CN204526793U - 一种空气能液压混合动力城市公交车 - Google Patents

Abstract

一种空气能液压混合动力城市公交车，主要包括发动机、公交车底盘，其特征是通过挡位和离合器状态检测装置9和油门踏板7将信号输入给电气控制系统8，操控液压系统阀组块10动作，使空气压缩箱5内的压力油通到油马达/油泵12的进口，驱动安装在变速箱3上取力窗口的油马达12,途经变速箱3带动车轮14转动；以回收制动时的动能或发动机经济工况时的富余能量转化为的液压能为辅助动力源的混合动力公交车，两者并联汇交于变速箱上。通过车辆运行状况检测并按司机的意愿，实现系统的蓄能或放能功能，以达到节能和环保一箭双雕的目的，属于交通运输车辆领域。

Description

一种空气能液压混合动力城市公交车

技术领域

本实用新型涉及一种以燃油、燃气等为发动机主动力能源，以运行时自身动能、势能等通过液压能压缩空气后储存起来再进行释放为液压马达动力能源的城市公交车，通过发动机主动力与液压马达辅助动力的协调配合，实现节能环保的目的，属交通运输领域。

背景技术

仅由燃油、燃气发动机提供动力的城市公交车，由于市区道路狭窄、人流密集、红绿灯较多、候车站停车载客等原因，经常处于起动、停车、加速、减速等工况下运行，在制动减速、制动停车或下坡时，其运行的动能及势能通过制动器摩擦转化成热能浪费掉，导致能耗增加、排放污染增加。以发动机为主动力，液压马达为辅助动力的空气能液压混合动力城市公交车，能有效地将车辆的运行动能及下坡势能转化成液压能并蓄存在空气压力箱中，在车辆起步、加速及上坡时再释放出来，减少发动机在起步、加速及上坡阶段的负荷，达到节能环保的效果。

经检索发现，中国实用新型专利200420059673.6的柴液并联式后驱动混合动力车，即是一种以柴油发动机为主动力、液压马达为辅助动力的混合动力车。由于该专利为并联式后桥驱动，具有一些结构与功能方面的不足：1）从后桥取力，油马达的输出转速低，同功率时需输出扭矩大（即流量/每转较大），因而油马达的体积、重量较大，而且因转速较低而降低了油马达的效率；2）传动链中有摩擦离合器，降低了系统的使用寿命，增加了系统的机械能损耗。3）液压系统的油箱为开式油箱，液压油暴露在风雨、尘埃的环境中，容易污染、氧化，致使液压系统故障率上升、运营效率降低、运营成本升高。

实用新型内容

本实用新型的针对并联式后驱动混合动力车的不足，提供一种无离合器、变速箱直接取力驱动及皮膜式隔尘油箱的液压混合动力城市公交车技术方案。无离合器简化了结构，减少了机械能损耗，提高了系统的工作的可靠性；变速箱直接与油泵/油马达连接，因转速较高可选用较小规格的油泵/油马达，降低了体积、重量；皮膜式隔尘油箱，隔绝了液压油与大气的接触，减少了油液被氧化、污染。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的。本实用新型包括发动机、公交车底盘，其特征是通过挡位和离合器状态检测装置(9)和油门踏板(7)将信号输入给电气控制系统(8)，操控液压系统阀组块(10)动作，使空气压缩箱（5）内的压力油通到油马达/油泵（12）的进口，驱动安装在变速箱（3）上取力窗口的油马达（12）,途经变速箱（3）带动车轮（14）转动；当司机轻踏刹车踏板（6）而未接通车辆原有的制动系统(4)前，或发动机（1）在经济工况时动力有富余时，电气控制系统（8）操控液压系统阀组块（10）动作，油泵/油马达（12）将皮膜式油箱（11）内的油压入到空气压缩箱（5）中，皮膜式油箱(11)由箱体（25）、皮膜（26）、箱盖（28）、盖孔过滤器（27）、箱盖固定螺钉（24）、螺母（23）和油液进出接管（29）构成，螺母（23）和螺钉（24）把柔软的耐油皮膜（26）固夹在箱盖（28）和箱体（25）的沿口上，皮膜（26）上部通过盖孔过滤器（27）与大气相通而始终为大气压力，皮膜（26）下与箱体（25）内表面之间是油液的容器，当2DT通电而1DT断电时，皮膜式油箱(11)内的油经无阻力单向阀(17)，被油泵(12)泵出，经单向阀(21)到空气压缩箱(5)，油液到达系统限定压力时顶开先导式溢流阀(22)回到油箱(11);当2DT断电而1DT通电时，空气压缩箱(5)中的压力油顶开二通阀(16)，并将无阻力单向阀(17)的阀芯上推，关断其与油箱(11)的通路，使压力油通到油马达(12)的进口，两位二通电磁换向阀(15)的通路上设有节流孔;当2DT和1DT均断电时，此油箱(11)内的油经无阻力单向阀（17），通过油泵（12）到已被短路的溢流阀（22），无阻地返回油箱（11）。

本实用新型是在原汽车的底盘上，加装一套空气能液压辅助动力系统，不仅可回收车辆制动时的动能和下坡时的势能，而且把发动机的经济工况下的富余能量也利用压缩空气存储起来，而用于车辆加速或上坡等需要较大功率时，使节能和环保的效果更好。

结构简单、成本低，可在较短时间内收回加装成本，它不仅可用于新造汽车，而且可方便地对现有汽车进行加装改造。

从变速箱取力器上取力，使车辆常用车速与油泵/油马达较高效率时的转速较吻合，有利于油泵/油马达容积效率的提高。

油泵/油马达通过取力器与变速箱传动齿轮直接相连而不通过寿命有限的摩擦离合器，简化了机械传动环节。

采用皮膜式油箱，用一块形状可变的柔性耐油皮膜将箱内油液与外部环境和大气完全隔离，但油箱内的油液仍像开式油箱一样始终处于大气压力下。既保证液压系统元件的正常泄漏顺利回到油箱，又保护了油液不被汽车运行的外部不洁环境所污染，减少了故障，提高了液压系统的可靠性，降低了运营成本。

本实用新型因上述特点较现有技术方案有实质性的进步。

附图说明：

图1为本实用新型的系统工作原理方框图。

图2为本实用新型的液压系统的原理图（以插装阀组成为例）。

图3为本实用新型的皮膜式油箱的结构示意图。

具体实施方案：

下面结合附图对本实用新型的实施方案作进一步地说明。

如图1所示，一种空气能液压混合动力公交车，可由传统的燃油、燃气或电力发动机的主动力系统和回收（或存储）的空气能液压系统交替或同时为汽车提供动力，两个系统的交汇点在变速箱上，组成了混合动力。

发动机1通过离合器2把动力传给变速箱3再驱动车轮14，构成车辆的主动力系统。刹车踏板6和车辆原刹车装置4实现制动、减速功能。

挡位和离合器状态检测装置9和油门踏板7将司机的意图输入给电气控制系统8，操控液压系统阀组块10动作，使空气压缩箱5内的压力油通到油马达12的进口，驱动油马达12途经变速箱3带动车轮14转动使车辆前进或给发动机1助力，构成车辆的辅助动力系统。

当司机轻踏刹车踏板6而未接通车辆原有的制动系统4前，或发动机1在经济工况时动力有富余时，电气控制系统8操控液压系统阀组块10动作，油泵12将皮膜式油箱11内的油压入到空气压缩箱5中，实现制动时动能回收或富余功率存储。

当车辆需急制动时，司机用力踩下刹车踏板6，此时动能回收制动与车辆原刹车系统4同时工作，实现更加有力的制动，但此时回收的动能较少。

图2以插装阀为例，介绍了本实用新型的空气能液压系统原理。

当2DT通电而1DT断电时，是蓄能状态，此时二通阀16和两位二通电磁换向阀15处于关闭状态，皮膜式油箱11内的油经无阻力单向阀(靠重力下落而全开)17，被油泵12泵出，经单向阀21到空气压缩箱5，完成蓄能过程，油液到达系统限定压力时顶开先导式溢流阀22回到皮膜式油箱11。

当2DT断电而1DT通电时，是放能状态，此时二通阀16的控制腔与油箱11相通而失压，空气压缩箱5中的压力油顶开二通阀16，并将无阻力单向阀17的阀芯上推，关断其与油箱11的通路之后，使压力油通到油马达12的进口，推动油马达12带动变速箱3的齿轮转动，此时油马达12出口的油，经已被两位二通电磁换向阀15短路的溢流阀22无阻地返回油箱，完成放能加力过程。为防止放能初始时的冲动，两位二通电磁换向阀15的通路上设有节流孔(其通径大于溢流阀22内通向控制腔的节流孔)，使溢流阀22主阀芯平缓开启，使放能加力过程比较温柔。

当2DT和1DT均断电时，是空循环状态，此时油箱11内的油经无阻力单向阀17，通过油泵12到已被短路的溢流阀22，无阻地返回油箱。车辆处于正常行驶状态，此时发动机1通过变速箱3带动进出口短路的油泵12空转，消耗能量极少。

图3所示的皮膜式油箱由箱体25、皮膜26、箱盖28、盖孔过滤器27、箱盖固定螺钉24、螺母23和油液进出接管29构成。螺母23和螺钉24把柔软的耐油皮膜26固夹在箱盖28和箱体25的沿口上，皮膜26上部通过盖孔过滤器27与大气相通而始终为大气压力，皮膜26下与箱体25内表面之间是油液的容器。蓄能时油液被抽向空气压缩箱5，液位下降，皮膜26在大气压作用下贴着油液表面下沉；放能时空气压缩箱5的油液释放回油箱，液位上升托起皮膜26。油液大进大出、油箱液面急剧变化是本系统的特点，用普通开式油箱因呼吸气量大，极易被污染；用闭式油箱时，其液面上的压力，因液位大涨大落而变化，也不利液压系统的稳定工作。

本空气能液压混合动力城市公交车,结构简单,系统可靠,制造成本低,维护方便,节能显著。特别适合于频繁起动、刹车的城市公交汽车,也适用于卡车和城市出租车。

Claims (1)

1.一种空气能液压混合动力城市公交车，包括发动机、公交车底盘，其特征是通过挡位和离合器状态检测装置(9)和油门踏板(7)将信号输入给电气控制系统(8)，操控液压系统阀组块(10)动作，使空气压缩箱（5）内的压力油通到油马达/油泵（12）的进口，驱动安装在变速箱（3）上取力窗口的油马达（12）,途经变速箱（3）带动车轮（14）转动；当司机轻踏刹车踏板（6）而未接通车辆原有的制动系统(4)前，或发动机（1）在经济工况时动力有富余时，电气控制系统（8）操控液压系统阀组块（10）动作，油泵/油马达（12）将皮膜式油箱（11）内的油压入到空气压缩箱（5）中，皮膜式油箱(11)由箱体（25）、皮膜（26）、箱盖（28）、盖孔过滤器（27）、箱盖固定螺钉（24）、螺母（23）和油液进出接管（29）构成，螺母（23）和螺钉（24）把柔软的耐油皮膜（26）固夹在箱盖（28）和箱体（25）的沿口上，皮膜（26）上部通过盖孔过滤器（27）与大气相通而始终为大气压力，皮膜（26）下与箱体（25）内表面之间是油液的容器，当2DT通电而1DT断电时，皮膜式油箱(11)内的油经无阻力单向阀(17)，被油泵(12)泵出，经单向阀(21)到空气压缩箱(5)，油液到达系统限定压力时顶开先导式溢流阀(22)回到油箱(11);当2DT断电而1DT通电时，空气压缩箱(5)中的压力油顶开二通阀(16)，并将无阻力单向阀(17)的阀芯上推，关断其与油箱(11)的通路，使压力油通到油马达(12)的进口，两位二通电磁换向阀(15)的通路上设有节流孔;当2DT和1DT均断电时，此油箱(11)内的油经无阻力单向阀（17），通过油泵（12）到已被短路的溢流阀（22），无阻地返回油箱（11）。