CN117227686A - 一种双流体液压线控制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种双流体液压线控制动系统，其液压动力单元与液‑液增压单元通过液压油管路连接。液‑液增压单元、制动液储液罐、制动液蓄能器输出端通过制动液管路与制动控制阀组输入端连接。制动控制阀组通过制动液管路与制动器连接。所述制动系统采用双液源系统设计。其中，液压油动力分系统为动力系统，制动液分系统为执行系统。该系统设计功能分离、互不干扰。采用液‑液增压结构设计，可增大制动力。该系统液压油部分故障时，制动液部分仍可工作，系统整体可靠度高。液压油和制动液从油箱或制动液储液罐至执行部件管路较短，系统响应速度快。且系统有拓展性，动力分系统可拓展为电‑液动力分系统。

Description

一种双流体液压线控制动系统

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种双流体液压线控制动系统，特别适用于对制动力需求较大、安装空间紧凑、有线控操纵要求、采用电驱动系统的军民用有人、无人车辆。

背景技术

当前车辆的制动系统类型主要有气压制动系统和液压制动系统。液压制动系统主要应用在乘用车和轻型商用车以及工程车辆上。液压制动系统应用在乘用车和轻型商用车上是将驾驶员制动踏板力转换到制动器的制动力，同时施加真空助力、电机助力等外部减轻驾驶员操纵力并提升制动性与体验，本质上是一种液压助力制动系统。液压助力制动系统的优点是反应灵敏、随动性能好。

液压制动系统应用在装载机等工程车辆上是一种动力制动系统，即制动所需全部动力均来自液压系统，不要驾驶员人力参与，驾驶员踩制动踏板作为制动系统制动力度的输入信号。工程车辆的制动系统与全车其他装置共用一套液压系统，一般采用液压油作为传递能量的介质，并同样采用液压油为介质的湿式制动器。这种液压动力制动系统作为整车液压系统的一部分，体积小、集成度高，同时具有相应速度快的优点。

气压制动系统一般是指气压动力制动系统，主要应用在中重型商用车上。气压制动系统是以空气压缩机产生的压缩空气作为制动能源，驾驶员踩制动踏板用于对压缩空气进行分配。气压制动系统具有制动踏板力小，压缩空气作为工作介质无需回收，压缩空气源可供挂车即其他辅助设备使用等优点。

还有一种气压-液压制动系统，也叫气顶液制动系统。气压-液压制动系统采用气液增压器将压缩空气能转换为液压能推动制动器实施制动。这种制动系统兼顾了液压动力制动和气压动力制动的部分优点，响应速度快、能够匹配体积紧凑的液压油缸制动器，主要应用在中重型汽车、矿用自卸车上。

随着社会进步和科技水平发展，对于制动力需求较大、安装空间紧凑、有线控操纵要求、采用电驱动系统的中重型军民用高速有人、无人车辆来说，上述几种制动系统并不能完全满足要求。主要表现在以下几方面：

1、气压制动系统压缩空气传输速度低，制动滞后时间较长，满足线控操纵、机电联合制动使用需求具有较大的难度；另一方面，气压制动系统储气筒、制动气室等元件对于空间紧凑的车辆来说占用空间过大，尤其是制动气室如果安装在电动轮上，极大的增加了电动轮总体设计难度。

2、液压助力制动系统虽然结构紧凑，制动响应快，但其制动力不能满足中重型车辆需求。

3、气压-液压制动系统虽然在气压制动系统的基础上改善了制动响应性能，但储气筒作为储能元件仍是不可缺少的，仍需占用较大空间。

4、液压动力制动系统一般应用在工程车辆、自卸矿车等低速车辆上，其采用的液体介质是普通液压油而非制动液，应用在高速车辆上，制动器产生的高温作用到液压油及密封元件上，会造成液压系统效率降低、形成胶状沉积物，增加制动失效的风险。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对背景技术中提出的问题，如何提出一种能够适用制动力需求较大、安装空间紧凑、有线控操纵要求、采用电驱动系统的中重型军用、民用高速有人、无人车辆的制动系统。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种双流体液压线控制动系统，所述双流体液压线控制动系统包括：液压动力单元(1)、液-液增压单元(2)、制动液储液罐(3)、制动液蓄能器(4)、制动控制阀组(5)和制动器(6)；

所述液压动力单元(1)用于为制动系统本身和车辆其他需要液压能的装置提供能量，液压油通过管路将液压能传递给液-液增压单元(2)；液-液增压单元(2)将液压油的液压能按照增压器活塞面积比转换为制动液的液压能，并将制动液储液罐(3)的制动液加压通过管路输送制动液蓄能器(4)和制动控制阀组(5)；制动液蓄能器(4)用于保证制动系统压力保持在一定范围之内；制动控制阀组(5)用于根据驾驶员和控制器指令通过管路将一定压力的液压油输出，驱动制动器(6)执行制动动作。

其中，所述液压动力单元(1)包括动力装置(101)、液压泵(102)、油箱(103)、滤清器(104)、安全溢流阀(105)和保压溢流阀(106)；

其中，所述液压泵(102)分为制动系统侧液压液压泵(1021)与其他液压装置侧液压泵(1022)；所述安全溢流阀(105)分为制动系统侧安全溢流阀(1051)与其他液压装置侧安全溢流阀(1052)；

所述动力装置(101)通过机械装置与液压泵(102)连接，并驱动液压泵(102)转动；液压泵(102)、滤清器(104)通过油路连接，滤清器(104)与油箱(103)通过油路连接；

液压泵(102)从油箱(103)吸油，将低压液压油变为高压液压油，通过管路输送到油路中；

其中，制动系统侧液压液压泵(1021)给制动系统和相关液压装置供油，其他液压装置侧液压泵(1022)给其他液压装置供油，此通道安装有其他液压装置侧安全溢流阀(1052)；

在制动系统侧液压液压泵(1021)输出的油路上安装有制动系统侧安全溢流阀(1051)和保压溢流阀(106)；

所述制动系统侧安全溢流阀(1051)的作用是使整个回路的压力不超过设定系统压力，使系统各元件不会因为系统超压产生损坏；保压溢流阀(106)串联在油路各支路上，其作用是当本支路保压溢流阀后的管路和元件出现泄露时，仍能使其他支路保持一定油压，不影响其他支路正常工作，能够保障制动系统具有较高的可靠性。

其中，所述液-液增压单元(2)包括液-液增压缸(201)、换向阀(202)、单向阀(203)；

其中，单向阀(203)分为制动液储液罐侧单向阀(2031)与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)；液-液增压缸(201)是一个双活塞、双作用液压缸；

所述液-液增压缸(201)有两侧，一侧是液压油侧，这一侧的活塞是一个双作用活塞；另一侧是制动液侧，这一侧的活塞是一个单作用活塞；两侧的活塞通过活塞杆刚性连接，中间有导向套将两侧分隔并将液压油进行密封；液压油侧有两个进出油口，分别连接到换向阀(202)的两个工作油口；高压油通过换向阀(202)推动液压油侧的双作用活塞进行双方向的往复运动；双作用活塞通过连杆带动制动液侧的单作用活塞与两个单向阀配合作用下，将制动液储液罐(3)的制动液吸入油缸并加压输送到制动管路中，从而实现从液压油液压能到制动液液压能的转换；液压油侧与制动液侧的增压比依靠两个活塞的面积比值决定；

所述换向阀(202)是一种根据液压油侧双作用活塞位置执行换向动作的两位四通阀；该换向阀(202)用于依靠液压进行换向操作，或通过电磁阀进行换向；当液-液增压缸(201)液压油侧的双作用活塞移动到该侧油缸的端部时，双作用活塞接触位置感应器，位置感应器状态变化触发换向阀(202)换向；换向阀(202)换向后，双作用活塞一端的高压液压油液压流回油箱，另一端原来联通油箱的液压油成为高压油；通过换向阀(202)不断换向，实现液压油侧双作用活塞的往复运动；

在液-液增压缸(201)和换向阀(202)配合进行往复运动的过程中，由于不断给制动液测的油液进行加压，当制动液压力达到一定程度——具体数值与两侧活塞的面积比相关，液压油侧与制动液侧的活塞就会受力平衡，保持静止，从而保证制动系统压力达到指定压力；

所述液-液增压单元(2)包括两个单向阀(203)，分别为制动液储液罐侧单向阀(2031)与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)；其中制动液储液罐侧单向阀(2031)串联在液-液增压缸(201)连接制动液储液罐的支路上，用来使制动液只能从制动液储液罐流向液-液增压缸；踏板控制比例阀侧单向阀(2032)串联在液-液增压缸连接制动控制阀组(5)的支路上，用来使制动液只能从液-液增压缸流向制动控制阀组(5)和制动液蓄能器(4)。

其中，所述制动液储液罐(3)包括储液罐本体(301)和过滤器(302)，用来为制动系统储备制动液，并将制动系统回流的制动液储存再利用。

其中，所述制动液蓄能器(4)是隔膜式或活塞式蓄能器，其作用是稳定制动系统压力，当液压源出现故障时，还能为制动系统提供规定次数的制动能力。

所述制动控制阀组(5)包括一个踏板控制比例阀(501)和两个电磁控制比例阀，所述两个电磁控制比例阀分为第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)；

所述制动系统采用双控制回路设计，即制动控制阀组(5)相同地设置有两套，两套制动控制阀组(5)各自的踏板控制比例阀(501)，通过机械装置硬连接，保证制动系统的两个控制回路具备同样的控制输入；踏板控制比例阀(501)作为有人车辆驾驶员控制的元件，一方面，驾驶员直接踩下踏板，踏板控制比例阀(501)阀芯移动，高压液压油输入到制动执行管路中；另一方面，制动踏板还采集制动踏板开度这一信息，并将信息传递给控制器，由控制器解析驾驶员意图，根据车辆情况再通过控制第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)对制动力进行调节；

第一电磁比例阀(502)与踏板控制比例阀(501)并联，也就是从每个液-液增压单元输出的高压油分为两路，一路通到踏板控制比例阀(501)，另一路通到第一电磁比例阀(502)，从踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)输出的两个支路再汇集到一个支路；

当踏板控制比例阀(501)关闭时，通过调整第一电磁比例阀(502)，实现高压液压油输出到后续油路，超越踏板控制比例阀(501)实施主动制动；

当踏板控制比例阀(501)开启时，通过调整第一电磁比例阀(502)，在后续支路上再增加一部分制动压力，实施增加主动制动力调整；

踏板控制比例阀(501)与第一电磁比例阀(502)并联后汇聚的支路上串联第二电磁比例阀(503)；第二电磁比例阀(503)是失电时常通阀；当第二电磁比例阀(503)得电时，支路上的压力进行降低甚至将支路完全关闭，将液压系统输入到后续的压力降为0，这也就能使得踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)合成的制动压力进行降低调整；

踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)的回油口串联在一起，使得仅使用这三个比例阀的情况下，就能实现制动压力的耦合调节而无需再增加其他的单向阀或开关阀。

其中，所述制动器(6)用于根据管路的制动液压力，执行行车制动动作；

液-液增压缸(201)活塞往复运动，制动液蓄能器(4)释放制动液实现制动液增压，并由踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)阀芯换向与开度调节，实现制动器(6)的制动。

其中，所述油箱(103)、滤清器(104)、液压泵(102)、液压系统侧安全溢流阀(1051)、保压溢流阀(106)、液-液增压缸(201)、换向阀(202)、油箱(103)依次通过液压油管路连接构成液压系统液压油驱动通道；

其他液压装置侧液压泵(1022)、其他液压装置侧安全溢流阀(1052)依次通过液压油管路连接构成其他液压装置液压油驱动通道；

油箱(103)、滤清器(104)、液压泵(102)、液压系统侧安全溢流阀(1051)、油箱(103)依次通过液压油管路连接构成液压油泄压通道；

制动液储液罐(301)、过滤器(302)、制动液储液罐侧单向阀(2031)、踏板控制比例阀单向阀(2032)、踏板控制比例阀(501)、第二电磁比例阀(503)、制动器(6)依次通过制动液管路连接；制动液储液罐侧单向阀(2031)、踏板控制比例阀侧单向阀(2032)之间连接液-液增压缸(201)；第一电磁比例阀(502)与踏板控制比例阀(501)并联；上述连接构成制动液制动通道；

制动器(6)、第二电磁比例阀(503)、踏板控制比例阀(501)依次通过制动液管路连接；第一电磁比例阀(502)与踏板控制比例阀(501)并联；上述连接构成制动液泄压通道。

其中，由换向阀(202)、液-液增压缸(201)、单向阀(203)、踏板控制的比例阀(501)、第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)组成的支路存在2条或多条。

其中，制动液蓄能器(4)存在1个或多个；

液压泵(102)存在1个或多个；当液压泵(102)存在1个时，将不存在由其他液压装置侧液压泵(1022)、其他液压装置侧安全溢流阀(1052)组成的支路。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明液压制动系统采用双液源系统，由液压油分系统和制动液分系统两部分组成。其中，液压油动力分系统为动力系统与制动液分系统为执行系统。两系统功能分离、互不干扰。采用液-液增压结构设计，可增大制动力。液压油部分故障，制动液部分仍可工作；液压油驱动与泄压通道、制动液制动与泄压通道采用双通道并联设计，增加了系统可靠度。双液源系统缩短了液压油和制动液从油箱或制动液储液罐至执行部件油路。加快了系统响应速度。

该双流体液压线控制动系统，能够与整车其他液压系统共用一套液压动力保持结构紧凑的同时，又能够将使用普通液压油的液压系统与使用制动液的制动系统隔离，还具备线控制动的功能。本发明具有结构紧凑，适用性强，技术先进等特点。

附图说明

图1为本发明实施例中液压油抽取动作的示意图；

图2为本发明实施例中液压油释放动作的示意图；

图3为本发明实施例中制动液抽取动作的示意图；

图4为本发明实施例中制动液释放的示意图；

图5为本发明实施例中制动液回油动作的示意图；

图6为本发明技术方案结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决上述技术问题，本发明提供一种双流体液压线控制动系统，如图6所示，所述双流体液压线控制动系统包括：液压动力单元(1)、液-液增压单元(2)、制动液储液罐(3)、制动液蓄能器(4)、制动控制阀组(5)和制动器(6)；

所述液压动力单元(1)用于为制动系统本身和车辆其他需要液压能的装置提供能量，液压油通过管路将液压能传递给液-液增压单元(2)；液-液增压单元(2)将液压油的液压能按照增压器活塞面积比转换为制动液的液压能，并将制动液储液罐(3)的制动液加压通过管路输送制动液蓄能器(4)和制动控制阀组(5)；制动液蓄能器(4)用于保证制动系统压力保持在一定范围之内；制动控制阀组(5)用于根据驾驶员和控制器指令通过管路将一定压力的液压油输出，驱动制动器(6)执行制动动作。

其中，所述液压动力单元(1)包括动力装置(101)、液压泵(102)、油箱(103)、滤清器(104)、安全溢流阀(105)和保压溢流阀(106)；

其中，所述液压泵(102)分为制动系统侧液压液压泵(1021)与其他液压装置侧液压泵(1022)；所述安全溢流阀(105)分为制动系统侧安全溢流阀(1051)与其他液压装置侧安全溢流阀(1052)；

所述动力装置(101)通过机械装置与液压泵(102)连接，并驱动液压泵(102)转动；液压泵(102)、滤清器(104)通过油路连接，滤清器(104)与油箱(103)通过油路连接；

液压泵(102)从油箱(103)吸油，将低压液压油变为高压液压油，通过管路输送到油路中；

液压泵(102)可以是一个独立液压泵给制动系统和其他液压装置共有，也可以两个或多个液压泵并联；当有两个或多个液压泵并联时，其中，制动系统侧液压液压泵(1021)给制动系统和相关液压装置供油，其他液压装置侧液压泵(1022)给其他液压装置供油，此通道安装有其他液压装置侧安全溢流阀(1052)；

在制动系统侧液压液压泵(1021)输出的油路上安装有制动系统侧安全溢流阀(1051)和保压溢流阀(106)；

所述制动系统侧安全溢流阀(1051)的作用是使整个回路的压力不超过设定系统压力，使系统各元件不会因为系统超压产生损坏；保压溢流阀(106)串联在油路各支路上，其作用是当本支路保压溢流阀后的管路和元件出现泄露时，仍能使其他支路保持一定油压，不影响其他支路正常工作，能够保障制动系统具有较高的可靠性。

其中，所述液-液增压单元(2)包括液-液增压缸(201)、换向阀(202)、单向阀(203)；

其中，单向阀(203)分为制动液储液罐侧单向阀(2031)与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)；液-液增压缸(201)是一个双活塞、双作用液压缸；

所述液-液增压缸(201)有两侧，一侧是液压油侧，这一侧的活塞是一个双作用活塞；另一侧是制动液侧，这一侧的活塞是一个单作用活塞；两侧的活塞通过活塞杆刚性连接，中间有导向套将两侧分隔并将液压油进行密封；液压油侧有两个进出油口，分别连接到换向阀(202)的两个工作油口；高压油通过换向阀(202)推动液压油侧的双作用活塞进行双方向的往复运动；双作用活塞通过连杆带动制动液侧的单作用活塞与两个单向阀配合作用下，将制动液储液罐(3)的制动液吸入油缸并加压输送到制动管路中，从而实现从液压油液压能到制动液液压能的转换；液压油侧与制动液侧的增压比依靠两个活塞的面积比值决定；

所述换向阀(202)是一种根据液压油侧双作用活塞位置执行换向动作的两位四通阀；该换向阀(202)用于依靠液压进行换向操作，或通过电磁阀进行换向；当液-液增压缸(201)液压油侧的双作用活塞移动到该侧油缸的端部时，双作用活塞接触位置感应器，位置感应器状态变化触发换向阀(202)换向；换向阀(202)换向后，双作用活塞一端的高压液压油液压流回油箱，另一端原来联通油箱的液压油成为高压油；通过换向阀(202)不断换向，实现液压油侧双作用活塞的往复运动；

在液-液增压缸(201)和换向阀(202)配合进行往复运动的过程中，由于不断给制动液测的油液进行加压，当制动液压力达到一定程度——具体数值与两侧活塞的面积比相关，液压油侧与制动液侧的活塞就会受力平衡，保持静止，从而保证制动系统压力达到指定压力；

所述液-液增压单元(2)包括两个单向阀(203)，分别为制动液储液罐侧单向阀(2031)与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)；其中制动液储液罐侧单向阀(2031)串联在液-液增压缸(201)连接制动液储液罐的支路上，用来使制动液只能从制动液储液罐流向液-液增压缸；踏板控制比例阀侧单向阀(2032)串联在液-液增压缸连接制动控制阀组(5)的支路上，用来使制动液只能从液-液增压缸流向制动控制阀组(5)和制动液蓄能器(4)。

其中，所述制动液储液罐(3)包括储液罐本体(301)和过滤器(302)，用来为制动系统储备制动液，并将制动系统回流的制动液储存再利用。

其中，所述制动液蓄能器(4)是隔膜式或活塞式蓄能器，其作用是稳定制动系统压力，当液压源出现故障时，还能为制动系统提供规定次数的制动能力。

所述制动控制阀组(5)包括一个踏板控制比例阀(501)和两个电磁控制比例阀，所述两个电磁控制比例阀分为第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)，这两种电磁阀除了控制方式，其他结构式一致的；

根据制动系统相关法规标准，所述制动系统采用双控制回路设计，即制动控制阀组(5)相同地设置有两套，两套制动控制阀组(5)各自的踏板控制比例阀(501)，通过机械装置硬连接，保证制动系统的两个控制回路具备同样的控制输入；踏板控制比例阀(501)作为有人车辆驾驶员控制的元件，一方面，驾驶员直接踩下踏板，踏板控制比例阀(501)阀芯移动，高压液压油输入到制动执行管路中；另一方面，制动踏板还采集制动踏板开度这一信息，并将信息传递给控制器，由控制器解析驾驶员意图，根据车辆情况再通过控制第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)对制动力进行调节；

第一电磁比例阀(502)与踏板控制比例阀(501)并联，也就是从每个液-液增压单元输出的高压油分为两路，一路通到踏板控制比例阀(501)，另一路通到第一电磁比例阀(502)，从踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)输出的两个支路再汇集到一个支路；

当踏板控制比例阀(501)关闭时，通过调整第一电磁比例阀(502)，实现高压液压油输出到后续油路，超越踏板控制比例阀(501)实施主动制动；

当踏板控制比例阀(501)开启时，通过调整第一电磁比例阀(502)，在后续支路上再增加一部分制动压力，实施增加主动制动力调整；

踏板控制比例阀(501)与第一电磁比例阀(502)并联后汇聚的支路上串联第二电磁比例阀(503)；第二电磁比例阀(503)是失电时常通阀；当第二电磁比例阀(503)得电时，支路上的压力进行降低甚至将支路完全关闭，将液压系统输入到后续的压力降为0，这也就能使得踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)合成的制动压力进行降低调整；

踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)的回油口串联在一起，使得仅使用这三个比例阀的情况下，就能实现制动压力的耦合调节而无需再增加其他的单向阀或开关阀。

其中，所述制动器(6)用于根据管路的制动液压力，执行行车制动动作；

液-液增压缸(201)活塞往复运动，制动液蓄能器(4)释放制动液实现制动液增压，并由踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)阀芯换向与开度调节，实现制动器(6)的制动。

其中，所述油箱(103)、滤清器(104)、液压泵(102)、液压系统侧安全溢流阀(1051)、保压溢流阀(106)、液-液增压缸(201)、换向阀(202)、油箱(103)依次通过液压油管路连接构成液压系统液压油驱动通道；

其他液压装置侧液压泵(1022)、其他液压装置侧安全溢流阀(1052)依次通过液压油管路连接构成其他液压装置液压油驱动通道；

油箱(103)、滤清器(104)、液压泵(102)、液压系统侧安全溢流阀(1051)、油箱(103)依次通过液压油管路连接构成液压油泄压通道；

制动液储液罐(301)、过滤器(302)、制动液储液罐侧单向阀(2031)、踏板控制比例阀单向阀(2032)、踏板控制比例阀(501)、第二电磁比例阀(503)、制动器(6)依次通过制动液管路连接；制动液储液罐侧单向阀(2031)、踏板控制比例阀侧单向阀(2032)之间连接液-液增压缸(201)；第一电磁比例阀(502)与踏板控制比例阀(501)并联；上述连接构成制动液制动通道；

制动器(6)、第二电磁比例阀(503)、踏板控制比例阀(501)依次通过制动液管路连接；第一电磁比例阀(502)与踏板控制比例阀(501)并联；上述连接构成制动液泄压通道。

其中，由换向阀(202)、液-液增压缸(201)、单向阀(203)、踏板控制的比例阀(501)、第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)组成的支路存在2条或多条。

其中，制动液蓄能器(4)存在1个或多个；

液压泵(102)存在1个或多个；当液压泵(102)存在1个时，将不存在由其他液压装置侧液压泵(1022)、其他液压装置侧安全溢流阀(1052)组成的支路。

所述制动系统结构要点在于：系统使用两种流体，一种流体是液压油，一种液体是制动液；液压油与制动液在液-液增压器的作用下完成能量转换，由液压油的液压能传递到制动液的液压能，由制动液驱动制动器执行制动动作；液-液增压缸为三通液-液增压器。其中两通道接口位于液-液增压缸(201)端部，另一接口位于中部。液-液增压缸(201)中部与端部与液压油相连，另一端部与制动液相连。

下面描述所述制动系统的工作模式。

液压油部分工作原理：

如图1所示，系统的液压油部分工作原理如下，动力装置(101)驱动液压泵(102)将液压油从油箱(103)中经滤清器(104)泵至安全溢流阀(105)与保压溢流阀(106)处。当液压油油压过小时，安全溢流阀(105)与保压溢流阀(106)均关闭。当液压油油压过大时，安全溢流阀(105)与保压溢流阀(106)均开启。当液压油油压达到工作要求时，安全溢流阀(105)关闭与保压溢流阀(106)开启。此时，液-液增压缸(201)开始工作，当制动液管路压力不足时，换向阀(202)阀芯位于图中左侧换向位，液-液增压缸(201)活塞向液压油输入/输出端移动，液-液增压缸(201)执行抽取制动液动作。

如图2所示，此时，制动液从制动液储液罐本体(301)经过滤器(302)、制动液储液罐侧单向阀(2031)流至液-液增压缸(201)。液-液增压缸(201)中储存一定量制动液后，换向阀(202)阀芯换向至位于图中右侧连通位，活塞向制动液输入/输出端移动,，液-液增压缸(201)执行释放制动液动作。制动液流至踏板控制比例阀侧单向阀(2032)。当制动液管路压力依旧不足时，蓄能器(4)释放制动液，同时液-液增压缸(201)再次执行上述抽取-释放制动液动作，直至制动液管路压力充足。

制动液部分不同工况工作原理：

制动工况：

如图3所示，当制动液管路压力充足时，踏板控制比例阀侧单向阀(2032)开启，。当制动力需求较小时，此时踏板控制比例阀(501)阀芯位于截止位；第一电磁比例阀(502)阀芯位于连通位；电磁比例阀2(502)阀芯位于连通位。制动液经第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)至制动器(6)驱动制动器(6)制动。当制动力需求较大时此时踏板控制比例阀(501)、第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)阀芯均位于连通位。制动液先分流至踏板控制比例阀(501)与第一电磁比例阀(502)再汇于第二电磁比例阀(503)至制动器(6)驱动制动器(6)制动。

泄压工况：

如图4所示，泄压工况时，制动液从制动器经踏板控制比例阀(501)、第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)流至制动液储液罐(301)。当制动液流量较小时，踏板控制比例阀(501)、第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)中一个或两个阀芯位于回油位，其余阀芯位于截止位。当制动液流量较大时，踏板控制比例阀(501)、第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)中所有阀芯位于回油位。

蓄能工况：

如图5所示，蓄能工况时，蓄能器(4)中制动液不足，需补充制动液。此时，踏板控制比例阀(501)、第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)位于回油位或截止位。液-液增压缸(201)活塞执行抽取-释放制动液动作，制动液从制动液储液罐本体(301)经滤清器(302)、制动液储液罐侧单向阀(2031)、液-液增压缸(201)、踏板控制比例阀侧单向阀(2032)流至蓄能器(4)。直至蓄能器(4)中制动液充足。

实施例1

本实施例具体如下：

如图1-图6所示，液压动力单元(1)中，油箱(103)的液压油输出端与滤清器(104)的液压油输入端通过液压油管路连接。滤清器(104)的液压油输出端与液压泵(102)的液压油输入端通过液压油管路连接。同时，动力装置(101)的动力输出端与液压泵(102)的动力输入端通过机械装置连接。液压泵(102)的液压油输出端分别与安全溢流阀(105)和保压溢流阀(106)的液压油输入端通过液压油管路连接。安全溢流阀(105)的液压油输入端与油箱(103)的液压油输入端通过液压油管路连接。保压溢流阀(106)的液压油输出端与液-液增压单元(2)中的换向阀(202)的液压油输入端通过液压油管路连接。

液-液增压单元(2)中，换向阀(202)为二位四通阀，其中四个接口分别与油箱(103)的液压油输入端、保压溢流阀(106)的液压油输出端，液-液增压缸(201)中部液压油输入/输出端、液-液增压缸(201)首部液压油输入/输出端通过液压油管路连接。

液-液增压缸(201)输入/输出端分为液压油双作用活塞侧与制动液单作用活塞侧。液-液增压缸(201)的液压油双作用活塞侧具有两个液压油输入/输出端，分别为端部液压油输入/输出端与中部液压油输入/输出端。两个液压油输入/输出端分别与换向阀(202)的两个液压油输入/输出端通过液压油管路连接。液-液增压缸(201)的另外一个液压油输入/输出端为换向阀(202)输入/输出端。液-液增压缸(201)的制动液单作用活塞侧具有一个制动液输入/输出端，此制动液输出/输出端通与制动液储液罐侧单向阀(2031)的制动液输出端通过制动液管路连接；同时，此制动液输出/输出端与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)的制动液输入端通过制动液管路连接。

制动液储液罐(3)中，制动液储液罐本体(301)的制动液输出端与过滤器(302)的制动液输入端通过制动液管路连接。过滤器(302)的制动液输出端与制动液储液罐侧单向阀(2031)的制动液输入端连接。

制动液蓄能器(4)中，制动液蓄能器(4)制动液输入/输出端通过制动液管路连接于与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)和踏板控制比例阀(501)相连接的制动液管路的支路上。

制动控制阀组(5)中，踏板控制比例阀(501)、第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)均为三位三通阀。其中踏板控制比例阀(501)的制动液输入端与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)的制动液输出端通过制动液管路连接；制动液输出端与第一电磁比例阀(502)的制动液输入端通过制动液管路连接；制动液回油端与第一电磁比例阀(502)的制动液回油端通过制动液管路连接制动并连接至储液罐本体(301)的制动液输入端。

第一电磁比例阀(502)的制动液输入端通过制动液管路连接于与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)和踏板控制比例阀(501)相连接的制动液管路的支路上；制动液输出端通过制动液管路连接于与踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)相连接的制动液管路的支路上；制动液回油端与储液罐本体(301)的制动液输入端通过制动液管路连接。

第二电磁比例阀(503)的制动液输入端与踏板控制比例阀(501)的制动液输出端通过制动液管路连接；制动液输出端与制动器(6)输入端通过制动液管路连接；制动液回油端与储液罐本体(301)的制动液输入端通过制动液管路连接。

制动器(6)的制动液输入端与第二电磁比例阀(503)的输出端通过制动液管路连接；制动液回油端与储液罐本体(301)的制动液输入端通过制动液管路连接。

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 (10)

1.一种双流体液压线控制动系统，其特征在于，所述双流体液压线控制动系统包括：液压动力单元(1)、液-液增压单元(2)、制动液储液罐(3)、制动液蓄能器(4)、制动控制阀组(5)和制动器(6)；

所述液压动力单元(1)用于为制动系统本身和车辆其他需要液压能的装置提供能量，液压油通过管路将液压能传递给液-液增压单元(2)；液-液增压单元(2)将液压油的液压能按照增压器活塞面积比转换为制动液的液压能，并将制动液储液罐(3)的制动液加压通过管路输送制动液蓄能器(4)和制动控制阀组(5)；制动液蓄能器(4)用于保证制动系统压力保持在一定范围之内；制动控制阀组(5)用于根据驾驶员和控制器指令通过管路将一定压力的液压油输出，驱动制动器(6)执行制动动作。

2.如权利要求1所述双流体液压线控制动系统，其特征在于，所述液压动力单元(1)包括动力装置(101)、液压泵(102)、油箱(103)、滤清器(104)、安全溢流阀(105)和保压溢流阀(106)；

其中，所述液压泵(102)分为制动系统侧液压液压泵(1021)与其他液压装置侧液压泵(1022)；所述安全溢流阀(105)分为制动系统侧安全溢流阀(1051)与其他液压装置侧安全溢流阀(1052)；

所述动力装置(101)通过机械装置与液压泵(102)连接，并驱动液压泵(102)转动；液压泵(102)、滤清器(104)通过油路连接，滤清器(104)与油箱(103)通过油路连接；

液压泵(102)从油箱(103)吸油，将低压液压油变为高压液压油，通过管路输送到油路中；

其中，制动系统侧液压液压泵(1021)给制动系统和相关液压装置供油，其他液压装置侧液压泵(1022)给其他液压装置供油，此通道安装有其他液压装置侧安全溢流阀(1052)；

在制动系统侧液压液压泵(1021)输出的油路上安装有制动系统侧安全溢流阀(1051)和保压溢流阀(106)；

所述制动系统侧安全溢流阀(1051)的作用是使整个回路的压力不超过设定系统压力，使系统各元件不会因为系统超压产生损坏；保压溢流阀(106)串联在油路各支路上，其作用是当本支路保压溢流阀后的管路和元件出现泄露时，仍能使其他支路保持一定油压，不影响其他支路正常工作，能够保障制动系统具有较高的可靠性。

3.如权利要求2所述双流体液压线控制动系统，其特征在于，所述液-液增压单元(2)包括液-液增压缸(201)、换向阀(202)、单向阀(203)；

其中，单向阀(203)分为制动液储液罐侧单向阀(2031)与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)；液-液增压缸(201)是一个双活塞、双作用液压缸；

所述液-液增压缸(201)有两侧，一侧是液压油侧，这一侧的活塞是一个双作用活塞；另一侧是制动液侧，这一侧的活塞是一个单作用活塞；两侧的活塞通过活塞杆刚性连接，中间有导向套将两侧分隔并将液压油进行密封；液压油侧有两个进出油口，分别连接到换向阀(202)的两个工作油口；高压油通过换向阀(202)推动液压油侧的双作用活塞进行双方向的往复运动；双作用活塞通过连杆带动制动液侧的单作用活塞与两个单向阀配合作用下，将制动液储液罐(3)的制动液吸入油缸并加压输送到制动管路中，从而实现从液压油液压能到制动液液压能的转换；液压油侧与制动液侧的增压比依靠两个活塞的面积比值决定；

所述换向阀(202)是一种根据液压油侧双作用活塞位置执行换向动作的两位四通阀；该换向阀(202)用于依靠液压进行换向操作，或通过电磁阀进行换向；当液-液增压缸(201)液压油侧的双作用活塞移动到该侧油缸的端部时，双作用活塞接触位置感应器，位置感应器状态变化触发换向阀(202)换向；换向阀(202)换向后，双作用活塞一端的高压液压油液压流回油箱，另一端原来联通油箱的液压油成为高压油；通过换向阀(202)不断换向，实现液压油侧双作用活塞的往复运动；

在液-液增压缸(201)和换向阀(202)配合进行往复运动的过程中，由于不断给制动液测的油液进行加压，当制动液压力达到一定程度——具体数值与两侧活塞的面积比相关，液压油侧与制动液侧的活塞就会受力平衡，保持静止，从而保证制动系统压力达到指定压力；

所述液-液增压单元(2)包括两个单向阀(203)，分别为制动液储液罐侧单向阀(2031)与踏板控制比例阀侧单向阀(2032)；其中制动液储液罐侧单向阀(2031)串联在液-液增压缸(201)连接制动液储液罐的支路上，用来使制动液只能从制动液储液罐流向液-液增压缸；踏板控制比例阀侧单向阀(2032)串联在液-液增压缸连接制动控制阀组(5)的支路上，用来使制动液只能从液-液增压缸流向制动控制阀组(5)和制动液蓄能器(4)。

4.如权利要求3所述双流体液压线控制动系统，其特征在于，所述制动液储液罐(3)包括储液罐本体(301)和过滤器(302)，用来为制动系统储备制动液，并将制动系统回流的制动液储存再利用。

5.如权利要求4所述双流体液压线控制动系统，其特征在于，所述制动液蓄能器(4)是隔膜式或活塞式蓄能器，其作用是稳定制动系统压力，当液压源出现故障时，还能为制动系统提供规定次数的制动能力。

6.如权利要求5所述双流体液压线控制动系统，其特征在于，所述制动控制阀组(5)包括一个踏板控制比例阀(501)和两个电磁控制比例阀，所述两个电磁控制比例阀分为第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)；

所述制动系统采用双控制回路设计，即制动控制阀组(5)相同地设置有两套，两套制动控制阀组(5)各自的踏板控制比例阀(501)，通过机械装置硬连接，保证制动系统的两个控制回路具备同样的控制输入；踏板控制比例阀(501)作为有人车辆驾驶员控制的元件，一方面，驾驶员直接踩下踏板，踏板控制比例阀(501)阀芯移动，高压液压油输入到制动执行管路中；另一方面，制动踏板还采集制动踏板开度这一信息，并将信息传递给控制器，由控制器解析驾驶员意图，根据车辆情况再通过控制第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)对制动力进行调节；

第一电磁比例阀(502)与踏板控制比例阀(501)并联，也就是从每个液-液增压单元输出的高压油分为两路，一路通到踏板控制比例阀(501)，另一路通到第一电磁比例阀(502)，从踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)输出的两个支路再汇集到一个支路；

当踏板控制比例阀(501)关闭时，通过调整第一电磁比例阀(502)，实现高压液压油输出到后续油路，超越踏板控制比例阀(501)实施主动制动；

当踏板控制比例阀(501)开启时，通过调整第一电磁比例阀(502)，在后续支路上再增加一部分制动压力，实施增加主动制动力调整；

踏板控制比例阀(501)与第一电磁比例阀(502)并联后汇聚的支路上串联第二电磁比例阀(503)；第二电磁比例阀(503)是失电时常通阀；当第二电磁比例阀(503)得电时，支路上的压力进行降低甚至将支路完全关闭，将液压系统输入到后续的压力降为0，这也就能使得踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)合成的制动压力进行降低调整；

踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)的回油口串联在一起，使得仅使用这三个比例阀的情况下，就能实现制动压力的耦合调节而无需再增加其他的单向阀或开关阀。

7.如权利要求6所述双流体液压线控制动系统，其特征在于，所述制动器(6)用于根据管路的制动液压力，执行行车制动动作；

液-液增压缸(201)活塞往复运动，制动液蓄能器(4)释放制动液实现制动液增压，并由踏板控制比例阀(501)和第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)阀芯换向与开度调节，实现制动器(6)的制动。

8.如权利要求7所述双流体液压线控制动系统，其特征在于，所述油箱(103)、滤清器(104)、液压泵(102)、液压系统侧安全溢流阀(1051)、保压溢流阀(106)、液-液增压缸(201)、换向阀(202)、油箱(103)依次通过液压油管路连接构成液压系统液压油驱动通道；

其他液压装置侧液压泵(1022)、其他液压装置侧安全溢流阀(1052)依次通过液压油管路连接构成其他液压装置液压油驱动通道；

油箱(103)、滤清器(104)、液压泵(102)、液压系统侧安全溢流阀(1051)、油箱(103)依次通过液压油管路连接构成液压油泄压通道；

制动液储液罐(301)、过滤器(302)、制动液储液罐侧单向阀(2031)、踏板控制比例阀单向阀(2032)、踏板控制比例阀(501)、第二电磁比例阀(503)、制动器(6)依次通过制动液管路连接；制动液储液罐侧单向阀(2031)、踏板控制比例阀侧单向阀(2032)之间连接液-液增压缸(201)；第一电磁比例阀(502)与踏板控制比例阀(501)并联；上述连接构成制动液制动通道；

制动器(6)、第二电磁比例阀(503)、踏板控制比例阀(501)依次通过制动液管路连接；第一电磁比例阀(502)与踏板控制比例阀(501)并联；上述连接构成制动液泄压通道。

9.如权利要求8所述双流体液压线控制动系统，其特征在于，由换向阀(202)、液-液增压缸(201)、单向阀(203)、踏板控制的比例阀(501)、第一电磁比例阀(502)、第二电磁比例阀(503)组成的支路存在2条或多条。

10.如权利要求8所述双流体液压线控制动系统，其特征在于，制动液蓄能器(4)存在1个或多个；

液压泵(102)存在1个或多个；当液压泵(102)存在1个时，将不存在由其他液压装置侧液压泵(1022)、其他液压装置侧安全溢流阀(1052)组成的支路。