CN1077426A - 城市公共车辆液压制动再生节能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种是公共车辆液压制动再生节 能装置，根据我国国情利用原车况保留原车况的情况 下，增设了过渡的传动齿轮1、液压离合器2、油泵/ 油马达3、蓄能器4、液压控制系统5和电气控制系统 6来实现节能的目的，结构远比现有技术简单，在停 站多制动频繁的运行环境里能明显地节能，即有效地 把制动减速的动能贮存起来作为第二次启动、加速时 的动力再利用。

Description

本发明提供的是一种城市公共车辆液压制动再生节能装置，属于交通运输领域。

在能源紧张的现代世界，公交车辆领域内的科技人员力图使燃料发挥最大的效率，其中使制动能得到回收，然后释放所回收的能量用以驱动公交车辆，实现节能。现有技术中美国、德国和日本作了很多研究，最引人注目的是日本和德国，例如，日本三菱公司正在进行的“蓄压式混合驱动公共汽车”的试验，该系统主要使用了活塞式蓄能器及电子控制系统，参见特集三菱蓄压式ハイブリツトバス，motor  vehicle.VOL42，NO4.）;以德国NAN公司为主研制的Hydrobus，其主要节能技术采用了把机械传动改变为机械-液压混合传动，使用了差动行星齿轮传动和双泵/双马达以及双液压蓄能器系统（参见RIQ  Rexroth  Information  Quaryerly，International  Edition  1989，4th，ISSN  0930-5661）。

现有技术为子推动公交汽车制动再生节能，各个国家都采用了与本国的工业和经济实力相当的技术方案，日本三菱公司的活塞式蓄压式节能系统，实际上它是一种新的车型，原有车辆底盘的结构，主要的传动方式等不能再利用，这一技术全面进入实用化还存在很大困难，因为淘汰旧车型的代价将远远高于新车型的节能效益。以德国NAN公司为主研制的Hydrobus也存在实施这项技术成本太高，而且结构复杂，行星齿轮加工难度大的问题。上述的现有技术还不适应我国国情，尤其是我国现用的量大面广的公交车辆，不可能淘汰不用，新车的制造也不可能一下子将车型改变，结合我国的实际情况，利用我国现用的公交车辆来实现回收制动能，实现节能具有更重大的意义。

本发明的目的在于紧紧地结合我国的实际情况，克服现有技术中的不足，在现用的公交车辆上，在保留原车辆结构的基础上，提出了一个创造性的构思，增设一个液压制动再生节能装置，来回收动能，实现节能的目的。

本发明提供的是一种新颖的公交车辆液压制动再生节能装置，在城市条件下运行的公共车辆，其特点是停站多，道路狭窄，人车混杂，制动频繁，平均行车速度很低，本发明根据这些特点，利用车辆进站前或刹车前行驶到一定速度，在变速箱上的分动窗口，把中间轴的4档或5档齿轮的动力引出，经本发明所设计的液压制动再生装置的液压控制系统和电气控制系统的控制，把动力通过传动齿轮传递到液压离合器，带动油泵/油马达（这时起到油泵的作用），把油的压力能贮存到蓄能器，这种能量转换和贮存一直进行到车辆完全停止，这时完成了一次制动能的回收;反之，回收的能量在车辆启动时，又可将其释放，使其转换成动能，即蓄能释放压力油，带动油泵/油马达（这时起到油马达的作用），然后把动力传递到液压离合器，通过传动齿轮，把动力又输入到变速箱启动车辆，这时完成了把回收的制动能再利用的过程，整个回收和利用的过程形成了本发明的公交车辆液压制动再生节能的过程，而所涉及的过渡传动齿轮、液压离合器，油泵/油马达以及液压和电气控制系统就构成了本发明所述的公共车辆液压制动再生节能装置。

以下将结合附图对本发明的技术特征进行详细描述：

图1为公共车辆液压制动再生节能装置原理示意图

图2为液压控制系统示意图

图3为电气控制系统示意图

如图1所示，本发明提供的是一种新颖的公交车辆液压制动再生节能装置，该装置主要由过渡的传动齿轮1、液压离合器2、油泵/油马达3、蓄能器4、液压控制系统5和电气控制系统6构成。如图2所示，液压控制系统5包括：二位三通换向阀16、17，棱阀18、单向阀19、油箱20、换向阀21、22、辅助液压离合器23、辅助油泵24、溢流阀25、26、单向阀27、压力敏感换向阀28、手动三通阀29、压力表30。如图3框图所示，电气控制系统6包括：切换开关7、换挡按钮8、离合器状态传感器9、2～5档位传感器10、电磁阀11、12、油门状态延时开关13、制动和油门状态传感器14、压力继电器15。

本发明根据公共车辆停站多，制动频繁的特点，利用车辆进站前或刹车前行驶到一定速度，在变速箱上的分动窗口，把中间轴的4档或5档齿轮的动力引出，经本发明所设计的液压制动再生装置的液压控制系统5和电气控制系统6的控制，把动力通过过渡的传动齿轮1传递到液压离合器2，带动油泵/油马达3（这时起油泵作用），把油的压力能贮存到蓄能器4，这种能量转换和贮存一直进行到车辆完全停止，这时完成了一次制动能的回收;反之回收的能量在启动车辆时，又将其释放使其转换成动能，即蓄能器4释放压力油，带动油泵/油马达3（这时起油马达作作），然后把动力传递到液压离合器2，通过过渡的传动齿轮1，把动力又输送到变速箱启动车辆，这时即完成了回收的制动能再利用的过程。

其中液压控制系统5和电气控制系统6在整个工作过程是这样起作用的，如图2、图3所示在车辆运行中的两种工况：

1、进站停车和再次启动

当车辆以4或5档运行至某一速度时，要进站停车，则发生如下动作：

（1）踏下车辆离合器踏板→车辆发动机与传动系统动力分离同时接通液压离合器的状态传感器9;同时接通切换开关7→发动机熄火同时接通电磁阀11，使液压换向阀16的压力油进入压力敏感换向阀28，接通液压离合器2使油泵/油马达3在油泵状态下工作，油泵从油箱20把油吸入并打开单向阀19，将压力油充入蓄能器4，直至停车。

（2）停车后，松开车辆离合器→断开电磁阀11→液压离合器2断开，油泵停止工作。

当车辆需要重新启动时，切换开关7仍处于接通电气控制系统6的状态即发动机无法点火，这时发生如下动作：

（3）踏下车辆离合器踏板→车辆发动机与传动系统分离同时接通液压离合器状态传感器9→接通电磁阀11，此时液压离合器2接通结合，同时驾驶员将变速箱排档置于2档，此时档位传感器10接通内部2档的传感器，使电磁阀12接通

→高压油从蓄能器4经换向阀22推动油泵/油马达3作油马达工作，卸荷的压力油经换向阀21进入油箱20，此时油马达的输出的动力通过过渡的传动齿轮1传给变速箱。

（4）当车辆启动达到一定车速后，按下换档按钮8，换到3档，车辆继续在油马达推动下加速。

（5）当增速到一定车速后，拉起切换开关7接通点火系统，松开离合器踏板，使发动机点火，此时电气控制系统的电源断开，系统停止工作。车辆又进入了正常情况运行。

2、减速后再加速运行

车辆在运行中实际情况多变复杂，但除了第1种工况外，第2种工况就是行车中多变复杂情况。

（1）当车辆在行驶中需刹车、减速时：

此时切换开关7处于接通点火系统状态，驾驶员踏下制动踏板（同时已松开油门踏板），接通制动和油门状态传感器14的制动开关，此时2～5档位传感器10中必有一条线路接通，再接通电磁阀11，此时油泵/油马达3进入油泵工作状态，压力油不断将制动能输入蓄能器4，直到松开制动踏板。

（2）当车辆重新加速时：

驾驶员踏下油门踏板，接通制动和油门状态传感器14的油门开关，并接通油门状态延迟开关13，接通电磁阀11、12，这时油泵/油马达3处于油马达工作状态，蓄能器4把压力油不断把输入油马达，并通过油马达把动力输送到变速箱，随着车速的提高，油马达的负载降低，则油压降低，压力敏感换向阀28切断液压离合器2的油源，同时压力继电器15切断油门状态延时开关13，此时液压控制系统5和电气控制系统6停止工作。

本发明所提供的公共车辆液压制动再生节能装置在停站多制动频繁的运行环境里能明显地节能，即把制动、减速的动能贮存起来作为第二次启动、加速时的动力再利用，尤其是结合了我国国情，保留原车辆结构的情况下，增设了过渡的传动齿轮1、液压离合器2、油泵/油马达3、蓄能器4、液压控制系统5和电气控制系统6来实现节能的目的，结构远比现有技术简单，具有十分可观的实用价值。

Claims (4)

1、一种公共车辆液压制动再行节能装置，本发明的特征在于所述的这种公共车辆液压制动再生节能装置是在保留原车辆结构的基础上进行的，把原车辆变速箱上的4档或5档齿轮动力引出，把动力通过过渡的传动齿轮1传递到液压离合器2，带动油泵/油马达3(起油泵作用)，把油的压力能贮存到蓄能器4；反之，回收的能量通过蓄能器4释放压力油，带动油泵/油马达3(起油马达作用)，动力经过液压离合器2、传动齿轮1输送到车辆变速箱。

2、按照权利要求1所述的节能装置，本发明的特征还在于完成这种由动能和油的压力能的相互转换是受液压控制系统5和电气控制系统6联合控制的。

3、按照权利要求2所述的节能装置，其特征在于液压控制系统6由三位三通换向阀16、17、棱阀18、单向阀19、油箱20、换向阀21、22、辅助液压离合器23、辅助油泵24、溢流阀25、26、单向阀27、压力敏感换向阀28、手动三通阀29、压力表30组成。

4、按照权利要求2所述的节能装置，其特征在于电气控制系统6由切换开关7，换挡按钮8，液压离合器状态传感器9，2～5档位传感器10、电磁阀11、12、油门状态延时开关13、制动和油门状态传感器14、压力继电器15组成。

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