CN110758096A - 轮毂驱动液压混合动力车辆配置系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轮毂驱动液压混合动力车辆配置系统，包括车辆控制器、低压蓄能器、三位四通换向阀、四个传动装置、第一两位两通换向阀、恒压变量泵、第二两位两通换向阀、高压蓄能器、联轴器、发动机、车轮和液压系统管路；所述车辆控制器分别与所述发动机、恒压变量泵、高压蓄能器、低压蓄能器、四个传动装置相连，所述车辆控制器控制所述发动机的运转工况、所述恒压变量泵和所述四个传动装置的排量以及所述三位四通换向阀、第一两位两通换向阀和第二两位两通换向阀的位置。本发明去除机械传动，有效提高车辆的离地间隙，从而提高机动性能，同时有效避免系统能量损耗，提高能量利用效率，有利于于充分发挥混合动力车辆的优势。
Description
技术领域
本发明属于车辆液压驱动混合动力技术领域，特别涉及一种轮毂驱动液压混合动力车辆配置系统。
背景技术
在目前纯电动汽车技术、成本要求仍比较高的情况下，发展混合动力车辆是一个不错的节能举措。液压混合动力技术具有功率密度大、安全可靠、对环境污染小、能量利用率高等诸多优点，受到了企业和高校科研机构的共同青睐。其本身的特点决定了液压混合动力技术在中重型车辆领域有很大的应用前景。
串联式液压混合动力技术可以实现发动机与负载的完全解耦，使发动机运行在燃油经济性比较高的区域，同时，利用变量泵/马达的四象限工作特性，能够有效的实现制动能的回收与再利用，从而有效提高燃油经济性。在目前的国内外研究当中，所采用的的串联式液压混合动力技术方案无法充分发挥混合动力车辆的优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮毂驱动液压混合动力车辆配置系统，解决现有车辆液驱混动动力系统结构复杂、传递效率不高的问题。
本发明提供了如下的技术方案：一种轮毂驱动液压混合动力车辆配置系统，包括车辆控制器、低压蓄能器、三位四通换向阀、四个传动装置、第一两位两通换向阀、恒压变量泵、第二两位两通换向阀、高压蓄能器、联轴器、发动机、车轮和液压系统管路；
所述发动机的输出轴与所述恒压变量泵的机械转动轴通过所述联轴器固定连接，所述高压蓄能器串联在所述恒压变量泵的出油口；所述恒压变量泵的输油出口和所述高压蓄能器出口分别连接两个所述传动装置的输油入口；
所述低压蓄能器与恒压变量泵的进油口相连，所述恒压变量泵的输油出口和所述低压蓄能器出口分别连接另外两个所述传动装置的输油入口；
四个所述传动装置分别独立驱动一个车轮；所述液压系统管路的低压管路连接至所述恒压变量泵的输油入口；所述低压蓄能器串联在所述恒压变量高泵的进油口，作为油箱；
所述车辆控制器分别与所述发动机、恒压变量泵、高压蓄能器、低压蓄能器、四个传动装置相连，所述车辆控制器控制所述发动机的运转工况、所述恒压变量泵和所述四个传动装置的排量以及所述三位四通换向阀、第一两位两通换向阀和第二两位两通换向阀的位置。
进一步的，与所述恒压变量泵的输油出口和所述高压蓄能器出口分别连接的两个所述传动装置为第二传动装置；
与所述恒压变量泵的输油出口和所述高压蓄能器出口分别连接的两个所述传动装置为第一传动装置。
进一步的，所述传动装置为变量泵/马达。
进一步的，所述变量泵/马达均为电控双向变量泵/马达。
本发明的有益效果是：
(1)高压蓄能器与恒压变量泵同时工作时，高压蓄能器驱动前轮，恒压变量泵驱动后轮，避免了能量流的干扰；
(2)本发明取消了传统车辆的变速器、传动轴及驱动桥等传动机构，增加了恒压变量泵、液压蓄能器及变量泵/马达，使用液压传动取代机械传动，实现发动机与车辆行驶工况的解耦，减少发动机的不稳定工况，取消怠速运转，使之工作在最佳经济性能区域，降低有害气体排放，减少对环境的污染；
(3)引入液压蓄能器作为液压传动的二次能量元件，发动机和液压蓄能器同时工作，可提供车辆所需最大动力输出；因此，在同等动力要求下，可以减小发动机备功率，降低油耗；
(4)若使变量泵/马达以泵的模式工作，能够实现辅助制动和制动能量的回收，并显著提高车辆的燃油经济性；
(5)通过四个变量泵/马达实现了四轮轮边驱动，显著提升车辆动力性、通过性；
(6)实现无级变速：恒压变量泵和轮毂液压马达的排量可连续变化，保证了在一定的车速范围内无级变速的要求，使得驾驶员操作简单，无需换挡操作。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，以本发明一较佳实施例为例，本发明的轮毂驱动液压混合动力车辆配置系统，包括车辆控制器1、低压蓄能器2、三位四通换向阀3、四个传动装置、第一两位两通换向阀5、恒压变量泵6、第二两位两通换向阀7、高压蓄能器8、联轴器9、发动机10、车轮11和液压系统管路；
发动机10的输出轴与恒压变量泵6的机械转动轴通过联轴器9固定连接，高压蓄能器8串联在恒压变量泵6的出油口；恒压变量泵6的输油出口和高压蓄能器8出口分别连接两个传动装置的输油入口；
低压蓄能器2与恒压变量泵6的进油口相连，恒压变量泵6的输油出口和低压蓄能器2出口分别连接另外两个传动装置的输油入口；
四个传动装置分别独立驱动一个车轮11；液压系统管路的低压管路连接至恒压变量泵6的输油入口；低压蓄能器2串联在恒压变量泵6的进油口，作为油箱；
车辆控制器1分别与发动机10、恒压变量泵6、高压蓄能器8、低压蓄能器2、四个传动装置相连，车辆控制器1控制发动机10的运转工况、恒压变量泵6和四个传动装置的排量以及三位四通换向阀3、第一两位两通换向阀5和第二两位两通换向阀7的位置。
与所述恒压变量泵6的输油出口和高压蓄能器8出口分别连接的两个所述传动装置为第二传动装置402；
与恒压变量泵6的输油出口和低压蓄能器2出口分别连接的两个所述传动装置为第一传动装置401。
第一传动装置401和第二传动装置402均为电控双向变量泵/马达，可实现轮边驱动且旋转方向可变、排量可调。
其中，第一传动装置401和第二传动装置402的输油出口可以同油箱相连，油箱与液压系统管路的低压管路相连；
恒压变量泵6采用电控双向变量液压泵，可实现排量大小可调，且旋转方向可变。
本发明的具体工作原理如下：
当车辆处于起步、加速时，车辆控制器1根据油门踏板信号工作。首先检测高压蓄能器8的压力，若压力不足，动力源发动机10开始工作，带动恒压变量泵6工作，向液压系统管路及高压蓄能器8同时提供高压。若高压蓄能器8的压力充足，单独由高压蓄能器8为液压系统提供压力输出，驱动变量泵/马达，此时能有效改善发动机起动过程中效率低、污染大的缺点。
匀速行驶时，车辆控制器1实时监测高压蓄能器8的压力大小。若高压蓄能器8的压力达到预设压力最大值时，发动机10停止工作，由高压蓄能器8单独为液压管路系统提供压力输出。而当高压蓄能器8的压力下降到预设压力最小值时，发动机10开始介入工作，一方面把输出的高压油用以驱动变量泵/马达，另一方面，将多余的高压油送入高压蓄能器8中存储起来，并在适当的时候释放出来。发动机10与车辆行驶工况解耦，长时间工作在最佳性能区域，能显著提高燃油经济性。
当车辆处于制动时，车辆控制器1根据制动踏板信号工作。变量泵/马达开始以泵的形式工作，将车辆的动能转化为液压能，存储在高压蓄能器8中，实现制动能量的回收。而当高压蓄能器8充满时，多余的液压能通过溢流阀流回油箱，并起动常规制动系统开始制动。当车辆处于紧急制动时，驾驶员猛踩制动踏板，常规制动系统工作实现紧急制动。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.轮毂驱动液压混合动力车辆配置系统，其特征在于，包括车辆控制器、低压蓄能器、三位四通换向阀、四个传动装置、第一两位两通换向阀、恒压变量泵、第二两位两通换向阀、高压蓄能器、联轴器、发动机、车轮和液压系统管路；
所述发动机的输出轴与所述恒压变量泵的机械转动轴通过所述联轴器固定连接，所述高压蓄能器串联在所述恒压变量泵的出油口；所述恒压变量泵的输油出口和所述高压蓄能器出口分别连接两个所述传动装置的输油入口；
所述低压蓄能器与恒压变量泵的进油口相连，所述恒压变量泵的输油出口和所述低压蓄能器出口分别连接另外两个所述传动装置的输油入口；
四个所述传动装置分别独立驱动一个车轮；所述液压系统管路的低压管路连接至所述恒压变量泵的输油入口；所述低压蓄能器串联在所述恒压变量泵的进油口，作为油箱；
所述车辆控制器分别与所述发动机、恒压变量泵、高压蓄能器、低压蓄能器、四个传动装置相连，所述车辆控制器控制所述发动机的运转工况、所述恒压变量泵和所述四个传动装置的排量以及所述三位四通换向阀、第一两位两通换向阀和第二两位两通换向阀的位置。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，与所述恒压变量泵的输油出口和所述高压蓄能器出口分别连接的两个所述传动装置为第二传动装置；与所述恒压变量泵的输油出口和所述高压蓄能器出口分别连接的两个所述传动装置为第一传动装置。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述传动装置为变量泵/马达。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述变量泵/马达均为电控双向变量泵/马达。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112977042A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-06-18 | 吉林大学 | 一种军用越野车机电液复合驱动系统及其驱动方法 |
| CN114908834A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-16 | 吉林大学 | 一种全液压行走和作业混合动力轮式装载机 |
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