时,动力通过内齿轮传动机构增速,直接带动液压泵/液压马达工作。当汽车制动、减速、滑行时,将车轮的惯性能量快速大量地转换为液压能储存,而当汽车起动、加速时,又将存储的液压能转换为机械能直接提供给车轮。蓄能器中的液压能并可通过选择切换模式,应用到汽车转向器液压助力系统或盘式制动器液压系统。该装置结构简单、体积小、能量回收率高、制造成本低,具有一定的技术经济可行性。

Description

一种汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种汽车惯性能量的液压式回收和综合利用系统,属于汽车节能减排技术领域。
背景技术
汽车在道路上行驶过程中,燃油发动机或电动汽车的驱动电机产生的能量除了用于克服空气的阻力外,其主要能量是用于克服汽车车轮的滚动阻力,影响这部分阻力大小的主要因素是汽车的重量和行驶的速度。当汽车制动、减速和下坡滑行时,将会产生巨大的动能和势能,如一辆自重2000kg的汽车,时速80公里/小时,根据测算它储存了大约493kJ的动能,如果将这些动能回收30%,可使汽车再续行1公里左右,因此如果直接通过汽车车轮能对这部分能量进行回收利用的话,能在很大程度上降低燃油的消耗,也减少日益增多的汽车对环境的破坏。
利用飞轮回收和储存汽车惯性能量是目前采取的常用方式,为了保持飞轮的持续运转,需将飞轮安装在一个无风阻的真空环境里,为了消除轴承旋转的摩擦阻力需采用磁悬浮支撑系统,由于要配套真空发生装置和气源设备,不但结构复杂,占用空间大,而且制造成本也很高,加上配套的真空泵,气泵本身也耗能,因此影响和制约了该技术的应用和推广。
目前已有的众多能量回收装置结构都比较复杂,采用的均为间接传动,传动链较长,影响了传动效率。
发明内容
为了解决上述技术问题的不足和有效的回收和利用汽车车轮的惯性能量,本发明提供了一种结构简单,回收能量大,成本较低的汽车车轮惯性能量的回收和综合利用系统。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统,其特征在于,包括传动系统、液压系统和电控系统,所述传动系统包括轮胎组件、内齿轮传动机构、电磁离合器、减速器,
所述内齿轮传动机构包括齿轮轴、内齿轮镶件、双列角接触轴承、轴承座、轴承压盖、圆螺母,所述内齿轮镶件装在齿轮轴上、且其外表面通过锥销与所述轮胎组件轮辋内圈连接;轴承座固定在后桥体上,双列角接触轴承位于在轴承座与轴承压盖组成的空间内,所述齿轮轴装在双列角接触轴承内,所述轴承外圈的两端分别由轴承座的端面、轴承压盖限位,所述轴承内圈的两端分别由齿轮轴上的台阶、固定在齿轮轴右端螺纹上的圆螺母定位;电磁离合器装在齿轮轴上;
所述液压系统包括油箱、油过滤器、第一单向阀、液压泵/液压马达、蓄能器、溢流阀、压力传感器、调速阀、第一电磁阀、第二单向阀、第二电磁阀、分油器、第一球阀、第二球阀、第三球阀、第一减压阀、第二减压阀,电磁离合器通过减速器与液压泵/液压马达的中心轴固定连接;所述液压泵/液压马达的进油口通过第一单向阀、油过滤器与油箱相连,液压泵/液压马达的出油口的一个分支通过第二单向阀与蓄能器的进口相连,另一分支通过第二电磁阀与调速阀、油箱相连;蓄能器的进口还与通过溢流阀与油箱相连,蓄能器与通过溢流阀之间设置压力传感器;蓄能器的出口与分油器的进口相连,分油器的出口端通过第一球阀与第一电磁阀的进口相连,第一电磁阀的出口与液压泵/液压马达的进口相连;
所述电控系统包括分别设置在制动踏板、加速踏板、变速器档位、变速器档位、发动机附近的制动踏板接近开关、加速踏板接近开关、变速器档位接近开关、发动机起动位置传感器,电控单元、中间继电器、变压器,所述制动踏板接近开关、加速踏板接近开关、变速器档位接近开关、发动机起动位置传感器、压力传感器均与电控单元连接,并将检测到的电压信号分别传送至电控单元,电控单元还通过中间继电器、变压器分别与电磁离合器、第一电磁阀、第二电磁阀连接,并根据制动踏板接近开关、加速踏板接近开关、变速器档位接近开关、发动机起动位置传感器、压力传感器检测的电压信号驱动电磁离合器、第一电磁阀、第二电磁阀。
进一步地,所述分油器的出口端还通过第二球阀连接第一减压阀,所述第一减压阀与汽车转向器液压助力系统相连。
进一步地,所述分油器的出口端还通过第三球阀连接有第二减压阀,所述第二减压阀与盘式制动器液压系统相连。
进一步地,所述内齿轮镶件采用轻质锻铝合金表面阳极硬化或纳米陶瓷制成。
进一步地,所述内齿轮镶件采用热模压工艺与轮辋结合在一起。
进一步地,轴承座与齿轮轴之间还装有油封。
所述的汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)能量回收:汽车在前进过程中,轮胎速度传感器、制动踏板接近开关、加速踏板接近开关、变速器档位接近开关、发动机起动位置传感器实时监测车轮速度、制动踏板、加速踏板、变速器档位的动作以及发动机起动位置,并将检测到的电压信号实时传送给电控单元,连接在蓄能器与溢流阀之间管路中的压力传感器实时检测蓄能器的压力,并将检测到的信号传到电控单元;当电控单元接到收制动踏板接近开关的电压信号表示制动踏板产生制动动作时,或电控单元接收轮胎速度传感器的电压信号表示车轮速度是减速时,电控单元则输出电磁离合器的控制信号电压y,经过中间继电器、变压器将其电压信号y放大吸合接通电磁离合器,此时汽车车轮的旋转运动经过装于车轮组件轮辋内的内齿轮镶件、内齿轮传动结构、电磁离合器传递到液压泵/液压马达,液压泵/液压马达此时以液压泵的形式工作,将油箱中的油液依次经过油过滤器、第一单向阀、液压泵/液压马达、第二单向阀泵送入蓄能器;汽车车轮的惯性能量由机械能转换为液压能储存在蓄能器里;与蓄能器连通的溢流阀用于控制液压泵/液压马达出油口压力即蓄能器压力,当蓄能器压力大于溢流阀的设定压力时,溢流阀打开,油液排入油箱;
(2)能量的释放和利用:
当电控单元接受到加速踏板接近开关、变速器档位接近开关的电压信号表示汽车挂档前进加速,并且压力传感器检测的蓄能器压力达到设定压力时,电控单元则同时输出电磁离合器的控制信号电压y,第一电磁阀的控制信号电压z,第二电磁阀的控制信号电压x,并经过中间继电器和变压器的将信号电压x、y、z放大,分别吸合接通电磁离合器、驱动开通第一电磁阀、第二电磁阀,蓄能器储存的压力油液依次经过分油器、第一球阀、第一电磁阀,驱动液压泵/液压马达转动,此时,液压泵/液压马达以液压马达的形式工作,通过内齿轮传动系统带动车轮加速转动,回流的液压油经第二电磁阀、调速阀排入油箱,所述调速阀主要用来调节油液回流的速度和形成一定的背压,当蓄能器能量不足及压力下降到一定限度时,电控单元则发出指令,使电磁阀离合器分离和第一电磁阀及第二电磁阀失电,液压通路隔开;
当电控单元接收到发动机起动位置传感器的电压信号表明汽车处于起动状态,并且压力传感器检测到的蓄能器的压力达到设定压力时,电控单元则同时输出电磁离合器、第一电磁阀、第二电磁阀的控制信号电压y、z、x,分别吸合接通电磁离合器,驱动开通第一电磁阀30、第二电磁阀,蓄能器储存的压力油依次经过分油器、第一球阀、第一电磁阀至液压泵/液压马达,此时液压泵/液压马达以液压马达的形式工作,液压油液驱动液压泵/液压马达转动,通过内齿轮传动系统带动车轮启动,回流的液压油液经第二电磁阀、调速阀排入油箱。
进一步地,所述步骤(2)中还包括以下步骤:
①关闭第一球阀和第三球阀而打开第二球阀时,蓄能器内的液压能经过第一减压阀调压后,提供至转向器液力助力系统的液压能;第一减压阀的作用主要用来调节满足转向器液压助力系统的匹配油压;
②当关闭第一球阀和第二球阀而打开第三球阀时,蓄能器内的液压能经过第二减压阀调压,提供至盘式制动器液压系统的液压能。第二减压阀的作用主要用来调节满足盘式制动器液压系统的匹配油压。
本发明与现有技术相比有如下特点:
(1)采用汽车车轮直接驱动液压泵/液压马达,传动链短,传动效率高。
(2)内齿轮传动机构为增速机构,液压泵/液压马达的转速是车轮转速的K倍,这样可选择高压、高速、大流量的液压泵,因此液压泵产生液压能量压力大、流速快,车轮惯性能量的回收、释放也快,另由于车轮惯性能量的快速衰减,减小了车轮的制动力矩,改善了制动性能,提高了制动器的使用寿命。
(3)结构简单,增加的成本不高,除液压泵/液压马达、减速器外,内齿轮传动机构零件没有几个,所增加的费用不大。
(4)液压能相比飞轮储能有更大的功率密度,能在车辆起步和加速时提供给车辆较大的转矩。另外由于液压储能系统能较长时间储能,各个部件技术成熟,工作可靠,容易实现整个系统的工作。
(5)轮毂结构改动性很小,与现有传统的轮毂产品有一定的继承性,只需在原有轮毂一侧的内圆上热压一内齿轮镶件。
附图说明
图1为本发明实施例A-A剖视结构图。
图2为本发明实施例B-B剖视结构图。
图3为本发明实施例工作方式示意图。
图4为本发明实施例工作流程图(一)。
图5为本发明实施例工作流程图(二)。
图6为本发明实施例工作流程图(三)。
图中:
1-轮辋,2-轮胎,3-齿轮轴,4-锥销,5-内齿轮镶件,6-油封,7-双列角接触轴承,8-轴承座,9-轴承压盖,10-圆螺母,11-电磁离合器总成,12-液压泵/液压马达总成,13-减速器,14-油泵座,15-高度调整块,16-后桥体,17-制动盘,18-轮毂螺栓,19-盘式制动器总成,20-轮胎速度传感器,21-制动踏板接近开关,22-加速踏板接近开关,23-变速器档位接近开关,24-发动机起动位置传感器,25-蓄能器压力传感器,26-电控单元,27-中间继电器,28-变压器,29-电磁离合器,30-第一电磁阀,31-第二电磁阀,32-内齿轮传动机构,33-调速阀,34-油箱,35-油过滤器,36-第一单向阀,38-第二单向阀,39-溢流阀,40-蓄能器,41-分油器,42-第一球阀,43-第二球阀,44-第三球阀,45-第一减压阀,46-第二减压阀,47-轮胎组件。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。
所述一种汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统,汽车轮毂的内圈上增设固定一内齿轮镶件5或内齿轮压配件,在汽车桥体的上方安装一内齿轮传动机构,在同一传动轴上安装电磁离合器和液压泵/液压马达。在汽车车轮旋转时,动力通过内齿轮传动机构,电磁离合器直接带动液压泵/液压马达工作。当汽车制动、减速、滑行时通过液压泵驱动模式产生液压能输入到蓄能器中;而当汽车起动,加速时则通过液压马达的驱动模式,将蓄能器中的液压能释放驱动车轮,进一步增加汽车车轮的驱动力,使汽车制动、减速、滑行时汽车车轮产生的惯性能量得到回收利用。蓄能器中的液压能并可通过手动控制阀选择切换模式,应用到汽车转向器液压助力系统或盘式制动器液压系统。
如图1、图2所示,本发明汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统,其特征在于,包括传动系统、液压系统和电控系统。所述传动系统包括轮胎组件47、内齿轮传动机构、电磁离合器、减速器13。所述的轮胎组件47主要由轮辋1、轮胎2、制动盘、轮毂螺栓、圆螺母组成。轮胎组件47、内齿轮传动机构、减速器13为独立部件。汽车车轮中间留有空间安装盘式制动器总成,内齿轮传动机构和液压泵/液压马达安装在汽车车轮及桥体外壳的上方。
所述内齿轮传动机构包括齿轮轴3、内齿轮镶件5、双列角接触轴承7、轴承座8、轴承压盖9、圆螺母10,所述内齿轮镶件5装在齿轮轴3上、且其外表面通过锥销4与所述轮胎组件47轮辋内圈连接。为了减轻轮胎组件47的重量,内齿轮镶件5可选择轻质锻铝合金表面阳极硬化,或纳米陶瓷等非金属材料,还可采用热模压工艺与轮辋结合在一起。轴承座8固定在后桥体16上,双列角接触轴承7位于在轴承座8与轴承压盖9组成的空间内,所述齿轮轴3装在双列角接触轴承7内,所述轴承7外圈的两端分别由轴承座8的端面、轴承压盖9限位,所述轴承7内圈的两端分别由齿轮轴3上的台阶、固定在齿轮轴3右端螺纹上的圆螺母10定位;电磁离合器装在齿轮轴3上。轴承座8与齿轮轴3之间还装有油封6。
所述液压系统包括油箱34、油过滤器35、第一单向阀36、液压泵/液压马达37、蓄能器40、溢流阀39、压力传感器25、调速阀33、第一电磁阀30、第二单向阀38、第二电磁阀31、分油器41、第一球阀42、第二球阀43、第三球阀44、第一减压阀45、第二减压阀46。齿轮轴3、双列角接触轴承7、电磁离合器、液压泵/液压马达为同轴线安装。液压泵/液压马达与内齿轮传动机构部件的轴承座8的外凸缘止口与油泵座14的内孔配合定位,用4只螺钉固定在油泵座14的左侧。减速器13左边的外凸缘止口与油泵座14的右端内孔配合定位,用4只螺钉固定在油泵座14的右侧。其液压泵/液压马达总成12通过外凸缘止口与减速器13内止口配合定位,用4只螺钉与减速器13连接。油泵座14的底平面通过4只螺钉固定在汽车后桥体16的上平面上。为了保证齿轮轴3与内齿轮镶件5齿轮的合理配合间隙,在油泵座14与后桥体16的中间设置了一高度调整块15,安装时通过选配不同厚度的调整块15而调整齿轮啮合中心距,调整齿轮的啮合间隙。汽车车轮中间留有空间安装盘式制动器总成。电磁离合器通过减速器13与液压泵/液压马达37的中心轴固定连接;轮胎组件47和轮毂的相对位置由5、6只带外锥面的轮毂螺栓与带内锥孔的轮辋配合安装。当汽车在行驶中,车轮的旋转运动通过固定在车轮轮辋1上的内齿轮镶件5带动齿轮轴3转动,通过同一轴上的电磁离合器11和减速器13将动力传给液压泵/液压马达工作。
所述的液压泵/液压马达37的进口通过第一单向阀36、油过滤器35与油箱34相连。液压泵/液压马达37的出油口一端通过第二单向阀38与蓄能器40的进口相连,另一端通过第二电磁阀31与调速阀33相连。蓄能器40的进口一端与第二单向阀38的出口相连,另一端与溢流阀39的进口和压力传感器25相连。蓄能器40的出口与分油器41的进口相连,分油器的出口一端通过第一球阀42与第一电磁阀30的进口相连,另一端通过第二球阀43和第一减压阀45与汽车转向器液压助力系统相连,以及通过第三球阀44和第二减压阀46与盘式制动器液压系统相连。第一电磁阀30的出口并与液压泵/液压马达37的进口相连。溢流阀39的出口及调速阀33的出口均与油箱34相连。通过上述液压元件的连接,可实现汽车车轮的机械能转换为液压能,又通过液压马达的驱动模式转换为机械能,而使惯性能量得到有效的回收利用。
如图3所示,所述电控系统包括分别设置在制动踏板、加速踏板、变速器档位、变速器档位、发动机附近的制动踏板接近开关21、加速踏板接近开关22、变速器档位接近开关23、发动机起动位置传感器24,以及电控单元26、中间继电器27、变压器28,通过这些电磁元件可以控制车轮惯性能量的产生、转换、回收及利用。所述制动踏板接近开关21、加速踏板接近开关22、变速器档位接近开关23、发动机起动位置传感器24、压力传感器25均与电控单元26连接,并将检测到的电压信号分别传送至电控单元26,电控单元26还通过中间继电器27、变压器28分别与电磁离合器29、第一电磁阀30、第二电磁阀31连接,并根据制动踏板接近开关21、加速踏板接近开关22、变速器档位接近开关23、发动机起动位置传感器24、压力传感器25检测的电压信号驱动电磁离合器29、第一电磁阀30、第二电磁阀31。
如图4、图5、图6所示,所述一种汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统及其控制方法为:
汽车车轮惯性能量的回收过程:当汽车在前进过程中制动时,电控单元26接收制动踏板接近开关21的电压信号,或当汽车在前进过程中减速时,电控单元26接收轮胎速度传感器20的电压信号,并判别为减速状态,则输出电磁离合器29的控制信号电压y,经过中间继电器27、变压器28将其电压信号放大吸合接通电磁离合器,此时汽车车轮的旋转运动经过车轮47的内齿轮镶件5、内齿轮传动结构32、电磁离合器29传递到液压泵/液压马达37。液压泵/液压马37达此时以液压泵的形式工作,将油箱34中的油液依次经过油过滤器35.第一单向阀36、液压泵/液压马达37、第二单向阀38进入蓄能器40。溢流阀39用于控制液压泵/液压马达出油口压力即蓄能器压力,当蓄能器压力大于设定压力时,溢流阀打开,油液排入油箱。连接在管路中的压力传感器25可将蓄能器的压力信号传到电控单元26,这样汽车车轮的惯性能量由机械能转换为液压能储存在蓄能器里。
汽车车轮惯性能量的释放和回收利用过程:当汽车挂档前进加速时,电控单元26接受到加速踏板接近开关22、变速器档位接近开关23和蓄能器压力传感器25的电压信号,若蓄能器压力达到设定压力,电控单元26则同时输出电磁离合器29的控制信号电压y,第一电磁阀30的控制信号电压Z,第二电磁阀31的控制信号电压X,并经过中间继电器27和变压器28的信号电压放大,分别吸合接通电磁离合器29,驱动开通第一电磁阀30、第二电磁阀31,此时以液压马达的形式工作,蓄能器40储存的压力油依次经过分油器41.第一球阀42.第一电磁阀30.液压泵/液压马达37,驱动其转动,从而带动车轮加速转动,此时第二电磁阀31为打开状态,故回流的液压油经电磁阀31.调速阀33排入油箱,调速阀33主要用来调节回流的速度和形成一定的背压。当蓄能器能量不足及压力下降到一定限度时,电控单元26则发出指令,使电磁阀离合器37分离和第一电磁阀30及第二电磁阀31失电,液压通路隔开。
当汽车起动时,电控单元接收到发动机起动位置传感器24和蓄能器压力传感器25的电压信号,若蓄能器的压力达到设定压力,电控单元26则同时输出电磁离合器29第一电磁阀30、第二电磁阀31的控制信号电压y、z、x,分别吸合接通电磁离合器29,驱动开通第一电磁阀30、第二电磁阀31,此时以液压马达的形式工作,蓄能器40储存的压力油依次经过分油器41、第一球阀42、第一电磁阀30至液压泵/液压马达37驱动其转动,从而带动车轮启动,回流的液压油经第二电磁阀31.调速阀33排入油箱34。
所述分油器41的出口端还通过第二球阀43连接第一减压阀45,所述第一减压阀45与汽车转向器液压助力系统相连。所述分油器41的出口端还通过第三球阀44连接有第二减压阀46,所述第二减压阀46与盘式制动器液压系统相连。
①关闭第一球阀42和第三球阀44而打开第二球阀43时,蓄能器40内的液压能经过第一减压阀45调压后,提供至转向器液力助力系统的液压能;第一减压阀45的作用主要用来调节满足转向器液压助力系统的匹配油压;
②当关闭第一球阀42和第二球阀43而打开第三球阀44时,蓄能器40内的液压能经过第二减压阀46调压,提供至盘式制动器液压系统的液压能。第二减压阀46的作用主要用来调节满足盘式制动器液压系统的匹配油压。
所述的电控单元可选择单板机或PLC微处理器,电磁离合器29、第一电磁阀30、第二电磁阀31为常开式。电磁离合器29在汽车制动,加速,起动时均通电闭合,其余条件下都保持了分离状态。第一电磁阀30、第二电磁阀31只有在汽车加速,起动时通电开通,其余条件下都保持隔开状态。
通过上述汽车车轮内齿轮机构传动带动液压泵/液压马达工作及机械能、液压能相互转换的模式,能在高可靠性、低成本的情况下大幅度地回收汽车车轮的惯性能量,并有效地降低了燃油消耗,减少了废气排放,增加了续航路程,提高了整车性能。
利用汽车惯性能量回收的液压能并可根据汽车整车液压动力的综合需要,灵活实行多种使用模式,除用于加载汽车的加速和起动外,并可选择性地通过球阀切换应用到转向器液压助力系统或盘式制动器液压系统。
所述实施例为本发明的优选的实施方式,但本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统,其特征在于,包括传动系统、液压系统和电控系统,所述传动系统包括轮胎组件、内齿轮传动机构、电磁离合器、减速器(13);
所述内齿轮传动机构包括齿轮轴(3)、内齿轮镶件(5)、双列角接触轴承(7)、轴承座(8)、轴承压盖(9)、圆螺母(10),所述内齿轮镶件(5)装在齿轮轴(3)上、且其外表面通过锥销(4)与所述轮胎组件轮辋内圈连接;轴承座(8)固定在后桥体(16)上,双列角接触轴承(7)位于在轴承座(8)与轴承压盖(9)组成的空间内,所述齿轮轴(3)装在双列角接触轴承(7)内,所述轴承(7)外圈的两端分别由轴承座(8)的端面、轴承压盖(9)限位,所述轴承(7)内圈的两端分别由齿轮轴(3)上的台阶、固定在齿轮轴(21)右端螺纹上的圆螺母(10)定位;电磁离合器装在齿轮轴(3)上;
所述液压系统包括油箱(34)、油过滤器(35)、第一单向阀(36)、液压泵/液压马达(37)、蓄能器(40)、溢流阀(39)、压力传感器(25)、调速阀(33)、第一电磁阀(30)、第二单向阀(38)、第二电磁阀(31)、分油器(41)、第一球阀(42)、第二球阀(43)、第三球阀(44)、第一减压阀(45)、第二减压阀(46),电磁离合器通过减速器(13)与液压泵/液压马达(37)的中心轴固定连接;所述液压泵/液压马达(37)的进油口通过第一单向阀(36)、油过滤器(35)与油箱(34)相连,液压泵/液压马达(37)的出油口的一个分支通过第二单向阀(38)与蓄能器(40)的进口相连,另一分支通过第二电磁阀(31)与调速阀(33)、油箱(34)相连;蓄能器(40)的进口还与通过溢流阀(39)与油箱(34)相连,蓄能器(40)与通过溢流阀(39)之间设置压力传感器(25);蓄能器(40)的出口与分油器(41)的进口相连,分油器(41)的出口端通过第一球阀(42)与第一电磁阀(30)的进口相连,第一电磁阀(30)的出口与液压泵/液压马达(37)的进口相连;
所述电控系统包括分别设置在制动踏板、加速踏板、变速器档位、变速器档位、发动机附近的制动踏板接近开关(21)、加速踏板接近开关(22)、变速器档位接近开关(23)、发动机起动位置传感器(24),以及电控单元(26)、中间继电器(27)、变压器(28),所述制动踏板接近开关(21)、加速踏板接近开关(22)、变速器档位接近开关(23)、发动机起动位置传感器(24)、压力传感器(25)均与电控单元(26)连接,并将检测到的电压信号分别传送至电控单元(26),电控单元(26)还通过中间继电器(27)、变压器(28)分别与电磁离合器(29)、第一电磁阀(30)、第二电磁阀(31)连接,并根据制动踏板接近开关(21)、加速踏板接近开关(22)、变速器档位接近开关(23)、发动机起动位置传感器(24)、压力传感器(25)检测的电压信号驱动电磁离合器(29)、第一电磁阀(30)、第二电磁阀(31)。
2.根据权利要求1所述的汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统,其特征在于,所述分油器(41)的出口端还通过第二球阀(43)连接第一减压阀(45),所述第一减压阀(45)与汽车转向器液压助力系统相连。
3.根据权利要求1所述的汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统,其特征在于,所述分油器(41)的出口端还通过第三球阀(44)连接有第二减压阀(46),所述第二减压阀(46)与盘式制动器液压系统相连。
4.根据权利要求1所述的汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统,其特征在于,所述内齿轮镶件(5)采用轻质锻铝合金表面阳极硬化或纳米陶瓷制成。
5.根据权利要求1所述的汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统,其特征在于,所述内齿轮镶件(5)采用热模压工艺与轮辋结合在一起。
6.根据权利要求1所述的汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统,其特征在于,轴承座(8)与齿轮轴(3)之间还装有油封(6)。
7.根据权利要求1-3任一项所述的汽车车轮惯性能量的液压式回收和综合利用系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)能量回收:汽车在前进过程中,轮胎速度传感器(20)、制动踏板接近开关(21)、加速踏板接近开关(22)、变速器档位接近开关(23)、发动机起动位置传感器(24)实时监测车轮速度、制动踏板、加速踏板、变速器档位的动作以及发动机起动位置,并将检测到的电压信号实时传送给电控单元(26),连接在蓄能器(40)与溢流阀之间管路中的压力传感器(25)实时检测蓄能器(40)的压力,并将检测到的信号传到电控单元(26);当电控单元(26)接到收制动踏板接近开关(21)的电压信号表示制动踏板产生制动动作时,或电控单元(26)接收轮胎速度传感器(20)的电压信号表示车轮速度是减速时,电控单元(26)则输出电磁离合器(29)的控制信号电压y,经过中间继电器(27)、变压器(28)将其电压信号y放大吸合接通电磁离合器,此时汽车车轮的旋转运动经过装于车轮组件(47)轮辋内的内齿轮镶件(5)、内齿轮传动结构(32)、电磁离合器(29)传递到液压泵/液压马达(37),液压泵/液压马达(37)此时以液压泵的形式工作,将油箱(34)中的油液依次经过油过滤器(35)、第一单向阀(36)、液压泵/液压马达(37)、第二单向阀(38)泵送入蓄能器(40);汽车车轮的惯性能量由机械能转换为液压能储存在蓄能器(40)里;与蓄能器(40)连通的溢流阀(39)用于控制液压泵/液压马达出油口压力即蓄能器压力,当蓄能器压力大于溢流阀(39)的设定压力时,溢流阀打开,油液排入油箱(34);
(2)能量的释放和利用:
当电控单元(26)接受到加速踏板接近开关(22)、变速器档位接近开关(23)的电压信号表示汽车挂档前进加速,并且压力传感器(25)检测的蓄能器压力达到设定压力时,电控单元(26)则同时输出电磁离合器(29)的控制信号电压y,第一电磁阀(30)的控制信号电压z,第二电磁阀(31)的控制信号电压x,并经过中间继电器(27)和变压器(28)的将信号电压x、y、z放大,分别吸合接通电磁离合器(29)、驱动开通第一电磁阀(30)、第二电磁阀(31),蓄能器(40)储存的压力油液依次经过分油器(41)、第一球阀(42)、第一电磁阀(30),驱动液压泵/液压马达(37)转动,此时,液压泵/液压马达(37)以液压马达的形式工作,通过内齿轮传动系统带动车轮加速转动,回流的液压油经第二电磁阀(31)、调速阀(33)排入油箱(34),所述调速阀(33)主要用来调节油液回流的速度和形成一定的背压,当蓄能器(40)能量不足及压力下降到一定限度时,电控单元(26)则发出指令,使电磁阀离合器(37)分离和第一电磁阀(30)及第二电磁阀(31)失电,液压通路隔开;
当电控单元(26)接收到发动机起动位置传感器(24)的电压信号表明汽车处于起动状态,并且压力传感器(25)检测到的蓄能器(40)的压力达到设定压力时,电控单元(26)则同时输出电磁离合器(29)、第一电磁阀(30)、第二电磁阀(31)的控制信号电压y、z、x,分别吸合接通电磁离合器(29),驱动开通第一电磁阀(30)、第二电磁阀(31),蓄能器(40)储存的压力油依次经过分油器(41)、第一球阀(42)、第一电磁阀(30)至液压泵/液压马达(37),此时液压泵/液压马达(37)以液压马达的形式工作,液压油液驱动液压泵/液压马达(37)转动,通过内齿轮传动系统带动车轮启动,回流的液压油液经第二电磁阀(31)、调速阀(33)排入油箱(34)。
8.根据权利要求7任一项所述的控制方法,其特征在于,所述步骤(2)中还包括以下步骤:
①关闭第一球阀(42)和第三球阀(44)而打开第二球阀(43)时,蓄能器(40)内的液压能经过第一减压阀(45)调压后,提供至转向器液力助力系统的液压能;第一减压阀(45)的作用主要用来调节满足转向器液压助力系统的匹配油压;
②当关闭第一球阀(42)和第二球阀(43)而打开第三球阀(44)时,蓄能器(40)内的液压能经过第二减压阀(46)调压,提供至盘式制动器液压系统的液压能。第二减压阀(46)的作用主要用来调节满足盘式制动器液压系统的匹配油压。
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