CN105864231B - 基于液压变压器和泵/马达的半挂车液压制动能量再生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于液压变压器和泵/马达的半挂车液压制动能量再生装置，通过将制动过程回收的动能在车辆加速过程中提供给半挂车，具体包括减速器/液压变压器、定排量液压泵/马达、液控单向阀、溢流阀、高压蓄能器、低压蓄能器和液压变压器控制角控制单元。通过调节液压变压器的控制角可以实现制动时泵/马达回收动能，将液压能存储在蓄能器中，供下次加速使用。该装置利用了液压传动高功率密度的优点，制动时能够回收大部分动能，回收的这部分动能用于在加速过程驱动半挂车，不仅高了整车的动力性能，而且节省了驱动车辆的能量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于半挂式大型拖板车的液压制动能量再生装置，特别是基于液压变压器、泵/马达和液控单向阀的液压制动能量再生装置。
背景技术
半挂式大型拖板车具有高效、经济、快捷的特点，非常适合公路物流运输业快速发展的需要。中国是世界物流运输成本最高的国家之一，每年用在物流上的资金达2000亿美元，是美国的两倍。拖板车的半挂车具有多个车轴，在制动过程起主要作用，然而现有的半挂式大型拖板车的半挂车部分不具备制动能量回收装置，这样造成了大量制动能量的损失。采用再生制动将拖板车的动能回收，将会节约相当可观的能量。液压制动能量再生技术发展成熟，具备功率密度大的特点，可以回收大量制动能量，回收的制动能量为加速过程驱动半挂车。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于液压变压器和泵/马达的半挂车液压制动能量再生装置，通过将制动过程回收的动能在车辆加速过程中提供给半挂车，一方面提高了整车的动力性能，另一方面节省了非常可观的能量。
基于液压变压器和泵/马达的半挂车液压制动能量再生装置包括：减速器、液压变压器、定排量泵/马达、液控单向阀a、液控单向阀b、低压蓄能器、高压蓄能器和液压变压器控制角控制单元；
其连接关系为：所述减速器连接在半挂车的车桥上，所述定排量泵/马达的主轴与所述减速器相连；所述液压变压器的A口与所述高压蓄能器相连，液压变压器的B口和T口分别与所述定排量泵/马达的两个油口相连；所述液控单向阀a的输入端与液控单向阀b的输入端相连后共同与所述低压蓄能器相连；所述液控单向阀a的液控端与液控单向阀b的输出端相连，液控单向阀a的输出端与液压变压器的B口相连；所述液控单向阀b的液控端与液控单向阀a的输出端相连，液控单向阀b的输出端与液压变压器的T口相连；
所述液压变压器控制角控制单元调节所述液压变压器的控制角：
当半挂车匀速行驶时，所述液压变压器控制角控制单元调节所述液压变压器的控制角为零，此时液压制动能量再生装置不工作；
当半挂车制动时，所述液压变压器控制角控制单元调节所述液压变压器的控制角为负，车轮通过减速器带动定排量泵/马达正向旋转，此时定排量泵/马达处于泵工作状态，定排量泵/马达向液压变压器T口输出高压油，液压变压器T口油路的高压油促使液控单向阀a打开，液控单向阀b关闭，液压变压器B口与所述低压蓄能器相连，低压蓄能器中的液压油被泵入高压蓄能器中储存起来；
当半挂车加速时，所述液压变压器控制角控制单元调节所述液压变压器的控制角为正，液压变压器B口向定排量泵/马达输入高压油，驱动定排量泵/马达正向旋转，液压变压器B口输出的高压油促使液控单向阀b打开，液控单向阀a关闭，液压变压器T口与所述低压蓄能器9相连，此时定排量泵/马达处于马达工作状态，通过减速器带动车轮转动，实现半挂车的加速行驶。
所述高压蓄能器与所述低压蓄能器之间通过设置有溢流阀的管路相连。
有益效果
通过调节液压变压器的控制角可以实现制动时泵/马达回收动能，将液压能存储在蓄能器中，供下次加速使用。制动时能够回收大部分动能，回收的这部分动能用于在加速过程驱动半挂车，不仅高了整车的动力性能，而且节省了驱动车辆的能量。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图2为本发明中液压蓄能器在半挂车上的安装示意图。
其中：1-减速器A、2-定排量泵/马达A、3-减速器B、4-定排量泵/马达B、5-液控单向阀a、6-液控单向阀b、7-液压变压器、8-高压蓄能器、9-低压蓄能器、10-溢流阀、11-液压变压器控制角控制单元、12-后车轮、13-前车轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本实施例以两轴半挂车为例，提供一种基于液压变压器、泵/马达和液控单向阀的半挂式大型拖板车液压制动能量再生装置，该半挂式大型拖板车(以下简称半挂车)具有前车轮13和后车轮12，如图1所示，该液压制动能量再生装置包括两个减速器(分别为减速器A1和减速器B3)、两个定排量泵/马达(分别为定排量泵/马达A2和定排量泵/马达B4)、两个液控单向阀(分别为液控单向阀a5和液控单向阀b6)、液压变压器7、高压蓄能器8、低压蓄能器9、溢流阀10和液压变压器控制角控制单元11。
其连接关系为：所述减速器A1连接在所述后车轮12的车桥上，减速器B3连接在所述前车轮12的车桥上；定排量泵/马达A2的主轴通过齿轮对与所述减速器A1相连，定排量泵/马达B4的主轴通过齿轮对与所述减速器B3相连。所述液压变压器7的A口与高压蓄能器8相连，B口分别与定排量泵/马达A2和定排量泵/马达B4的一个油口相连，T口分别与定排量泵/马达A2和定排量泵/马达B4的另一个油口相连。液控单向阀a5和液控单向阀b6对置连接，即液控单向阀a5的输入端与液控单向阀b6的输入端通过管路相连，且液控单向阀a5和液控单向阀b6的输入端共同与所述低压蓄能器9相连；液控单向阀a5的输出端与液压变压器7的B口相连，液控端与液控单向阀b6的输出端相连；液控单向阀b6的输出端与液压变压器7的T口相连，液控端与液控单向阀a5的输出端相连。同时所述高压蓄能器8和低压蓄能器9之间通过设置有溢流阀10的管路相连，溢流阀10一方面可以防止蓄能器压力过高损坏液压元件，另一方面可以实现液压油液的循环使用。
所述液压变压器7受控于所述液压变压器控制角控制单元11，具体为：
(1)当半挂车匀速行驶时，通过所述液压变压器控制角控制单元11调节所述液压变压器7的控制角为零，此时该液压制动能量再生装置不工作。
(2)当半挂车制动时，通过所述液压变压器控制角控制单元11调节所述液压变压器7的控制角为负，即液压变压器控制角顺时针旋转，车轮通过减速器带动定排量泵/马达正向旋转，此时定排量泵/马达处于泵工作状态，定排量泵/马达向液压变压器T口输出高压油，液压变压器T口油路的高压油促使液控单向阀a5打开，液控单向阀b6关闭，液压变压器B口与所述低压蓄能器9相连，低压蓄能器9中的液压油被泵入高压蓄能器8中储存起来，从而制动过程的能量以液压能的形式得到了回收。
(3)当半挂车加速时，通过所述液压变压器控制角控制单元11调节所述液压变压器7的控制角为正，即液压变压器控制角逆时针旋转，液压变压器7缸体旋转方向为顺时针，液压变压器B口向定排量泵/马达输入高压油，驱动定排量泵/马达正向旋转，液压变压器B口输出的高压油促使液控单向阀b6打开，液控单向阀a5关闭，使得液压变压器T口与所述低压蓄能器9相连，此时定排量泵/马达处于马达工作状态,通过减速器带动车轮转动,实现半挂式大型拖板车的加速行驶。
制动过程储存在高压蓄能器中的液压能驱动泵/马达工作，一方面提高了整车的动力性能，另一方面节省了驱动车辆的能量。
如图2所示，由于半挂式大型拖板车底部具有非常大的空间，一方面可以安装多个大型蓄能器，另一方面蓄能器的布置方式并不唯一，可以横向布置，也可以纵向布置。
本发明以两轴半挂车为实例进行介绍，该制动能量再生装置同样适用多轴半挂车。
以上所述仅是本发明的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.基于液压变压器和泵/马达的半挂车液压制动能量再生装置，其特征在于，包括：减速器、液压变压器、定排量泵/马达、液控单向阀a、液控单向阀b、低压蓄能器、高压蓄能器和液压变压器控制角控制单元；
其连接关系为：所述减速器连接在半挂车的车桥上，所述定排量泵/马达的主轴与所述减速器相连；所述液压变压器的A口与所述高压蓄能器相连，液压变压器的B口和T口分别与所述定排量泵/马达的两个油口相连；所述液控单向阀a的输入端与液控单向阀b的输入端相连后共同与所述低压蓄能器相连；所述液控单向阀a的液控端与液控单向阀b的输出端相连，液控单向阀a的输出端与液压变压器的B口相连；所述液控单向阀b的液控端与液控单向阀a的输出端相连，液控单向阀b的输出端与液压变压器的T口相连；
所述液压变压器控制角控制单元调节所述液压变压器的控制角：
当半挂车匀速行驶时，所述液压变压器控制角控制单元调节所述液压变压器的控制角为零，此时液压制动能量再生装置不工作；
当半挂车制动时，所述液压变压器控制角控制单元调节所述液压变压器的控制角为负，车轮通过减速器带动定排量泵/马达正向旋转，此时定排量泵/马达处于泵工作状态，定排量泵/马达向液压变压器T口输出高压油，液压变压器T口油路的高压油促使液控单向阀a打开，液控单向阀b关闭，液压变压器B口与所述低压蓄能器相连，低压蓄能器中的液压油被泵入高压蓄能器中储存起来；
当半挂车加速时，所述液压变压器控制角控制单元调节所述液压变压器的控制角为正，液压变压器B口向定排量泵/马达输入高压油，驱动定排量泵/马达正向旋转，液压变压器B口输出的高压油促使液控单向阀b打开，液控单向阀a关闭，液压变压器T口与所述低压蓄能器9相连，此时定排量泵/马达处于马达工作状态，通过减速器带动车轮转动，实现半挂车的加速行驶。
2.如权利要求1所述的基于液压变压器和泵/马达的半挂车液压制动能量再生装置，其特征在于，所述高压蓄能器与所述低压蓄能器之间通过设置有溢流阀的管路相连。
3.如权利要求1或2所述的基于液压变压器和泵/马达的半挂车液压制动能量再生装置，其特征在于，一个以上所述低压蓄能器和高压蓄能器横向或纵向布置在半挂式大型拖板车底部。
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