CN108357355B - 一种具有行车储能功能的汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有行车储能功能的汽车，包括传动轴、车载控制器、液压油箱、液压减震器、传动装置、进油单向阀、出油单向阀、蓄能器、液压马达、离合装置、第一切换开关、二位三通电磁换向阀和溢流阀；液压减震器的无杆腔分别通过一个进油单向阀连接液压油箱、通过一个出油单向阀连接二位三通电磁换向阀；二位三通电磁换向阀分别连接蓄能器和液压马达，液压马达连接液压油箱；蓄能器通过溢流阀连接液压油箱；液压马达的输出轴连接离合装置的输入轴，离合装置的输出轴通过传动装置连接传动轴。本发明具有的有益效果：能够利用车载现有部件仅通过简单的改造即可实现能量回收和再利用，提高燃油经济性。

Description

一种具有行车储能功能的汽车
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种具有行车储能功能的汽车。
背景技术
汽车在行驶过程中，不同行驶状态下能量的消耗速度也存在较大差别，例如在长时间的匀速状态的燃油经济性最佳，而加减速交替状态下的燃油经济性最差。后一种情况最为普遍，导致汽车的耗油量居高不下。
按照这一特性，除了调整驾驶员的行驶习惯、优化城市交通格局之外，还能够提高燃油经济性的办法便是采用储能系统将储存的能量应用于起步助力等高油耗的场合中。现有的储能系统为制动式储能系统，其通过回收制动时的惯性能，然后再合适的时机下将其释放从而实现能量的再利用。这种储能系统目前已在电动汽车上广泛应用开来，在燃油汽车上的普及率还不高。这种储能系统的弊端是：储能系统明显增加了汽车的总重从而消耗掉一部分能量，导致能量利用率不高、续航提升效果不明显。
综上所述，目前尚没有一种储能系统能够在不明显增加总重的情况下进行能量的回收和再利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有行车储能功能的汽车，能够利用车载现有部件仅通过简单的改造即可实现能量回收和再利用，提高燃油经济性。
为解决现有技术问题，本发明公开了一种具有行车储能功能的汽车，包括传动轴、车载控制器、液压油箱和液压减震器，液压减震器的数目为四个，其一端连接车桥、另一端连接车架；还包括传动装置、进油单向阀、出油单向阀、蓄能器、液压马达、离合装置、第一切换开关、二位三通电磁换向阀和溢流阀；进油单向阀和出油单向阀的数目均为四个；
液压减震器的无杆腔分别通过一个进油单向阀连接液压油箱、通过一个出油单向阀连接二位三通电磁换向阀；二位三通电磁换向阀分别连接蓄能器和液压马达，液压马达连接液压油箱；蓄能器通过溢流阀连接液压油箱；液压马达的输出轴连接离合装置的输入轴，离合装置的输出轴通过传动装置连接传动轴；第一切换开关、二位三通电磁换向阀和离合装置分别与车载控制器电连接；
二位三通电磁换向阀具有第一工作位置和第二工作位置，第一切换开关能够切换第一工作位置和第二工作位置；离合装置具有结合状态和分离状态；二位三通电磁换向阀处于第一工作位置时，液压减震器通过二位三通电磁换向阀向蓄能器中泵油实现储能，离合装置处于分离状态；二位三通电磁换向阀处于第二工作位置时，蓄能器通过二位三通电磁换向阀向液压马达泵油实现释能，离合装置处于结合状态。
作为优选方案，还包括档位调节装置，档位调节装置包括档位开关、档位电磁阀和阀块；档位电磁阀的数目为多个，阀块具有多个内径不同的流道；档位电磁阀和对应其档位的一个流道串接在出油单向阀和二位三通电磁换向阀之间；档位开关和档位电磁阀分别与车载控制器电连接；
档位开关具有多个调节档位，其处于其中一个调节档位时，其对应的档位电磁阀处于连通状态而其它档位电磁阀处于关闭状态。
作为优选方案，档位开关为旋钮开关。
作为优选方案，档位开关为按键开关。
作为优选方案，档位电磁阀、流道和调节档位的数目均为五个。
作为优选方案，流道的内径按照档位大小成线性变化。
作为优选方案，传动装置包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，主动锥齿轮安装于传动装置的输入轴上，从动锥齿轮安装于传动轴上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相互啮合。
作为优选方案，主动锥齿轮和从动锥齿轮的齿数比为1:10～1:5。
作为优选方案，还包括第二切换开关和二位五通电磁换向阀，二位五通电磁换向阀分别连接二位三通电磁换向阀、液压油箱和液压马达；第二切换开关和二位五通电磁换向阀与车载控制器电连接；
二位五通电磁换向阀具有前行工作位置和倒行工作位置；第二切换开关能够切换前行工作位置和倒行工作位置；二位五通电磁换向阀处于前行工作位置时，蓄能器驱动液压马达正转而使汽车前进；二位五通电磁换向阀处于倒行工作位置时，蓄能器驱动液压马达反转而使汽车后退。
作为优选方案，液压马达和离合装置之间连接有万向节。
本发明具有的有益效果：能够利用车载现有部件仅通过简单的改造即可实现能量回收和再利用，提高燃油经济性。
附图说明
图1为本发明一个优选实施例的结构示意图；
图2为图1所示实施例中档位调节装置的结构示意图；
图3为图1所示实施例中动力传递的示意图；
图4为图1所示实施例的电路连接框图。
附图标记：
1传动轴；2液压减震器；3传动装置；4进油单向阀；5出油单向阀；6蓄能器；7液压马达；8离合装置；9二位三通电磁换向阀；10溢流阀；11档位调节装置；11.1档位电磁阀；11.2流道；11.3阀块；12二位五通电磁换向阀；13万向节。
具体实施方式
下面结合附图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。
如图1至4所示，一种具有行车储能功能的汽车，包括传动轴1、车载控制器、液压油箱和液压减震器2，液压减震器2的数目为四个，其一端连接车桥、另一端连接车架；还包括传动装置3、进油单向阀4、出油单向阀5、蓄能器6、液压马达7、离合装置8、第一切换开关、二位三通电磁换向阀9和溢流阀10；进油单向阀4和出油单向阀5的数目均为四个。
液压减震器2的无杆腔分别通过一个进油单向阀4连接液压油箱、通过一个出油单向阀5连接二位三通电磁换向阀9；二位三通电磁换向阀9分别连接蓄能器6和液压马达7，液压马达7连接液压油箱；蓄能器6通过溢流阀10连接液压油箱；液压马达7的输出轴连接离合装置8的输入轴，离合装置8的输出轴通过传动装置3连接传动轴1；第一切换开关、二位三通电磁换向阀9和离合装置8分别与车载控制器电连接。
二位三通电磁换向阀9具有第一工作位置和第二工作位置，第一切换开关能够切换第一工作位置和第二工作位置；离合装置8具有结合状态和分离状态；二位三通电磁换向阀9处于第一工作位置时，液压减震器2通过二位三通电磁换向阀9向蓄能器6中泵油实现储能，离合装置8处于分离状态；二位三通电磁换向阀9处于第二工作位置时，蓄能器6通过二位三通电磁换向阀9向液压马达7泵油实现释能，离合装置8处于结合状态。
车辆在行驶过程中，由于路况和驾驶员操作等原因导致车架和车桥发生相对移动，这个过程变化转化为液压减震器2的活塞杆相对套筒发生相对移动，结合进油单向阀4和出油单向阀5将液压油箱里的液压油抽出并泵向下一部件中。当驾驶员按下第一切换开关使二位三通电磁换向阀9处于第一工作位置时，液压油进入蓄能器6中实现这一过程中的能量存储。当系统压力超过溢流阀10的开启压力时，液压油直接回流至液压油箱里，避免蓄能器6和系统压力过大。当驾驶员按下第一切换开关使二位三通电磁换向阀9处于第二工作位置时，蓄能器6里的液压油进入液压马达7中驱动其工作，同时离合装置8处于结合状态，液压马达7的输出轴将动力通过传动装置3传递给传动轴1从而实现助力。蓄能器6或系统管路上均可设置压力传感器来实时监测压力大小，以便驾驶员能够获知当前能量的存储或释放情况。能量释放完毕则可开始储能，储能完毕则可以准备势能，该过程循环交替进行。
作为一个较佳实施例，还包括档位调节装置11，档位调节装置11包括档位开关、档位电磁阀11.1和阀块11.3；档位电磁阀11.1的数目为多个并且设置于所述阀块11.3中，阀块11.3具有多个内径不同的流道11.2；档位电磁阀11.1和对应其档位的一个流道11.2串接在出油单向阀5和二位三通电磁换向阀9之间；档位开关和档位电磁阀11.1分别与车载控制器电连接。
档位开关具有多个调节档位，其处于其中一个调节档位时，其对应的档位电磁阀11.1处于连通状态而其它档位电磁阀11.1处于关闭状态。
通过档位调节装置11可以调节液压减震器2的软硬程度，从而可以根据不同的路口进行调整以提高驾驶舒适性。
作为一个较佳实施例，档位开关为旋钮开关。
作为一个较佳实施例，档位开关为按键开关。
作为一个较佳实施例，档位电磁阀11.1、流道11.2和调节档位的数目均为五个。设置五个档位可以适应更多种类的路况，进一步提升舒适性。
作为一个较佳实施例，流道11.2的内径按照档位大小成线性变化。例如以一档时的流道11.2为基准，二档对应的流道11.2内径为一档流道11.2内径的1.2倍，三挡对应的流道11.2内径为一档流道11.2内径的1.4倍，以此类推，每提高一个档位，流道11.2的内径增加0.2倍，从而使液压减震器2以线性趋势变软。
作为一个较佳实施例，传动装置3包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，主动锥齿轮安装于传动装置3的输入轴上，从动锥齿轮安装于传动轴1上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相互啮合。
作为一个较佳实施例，主动锥齿轮和从动锥齿轮的齿数比为1:10～1:5。这样可以提高助力时的动力扭矩，使汽车快速达到高燃油经济性的行驶状态。
作为一个较佳实施例，还包括第二切换开关和二位五通电磁换向阀12，二位五通电磁换向阀12分别连接二位三通电磁换向阀9、液压油箱和液压马达7；第二切换开关和二位五通电磁换向阀12与车载控制器电连接。
二位五通电磁换向阀12具有前行工作位置和倒行工作位置；第二切换开关能够切换前行工作位置和倒行工作位置；二位五通电磁换向阀12处于前行工作位置时，蓄能器6驱动液压马达7正转而使汽车前进；二位五通电磁换向阀12处于倒行工作位置时，蓄能器6驱动液压马达7反转而使汽车后退。通过二位五通电磁换向阀12可以实现前进和后退情况下的助力。
作为一个较佳实施例，液压马达7和离合装置8之间连接有万向节13。
本发明的大部分部件，如液压减震器2、蓄能器6、液压油箱和传动轴1等均为汽车原有部件，仅需要略微的改造并增加一些泵阀类部件即可实现，且所用阀类部件均为小型阀类，大大降低增重。能量来自车桥和车架的相对运动，能量回收利用率大，有效提升续航能力和燃油经济性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有行车储能功能的汽车，包括传动轴（1）、车载控制器、液压油箱和液压减震器（2），所述液压减震器（2）的数目为四个，其一端连接车桥、另一端连接车架；其特征在于：还包括传动装置（3）、进油单向阀（4）、出油单向阀（5）、蓄能器（6）、液压马达（7）、离合装置（8）、第一切换开关、二位三通电磁换向阀（9）和溢流阀（10）；所述进油单向阀（4）和出油单向阀（5）的数目均为四个；
所述液压减震器（2）的无杆腔分别通过一个所述进油单向阀（4）连接所述液压油箱、通过一个所述出油单向阀（5）连接所述二位三通电磁换向阀（9）；所述二位三通电磁换向阀（9）分别连接所述蓄能器（6）和所述液压马达（7），所述液压马达（7）连接所述液压油箱；所述蓄能器（6）通过所述溢流阀（10）连接所述液压油箱；所述液压马达（7）的输出轴连接所述离合装置（8）的输入轴，所述离合装置（8）的输出轴通过所述传动装置（3）连接所述传动轴（1）；所述第一切换开关、所述二位三通电磁换向阀（9）和所述离合装置（8）分别与所述车载控制器电连接；
所述二位三通电磁换向阀（9）具有第一工作位置和第二工作位置，所述第一切换开关能够切换所述第一工作位置和所述第二工作位置；所述离合装置（8）具有结合状态和分离状态；所述二位三通电磁换向阀（9）处于第一工作位置时，所述液压减震器（2）通过所述二位三通电磁换向阀（9）向所述蓄能器（6）中泵油实现储能，所述离合装置（8）处于分离状态；所述二位三通电磁换向阀（9）处于第二工作位置时，所述蓄能器（6）通过所述二位三通电磁换向阀（9）向所述液压马达（7）泵油实现释能，所述离合装置（8）处于结合状态；
还包括第二切换开关和二位五通电磁换向阀（12），所述二位五通电磁换向阀（12）分别连接所述二位三通电磁换向阀（9）、液压油箱和所述液压马达（7）；所述第二切换开关和所述二位五通电磁换向阀（12）与所述车载控制器电连接；
所述二位五通电磁换向阀（12）具有前行工作位置和倒行工作位置；所述第二切换开关能够切换所述前行工作位置和所述倒行工作位置；所述二位五通电磁换向阀（12）处于前行工作位置时，所述蓄能器（6）驱动所述液压马达（7）正转而使汽车前进；所述二位五通电磁换向阀（12）处于倒行工作位置时，所述蓄能器（6）驱动所述液压马达（7）反转而使汽车后退；
还包括档位调节装置（11），所述档位调节装置（11）包括档位开关、档位电磁阀（11.1）和阀块（11.3）；所述档位电磁阀（11.1）的数目为多个，所述阀块（11.3）具有多个内径不同的流道（11.2）；所述档位电磁阀（11.1）和对应其档位的一个所述流道（11.2）串接在所述出油单向阀（5）和所述二位三通电磁换向阀（9）之间；所述档位开关和所述档位电磁阀（11.1）分别与所述车载控制器电连接；
所述档位开关具有多个调节档位，其处于其中一个调节档位时，其对应的档位电磁阀（11.1）处于连通状态而其它档位电磁阀（11.1）处于关闭状态。
2.根据权利要求1所述的一种具有行车储能功能的汽车，其特征在于：所述档位开关为旋钮开关。
3.根据权利要求1所述的一种具有行车储能功能的汽车，其特征在于：所述档位开关为按键开关。
4.根据权利要求1所述的一种具有行车储能功能的汽车，其特征在于：所述档位电磁阀（11.1）、所述流道（11.2）和所述调节档位的数目均为五个。
5.根据权利要求1所述的一种具有行车储能功能的汽车，其特征在于：所述流道（11.2）的内径按照档位大小成线性变化。
6.根据权利要求1所述的一种具有行车储能功能的汽车，其特征在于：传动装置（3）包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述主动锥齿轮安装于所述传动装置（3）的输入轴上，所述从动锥齿轮安装于所述传动轴（1）上，所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮相互啮合。
7.根据权利要求6所述的一种具有行车储能功能的汽车，其特征在于：所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮的齿数比为1:10～1:5。
8.根据权利要求1所述的一种具有行车储能功能的汽车，其特征在于：所述液压马达（7）和所述离合装置（8）之间连接有万向节（13）。
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