CN208931125U - 集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统,属于液压混合动力车辆领域,本实用新型的目的是解决传统液压混合动力系统核心元件价格高昂、难控制、使液压混合动力难以大面积推广应用的问题和有级变量混合动力系统核心元件通用性差,体积笨重、阶跃变量导致转矩冲击、系统抖阵等问题,本实用新型主要由辅助制动及能量回收再利用机构、转矩无级调节机构、液压制动机构和整车传动机构组成,用一个小排量的定量泵取代传统液压混合动力系统的核心变量元件,同时辅助制动及能量回收再利用机构与液压制动机构的集成解决了底盘空间小,传统混合动力系统布置难的问题,三腔液压助力解决了现有液压制动助力系统依赖发动机真空度的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于车辆传动领域,具体涉及液压混合动力车辆领域。
背景技术
汽车的节能环保问题越来越受到重视,发动机在车辆频繁启停过程中具有较低的燃油效率,导致其排放出大量的有害气体,同时也浪费了大量的动能,所以能够延缓能源消耗和降低污染排放的混合动力车辆成为世界各国首要的研究重点。液压混合动力技术利用液压泵/马达可工作于四象限的特性,在车辆制动时辅助车辆制动并将动能转化为液压能储存在蓄能器中,回收的能量可再利用于辅助车辆加速或再次启动。但目前液压混合动力中的核心元件均采用柱塞式变量元件,具有价格昂贵、对油液污染敏感、可靠性差,控制过程中响应慢,零点漂移,易受干扰等缺点,这很大程度的阻碍了液压混合动力技术的发展和应用。
中国专利公布号为CN102141040B,公布日为2016年12月14日,发明名称为“多齿轮泵有级变量系统”,申请人为吉林大学。该专利通过多个普通开关阀有逻辑的分别控制多个定量泵/马达组成有级变量系统代替柱塞式变量元件,解决了价格昂贵,难控制、易受污染等问题,但也带来了新的问题,排量的阶梯性跃变会造成管路冲击和系统抖振,恶化舒适性,集成的串联液压泵/马达体积巨大,需要厂家专门定制,生产周期长,通用性差,不便于维修和更换。
传统液压制动机构普遍采用真空助力器辅助驾驶员为制动系统提供制动力,但真空助力器对发动机真空度的依赖限制了其在纯电动汽车上的应用。
发明内容
基于上述现有技术,本实用新型所要解决的技术问题是:一方面,解决传统液压混合动力系统核心元件价格高昂,难控制,使液压混合动力难以大面积推广应用的问题和有级变量混合动力系统核心元件通用性差,体积笨重,阶跃变量导致转矩冲击,系统抖振及底盘空间小,传统混合动力系统布置难等问题,另一方面解决现有液压制动系统依赖发动机真空度的问题。
为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统,由辅助制动及能量回收再利用机构31、液压制动机构29、转矩无级调节机构15和整车传动机构30组成。
整车传动机构30与转矩无级调节机构15传动连接,转矩无级调节机构15与辅助制动及能量回收再利用机构31传动连接,辅助制动及能量回收再利用机构31与液压制动机构29连接;
其中,所述的转矩无级调节机构15包括轴承端盖I 1502、螺钉I 1501、壳体1503、滚动轴承I 1504、套筒I 1505、回位弹簧1506、轴向随动锥盘1507、金属带1508、轴向固定锥盘 I 1509、套筒II 1510、滚动轴承II 1511、轴承透盖I 1512、螺钉II 1513、整车传动轴1514、齿形套筒1515、轴承端盖II 1516、螺钉III 1517、滚动轴承III 1518、滚动轴承IV1519、弹簧挡圈1520、直齿轮1521、滚动轴承V 1522、轴向主动锥盘1523、轴向固定锥盘II1524、套筒III 1525、滚动轴承VI 1526、轴承透盖II 1527、螺钉IV 1528和液压系统传动轴1529;
所述的壳体1503内部为中空结构,分别开有两组同轴的通孔,整车传动轴1514和液压系统传动轴1529分别安装在两组同轴的通孔中;转矩无级调节机构15通过整车传动轴1514 与整车传动机构30传动连接,通过液压系统传动轴1529与辅助制动及能量回收再利用机构 31传动连接;
所述的齿形套筒1515为筒类零件,其两端开有阶梯孔,左侧台阶右侧距离一个滚动轴承 IV 1519宽度处开有一放置弹簧挡圈1520凹槽,齿形套筒1515的外表面为直齿结构,与直齿轮1521啮合。
所述轴向主动锥盘1523为轮盘类零件,中心开有通孔,左侧外圆柱面有两个台阶,后端面为锥面;轴向固定锥盘II 1524为轮盘类零件,中心开有通孔,前端面为锥面;轴向主动锥盘1523和轴向固定锥盘II 1524均与液压系统传动轴1529过渡配合,中间形成一个V形凹槽,组成滑轮II。
滚动轴承IV 1519内表面与轴向主动锥盘1523过渡配合,外表面与齿形套筒1515过渡配合,滚动轴承IV 1519的外圈一侧由齿形套筒1515的左边第一个台阶定位,外圈另一侧由齿形套筒1515凹槽内的弹簧挡圈1520定位,内圈由轴向主动锥盘1523的第一个台阶定位,滚动轴承V 1522内表面与轴向主动锥盘1523过渡配合,外表面与齿形套筒1515的内表面过渡配合,外圈由齿形套筒1515的右侧台阶定位,内圈由轴向主动锥盘1523的第二个台阶限位。轴向固定锥盘II 1524的右侧由套筒III 1525定位,套筒III 1525为一个阶梯形套筒与液压系统传动轴1529过渡配合,套筒III 1525的大直径外表面端顶在轴向固定锥盘II1524的后端面,小直径外表面端顶在滚动轴承VI 1526的内圈上,滚动轴承VI 1526与轴过渡配合,外圈由轴承透盖II 1527固定,轴承透盖II 1527通过螺钉IV 1528固定在壳体上。所述的滚动轴承III 1518与液压系统传动轴1529过渡配合,固定在液压系统传动轴1529左侧的轴端,外圈左侧由轴承端盖II 1516固定,内圈由液压系统传动轴1529的轴肩定位,轴承端盖II 1516 通过螺钉III 1517固定在壳体上;
轴向固定锥盘I 1509和轴向随动锥盘1507均为轮盘类零件,中心开有通孔,一个端面为锥面;轴向固定锥盘I 1509和轴向随动锥盘1507均与整车传动轴1514过渡配合,中间形成一个V形凹槽,组成另一个滑轮I。金属带1508套在滑轮I和滑轮II上,随着轴向主动锥盘 1523和轴向随动锥盘1507的移动,V形凹槽随之变宽或变窄,将金属带升高或降低,从而改变金属带与滑轮接触的直径,相当于齿轮变速机构中切换不同直径的齿轮;
所述的滚动轴承I 1504与整车传动轴1514过渡配合固定在轴端,外圈由轴承端盖I 1502 固定,内圈由套筒I 1505定位,套筒I 1505与整车传动轴1514过渡配合,回位弹簧1506缠绕在整车传动轴1514上,一端顶在套筒I 1505的前端面,另一端顶在轴向随动锥盘1507的后端面;套筒II 1510为一个阶梯形套筒,与整车传动轴1514过渡配合,大直径外表面端与轴向固定锥盘I 1509接触,小直径外表面端顶在滚动轴承II 1511的内圈上,滚动轴承II 1511 与整车传动轴1514过渡配合,滚动轴承II 1511的另一端由轴承透盖I 1512定位,轴承透盖 I 1512通过螺钉II 1513固定在壳体上。
所述的轴承端盖I 1502和轴承端盖II 1516为同轴回转体式轮盘类零件,结构可分成圆柱筒和圆盘两部分,圆柱筒中有带锥度的内孔,圆筒外表面与壳体配合,圆盘上有四个沿圆周均匀分布的圆柱通孔,作用是装入螺纹紧固件螺钉I 1501和螺钉III 1517,连接轴承端盖与壳体。所述的轴承透盖I 1512、轴承透盖II 1527为同轴回转体式轮盘类零件,结构可分成圆柱筒和圆盘两部分,圆柱筒中有带锥度的内孔,圆筒外表面与壳体配合,圆盘中心有一通孔和轴配合,圆盘沿圆周均匀分布四个圆柱通孔,螺钉I 1501和螺钉III 1517通过四个圆柱通孔与壳体相连。
转矩无级调节机构15由控制单元17控制,如可通过控制步进电机的步进角控制直齿轮 1521的转角,从而控制齿形套筒1515轴向向左或向右移动的距离,当齿形套筒1515轴向向右移动时,推动轴向主动锥盘1523使上面的V形凹槽变小迫使金属带1508上升,即液压系统传动轴1529上的滑轮II与金属带1508的接触半径r2变大,金属带1508上升推动轴向随动锥盘1507向右移动压缩回位弹簧1506,整车传动轴1514上的滑轮I与金属带1508的接触半径r1变小;当齿形套筒1515轴向向左移动时,压缩的回位弹簧1506的复位会推动轴向随动锥盘1507向左移动,使下面的V形凹槽变小迫使金属带1508下降,液压系统传动轴1529上的滑轮与金属带1508的接触半径r2变小,整车传动轴1514上的滑轮与金属带1508的接触半径r1变大,金属带1508的下降迫使上面的V形凹槽变大,使轴向主动锥盘1523向左移动,整个移动过程实现了链传动传动比i的无级变化,也即转矩的无级变化。
所述的整车传动机构30由电机或发动机9、离合器10、变速箱11、分动箱13、主减速器14、离合器II 12组成。电机或发动机9、离合器10与变速箱11按顺序依次连接,变速箱 11输出端与分动箱13主齿轮的一端相连,主齿轮的另一端与主减速器14相连,主减速器的两个输出端口分别连接两侧车轮,分动箱13副齿轮的一端与离合器II 12的前端相连,离合器II 12的后端与转矩无级调节机构15的整车传动轴1514连接。
所述的液压制动机构29由制动主缸1、二位二通电磁球阀28、ESC阀块3(ESC:Electronic Stability System电子稳定控制系统)、高速开关电磁阀2、制动轮缸组4组成;
所述的制动主缸1由制动踏板101、活塞杆102、活塞杆密封圈103、主缸缸体104、第二活塞密封圈105、第二活塞支承环106、第二活塞107、前腔活塞密封圈108、前腔活塞支承环109、主缸缸盖110、缸盖密封圈111、前腔回位弹簧112、前腔活塞113、第二腔回位弹簧114、紧固螺钉115、位移传感器116组成。
所述的主缸缸盖110为同轴回转体式轮盘类零件,结构可分成圆柱筒和圆盘两部分,圆柱筒中有带锥度的内孔,圆筒靠近圆盘端加工有一放置缸盖密封圈111的环形凹槽,圆筒外表面与主缸缸体内圆柱面配合,圆盘与主缸缸体前端以焊接的方式连接。所述的主缸缸体104 为一端向前开口筒状类零件,缸底中心处有一通孔,该通孔中有放置活塞杆密封圈103的环形凹槽,主缸缸体104内部圆柱面从前到后依次安装有前腔回位弹簧112、前腔活塞113、第二腔回位弹簧114、第二活塞107,活塞杆102。前腔回位弹簧112的前端顶在主缸缸盖110 的内表面上,后端顶在前腔活塞113的前端面上,前腔活塞113的外圆柱面套有一个用耐磨材料制成的前腔活塞支承环109,前腔活塞支承环109两侧分别套一个前腔活塞密封圈108,前腔活塞113的外圆柱面与主缸缸体104的内表面过渡配合。第二腔回位弹簧114的前端顶在前腔活塞113的后端面上,后端顶在第二活塞107的前端面上,第二活塞107的外圆柱面套有一个用耐磨材料制成的第二活塞支承环106,第二活塞支承环106两侧分别套一个第二活塞密封圈105,第二活塞107的外圆柱面与主缸缸体104的内表面过渡配合。所述的活塞杆102为轴类零件,在其前端加工有外螺纹与第二活塞107和紧固螺钉115相连,第二活塞 107被紧固螺钉115拧紧在活塞杆102前端外螺纹的根部,活塞杆102从主缸缸体104、第二活塞107和紧固螺钉115的圆心通孔穿过,活塞杆102后端安装制动踏板101。所述的位移传感器116安装在活塞杆102上,信号输出给控制单元17。主缸缸盖110内表面与前腔活塞113的前端面之间的部分组成前轮缸制动腔,前腔活塞113的后端面与第二活塞107的前端面之间的部分组成后轮缸制动腔,第二活塞107的后端面与主缸缸体的筒底面之间的部分组成主缸助力腔。前轮缸制动腔圆柱壁上有两个沿圆周方向角度差为180度的通孔c和h,通孔h位于靠近主缸缸盖侧,通孔c位于靠近前腔活塞113前端面侧,一旦开始制动前腔活塞113向前移动可将通孔c堵住,后轮缸制动腔圆柱壁上有两个沿圆周方向角度差为180度的通孔d和g,通孔g位于靠近前腔活塞113后端面侧,通孔d位于靠近第二活塞107前端面侧,一旦开始制动第二活塞107向前移动可将通孔d堵住,主缸助力腔圆柱壁上有两个沿圆周方向角度差为180度的通孔c和h,通孔c和h在轴向位置上无特殊要求。
制动主缸1的e口与二位二通电磁球阀28的A口相连,制动主缸1的f口与高速开关电磁阀2的出口相连,制动主缸1的h口连接ESC阀块前制动轮缸制动回路的入口,制动主缸1的g口连接ESC阀块后制动轮缸制动回路的入口,ESC阀块的出口分别连接制动轮缸组4 中的制动轮缸。ESC阀块为常见通用的液压制动系统阀块。
所述高速开关电磁阀2为高速开关阀,通过PWM(Pulse Width Modulation脉宽调制) 信号控制高速开关电磁阀2的开关频率,进而控制进入主缸助力腔的流量,从而控制主缸助力腔的液压力。
所述的辅助制动及能量回收再利用机构31由液压泵/马达16、插装阀I 18、二位四通电磁换向阀19、插装阀II 20、二位三通电磁换向阀21、插装阀III 22、小蓄能器23、梭阀24、大蓄能器25、安全阀26、油杯27、补油系统安全阀5、补油泵6、单向阀8、二位二通电磁换向阀7组成;
其中,液压泵/马达16的轴通过联轴器与液压系统传动轴1529连接,液压泵/马达16的出口与插装阀I 18和插装阀II 20的A口相连,液压泵/马达16的入口与单向阀8的出口、二位二通电磁换向阀7的出口、插装阀III 22的A口相连;插装阀I 18的X口与二位四通电磁换向阀19的P口相连,插装阀II 20的X口与二位四通电磁换向阀19的T口相连,大蓄能器25的进口与梭阀24的B口、插装阀II 20的B口、插装阀III 22的B口和安全阀26的入口相连,插装阀III 22的X口与二位三通电磁换向阀21的P口相连,梭阀24的S口与二位四通电磁换向阀19的B口和二位三通电磁换向阀21的A口相连,补油泵6的出口与二位二通电磁换向阀7的入口、补油系统安全阀5的入口、小蓄能器23的进口、梭阀24的A口和高速开关电磁阀2的进口相连。
所述油杯27的I号口与插装阀I 18的B口、二位四通电磁换向阀19的A口、二位三通电磁换向阀21的T口相连,油杯27的II号口与安全阀26的出口相连,油杯27的III号口与二位二通电磁球阀28的B口相连,油杯27的IV号口与制动主缸1的d口相连,油杯27 的V号口与制动主缸1的c口相连,油杯27的VI号口与补油泵6的入口、补油系统安全阀 5的出口和单向阀8的进口相连。
为避免浪费,所述的液压泵/马达16一般选择很小排量的定量泵。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1.本实用新型所述的制动能量回收方式是采用转矩无级调节机构和一个小排量定量泵液压系统相结合的方式无级平稳地改变传动比,从而改变定量泵输出转矩,实现更大的转矩输出范围,为整车传动提供辅助制动力或驱动力,解决了传统液压混合动力系统中柱塞式核心二次元件不易控制、可靠性差和有级变量过程阶跃变量会导致压力冲击等问题。
2.本实用新型所述的辅助制动及能量回收再利用机构只需采用一个小排量定量泵替代传统液压混合动力系统的核心元件--柱塞式变量元件或有级变量泵,有效降低成本,同时省去了柱塞泵的变量机构节约了很大空间,有级变量泵和其逻辑控制阀组体积巨大,底盘空间有限布置难的问题也得到了解决。
3.本实用新型所述转矩无级调节机构中的结构采用标准件和通用件,定量泵采用常用型号,通用性强,解决了传统有级变量液压混合动力系统对应每种设备不同的制动力需要需专门设计一种有级变量泵使得设备生产成本高、周期长、且维修不便和专业性要求高等问题。
4.本实用新型所述的辅助制动及能量回收再利用机构采用插装阀代替传统换向阀,具有体积小、重量轻、价格低、易开发、集成度高、可用于大流量液压系统等优势。
5.本实用新型所述的辅助制动及能量回收再利用机构结构简单,体积更小。
6.本实用新型所述的液压制动机构采用三腔液压助力替代传统真空助力器,解决了液压制动系统对发动机真空度的依赖,使得该液压制动系统可应用在混合动力汽车和纯电动汽车上。
7.本实用新型所述的的辅助制动及能量回收再利用机构将汽车动能转化为液压能存储起来,相较于以电能形式回收制动能量的效率更高、污染更低,该液压能可用于液压制动、辅助启动等。
8.本实用新型所述的辅助制动及能量回收再利用机构与液压制动机构进行有机集合,制动系统共用高压蓄能器、补油泵等装置,使二者结构更加紧凑,液压辅助制动系统和液压制动的集成可以使汽车底盘体积更小,弥补了传统混合动力系统布置难的问题,便于底盘灵活布置,适用各种车辆。
9.本实用新型所述的转矩无级调节机构中轴向主动锥盘的移动由直齿轮、齿形套筒等的机械机构控制,与常见的液压控制相比结构更简单,成本更低,节省了复杂的管路,效率更高。
附图说明
图1是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统的原理图。
图2是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中转矩无级调节机构主视图的剖视图。
图3是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中制动主缸主视图的剖视图。
图4是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中齿形套筒主视图的剖视图。
图5是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中齿形套筒的左视图。
图6是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中轴向主动锥盘主视图的剖视图。
图7是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中轴向主动锥盘的左视图。
图8是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中制动主缸缸盖主视图的剖视图。
图9是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中制动主缸缸盖的右视图。
图10是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中轴承端盖主视图的剖视图。
图11是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中轴承端盖的左视图。
图12是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中轴承透盖主视图的剖视图。
图13是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中轴承透盖的左视图。
图14是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中辅助驱动时转矩分析图。
图15是本实用新型所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统中辅助制动时转矩分析图。
以上附图使用标记如下:1.制动主缸,2.高速开关电磁阀,3.ESC阀块(ESC:Electronic Stability System电子稳定控制系统),4.制动轮缸组,5.补油系统安全阀,6.补油泵,7.二位二通电磁换向阀,8.单向阀,9.电机或发动机,10.离合器,11.变速箱,12.离合器II,13.分动箱,14.主减速器,15.转矩无级调节机构,16.液压泵/马达,17.控制单元,18.插装阀I,19.二位四通电磁换向阀,20.插装阀II,21.二位三通电磁换向阀,22.插装阀III,23.小蓄能器,24.梭阀, 25.大蓄能器,26.安全阀,27.油杯,28.二位二通电磁球阀,29.液压制动机构,30.整车传动机构,31.辅助制动及能量回收再利用机构;101.制动踏板,102.活塞杆,103.活塞杆密封圈,104.主缸缸体,105.第二活塞密封圈,106.第二活塞支承环,107.第二活塞,108.前腔活塞密封圈,109.前腔活塞支承环,110.主缸缸盖,111.缸盖密封圈,112.前腔回位弹簧,113.前腔活塞,114.第二腔回位弹簧,115.紧固螺钉,116.位移传感器;1501.螺钉I,1502.轴承端盖I,1503.壳体,1504. 滚动轴承I,1505.套筒I,1506.回位弹簧,1507.轴向随动锥盘,1508.金属带,1509.轴向固定锥盘 I,1510.套筒II,1511.滚动轴承II,1512.轴承透盖,1513.螺钉II,1514.整车传动轴,1515.齿形套筒,1516.轴承端盖II,1517.螺钉III,1518.滚动轴承III,1519.滚动轴承IV,1520.弹簧挡圈,1521. 直齿轮,1522.滚动轴承V,1523.轴向主动锥盘,1524.轴向固定锥盘II,1525.套筒III,1526.滚动轴承VI,1527.轴承透盖II,1528.螺钉IV,1529.液压系统传动轴。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步解释和说明。
参阅图1,所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统由辅助制动及能量回收再利用机构31、液压制动机构29、转矩无级调节机构15和整车传动机构30组成。
辅助制动及能量回收再利用机构31为:
所述的辅助制动及能量回收再利用机构31由液压泵/马达16、插装阀I 18、二位四通电磁换向阀19、插装阀II 20、二位三通电磁换向阀21、插装阀III 22、小蓄能器23、梭阀24、大蓄能器25、安全阀26、油杯27、补油系统安全阀5、补油泵6、单向阀8、二位二通电磁换向阀7组成。
液压制动机构29为:
所述的液压制动机构29由制动主缸1、二位二通电磁球阀28、ESC阀块3(ESC:Electronic Stability System电子稳定控制系统)、高速开关电磁阀2、制动轮缸组4组成。
整车传动机构30为:
所述的整车传动机构30由电机或发动机9、离合器10、变速箱11、分动箱13、主减速器14、离合器II 12组成。电机或发动机9、离合器10与变速箱11按顺序依次连接,变速箱 11输出端与分动箱13主齿轮的一端相连,主齿轮的另一端与主减速器14相连,主减速器的两个输出端口分别连接两侧车轮,分动箱13副齿轮的一端与离合器II 12的前端相连,离合器II 12的后端与转矩无级调节机构15的a口相连。转矩无级调节机构15的b口端通过联轴器与液压泵/马达16的轴相连。
参阅图2,转矩无级调节机构15为:
所述的转矩无级调节机构15包括轴承端盖I 1502、螺钉I 1501、壳体1503、滚动轴承I 1504、套筒I 1505、回位弹簧1506、轴向随动锥盘1507、金属带1508、轴向固定锥盘I1509、套筒 II 1510、滚动轴承II 1511、轴承透盖1512、螺钉II 1513、整车传动轴1514、齿形套筒1515、轴承端盖II 1516、螺钉III 1517、滚动轴承III 1518、滚动轴承IV 1519、弹簧挡圈1520、直齿轮1521、滚动轴承V 1522、轴向主动锥盘1523、轴向固定锥盘II 1524、套筒III 1525、滚动轴承VI 1526、轴承透盖II 1527、螺钉IV 1528、液压系统传动轴1529。
参阅图4和图5,所述的齿形套筒1515为筒类零件,其两端开有阶梯孔,左侧台阶右侧距离一个滚动轴承IV 1519宽度处开有一放置弹簧挡圈1520凹槽,外表面为直齿结构,与直齿轮1521啮合。
参阅图6和图7,所述轴向主动锥盘1523为轮盘类零件,中心开有通孔,左侧外圆柱面有两个台阶,后端面为锥面。
参阅图2,所述的滚动轴承III 1518与液压系统传动轴1529过渡配合,固定在液压系统传动轴1529轴端,外圈左侧由轴承端盖II 1516固定,内圈由轴肩定位,轴承端盖II1516通过螺钉III 1517固定在壳体上,滚动轴承IV 1519内表面与轴向主动锥盘1523过渡配合,外表面与齿形套筒1515过渡配合,滚动轴承IV 1519的外圈一侧由齿形套筒1515的左边第一个台阶定位,外圈另一侧由齿形套筒1515凹槽内的弹簧挡圈1520定位,内圈由轴向主动锥盘1523的第一个台阶定位,滚动轴承V 1522内表面与轴向主动锥盘1523过渡配合,外表面与齿形套筒1515的内表面过渡配合,外圈由齿形套筒1515的右侧台阶定位,内圈由轴向主动锥盘1523的第二个台阶限位。轴向主动锥盘1523和轴向固定锥盘II 1524均与液压系统传动轴1529过渡配合,中间形成一个V形凹槽,组成一个滑轮II。同样地,轴向固定锥盘I 1509 和轴向随动锥盘1507均与整车传动轴1514过渡配合,中间形成一个V形凹槽,组成另一个滑轮I。金属带套在两个滑轮上,随着轴向主动锥盘1523和轴向随动锥盘1507的移动,V形凹槽随之变宽或变窄,将金属带升高或降低,从而改变金属带与滑轮接触的直径,相当于齿轮变速机构中切换不同直径的齿轮。轴向固定锥盘II 1524的另一侧由套筒III1525定位,套筒III 1525为一个阶梯形套筒,与液压系统传动轴1529过渡配合,套筒III1525的大直径外表面端顶在轴向固定锥盘II 1524的后端面,小直径外表面端顶在滚动轴承VI 1526的内圈上,滚动轴承VI 1526与轴过渡配合,外圈由轴承透盖II 1527固定,轴承透盖II 1527通过螺钉 IV 1528固定在壳体上。所述的滚动轴承I 1504与整车传动轴1514过渡配合固定在轴端,外圈由轴承端盖I 1502固定,内圈由套筒I 1505定位,套筒I 1505与整车传动轴1514过渡配合,回位弹簧1506缠绕在整车传动轴1514上,一端顶在套筒I 1505的前端面,另一端顶在轴向随动锥盘1507的后端面,套筒II 1510为一个阶梯形套筒,与整车传动轴1514过渡配合,大直径外表面端与轴向固定锥盘I 1509接触,小直径外表面端顶在滚动轴承II 1511的内圈上,滚动轴承II 1511与整车传动轴1514过渡配合,滚动轴承II1511的另一端由轴承透盖I 1512 定位,轴承透盖I 1512通过螺钉II 1513固定在壳体上。
参阅图2、图10和图11,所述的轴承端盖I 1502、轴承端盖II 1516为同轴回转体式轮盘类零件,结构可分成圆柱筒和圆盘两部分,圆柱筒中有带锥度的内孔,圆筒外表面与壳体配合,圆盘上有四个沿圆周均匀分布的圆柱通孔,作用是装入螺纹紧固件螺钉I 1501和螺钉 III 1517,连接轴承端盖与壳体。
参阅图2、图12和图13,所述的轴承透盖I 1512、轴承透盖II 1527为同轴回转体式轮盘类零件,结构可分成圆柱筒和圆盘两部分,圆柱筒中有带锥度的内孔,圆筒外表面与壳体配合,圆盘中心有一通孔和轴配合,圆盘沿圆周均匀分布四个圆柱通孔,螺钉I 1501和螺钉 III 1517通过四个圆柱通孔与壳体相连。
参阅图3,所述的制动主缸1由制动踏板101、活塞杆102、活塞杆密封圈103、主缸缸体104、第二活塞密封圈105、第二活塞支承环106、第二活塞107、前腔活塞密封圈108、前腔活塞支承环109、主缸缸盖110、缸盖密封圈111、前腔回位弹簧112、前腔活塞113、第二腔回位弹簧114、紧固螺钉115、位移传感器116组成。
参阅图3、图8和图9,所述的主缸缸盖110为同轴回转体式轮盘类零件,结构可分成圆柱筒和圆盘两部分,圆柱筒中有带锥度的内孔,圆筒靠近圆盘端加工有一放置缸盖密封圈111 的环形凹槽,圆筒外表面与主缸缸体内圆柱面配合,圆盘与主缸缸体前端以焊接的方式连接。
参阅图3,所述的主缸缸体104为一端向前开口筒状类零件,缸底中心处有一通孔,该通孔中有放置活塞杆密封圈103的环形凹槽,主缸缸体104内部圆柱面从前到后依次安装有前腔回位弹簧112、前腔活塞113、第二腔回位弹簧114、第二活塞107,活塞杆102。前腔回位弹簧112的前端顶在主缸缸盖110的内表面上,后端顶在前腔活塞113的前端面上,前腔活塞113的外圆柱面套有一个用耐磨材料制成的前腔活塞支承环109,前腔活塞支承环109 两侧分别套一个前腔活塞密封圈108,前腔活塞113的外圆柱面与主缸缸体104的内表面过渡配合。第二腔回位弹簧114的前端顶在前腔活塞113的后端面上,后端顶在第二活塞107 的前端面上,第二活塞107的外圆柱面套有一个用耐磨材料制成的第二活塞支承环106,第二活塞支承环106两侧分别套一个第二活塞密封圈105,第二活塞107的外圆柱面与主缸缸体104的内表面过渡配合。所述的活塞杆102为轴类零件,在其前端加工有外螺纹与第二活塞107和紧固螺钉115相连,第二活塞107被紧固螺钉115拧紧在活塞杆102前端外螺纹的根部,活塞杆102从主缸缸体104、第二活塞107和紧固螺钉115的圆心通孔穿过,活塞杆102后端安装制动踏板101。所述的位移传感器116安装在活塞杆102上,信号输出给控制单元17。主缸缸盖110内表面与前腔活塞113的前端面之间的部分组成前轮缸制动腔,前腔活塞113的后端面与第二活塞107的前端面之间的部分组成后轮缸制动腔,第二活塞107的后端面与主缸缸体的筒底面之间的部分组成主缸助力腔。前轮缸制动腔圆柱壁上有两个沿圆周方向角度差为180度的通孔c和h,通孔h位于靠近主缸缸盖侧,通孔c位于靠近前腔活塞 113前端面侧,一旦开始制动前轮缸制动腔活塞113向前移动可将通孔c堵住,后轮缸制动腔圆柱壁上有两个沿圆周方向角度差为180度的通孔d和g,通孔g位于靠近前腔活塞113后端面侧,通孔d位于靠近第二活塞107前端面侧,一旦开始制动第二活塞107向前移动可将通孔d堵住,主缸助力腔圆柱壁上有两个沿圆周方向角度差为180度的通孔c和h,通孔c 和h在轴向位置上无特殊要求。
参阅图1,所述油杯27的I号口与插装阀I 18的B口、二位四通电磁换向阀19的A口、二位三通电磁换向阀21的T口相连,油杯27的II号口与安全阀26的出口相连,油杯27的 III号口与二位二通电磁球阀28的B口相连,油杯27的IV号口与制动主缸1的d口相连,油杯27的V号口与制动主缸1的c口相连,油杯27的VI号口与补油泵6的入口、补油系统安全阀5的出口、单向阀8的进口相连。所述的辅助制动及能量回收再利用机构31中,液压泵/马达16的出口与插装阀I 18和插装阀II 20的A口相连,液压泵/马达16的入口与单向阀8的出口、二位二通电磁换向阀7的出口、插装阀III 22的A口相连。插装阀I 18的X口与二位四通电磁换向阀19的P口相连,插装阀II 20的X口与二位四通电磁换向阀19的T 口相连,大蓄能器25的进口与梭阀24的B口、插装阀II 20和插装阀III 22的B口、安全阀 26的入口相连,插装阀III22的X口与二位三通电磁换向阀21的P口相连,梭阀24的S口与二位四通电磁换向阀19的B口和二位三通电磁换向阀21的A口相连,补油泵6的出口与二位二通电磁换向阀7的入口、补油系统安全阀5的入口、小蓄能器23的进口、梭阀24的 A口、高速开关电磁阀2的进口相连。所述的液压制动机构29中,制动主缸1的e口与二位二通电磁球阀28的A口相连,制动主缸1的f口与高速开关电磁阀2的出口相连,制动主缸 1的h口连接ESC阀块前制动轮缸制动回路的入口,制动主缸1的g口连接ESC阀块后制动轮缸制动回路的入口,ESC阀块的出口分别连接制动轮缸组4中的制动轮缸。ESC阀块为常见通用的液压制动系统阀块。
所述高速开关电磁阀2为高速开关阀,通过PWM(Pulse Width Modulation脉宽调制) 信号控制高速开关电磁阀2的开关频率,进而控制进入主缸助力腔的流量,从而控制主缸助力腔的液压力。
实现转矩无级可调的原理:
参阅图1和图2,转矩无级调节机构15由控制单元17控制,如可通过控制步进电机的步进角控制直齿轮1521的转角,从而控制齿形套筒1515轴向向左或向右移动的距离,当齿形套筒1515轴向向右移动时,推动轴向主动锥盘1523使上面的V形凹槽变小迫使金属带1508 上升,即液压系统传动轴1529上的滑轮II与金属带1508的接触半径r2变大,金属带1508 上升推动轴向随动锥盘1507向右移动压缩回位弹簧1506,整车传动轴1514上的滑轮I与金属带1508的接触半径r1变小;当齿形套筒1515轴向向左移动时,压缩的回位弹簧1506的复位会推动轴向随动锥盘1507向左移动,使下面的V形凹槽变小迫使金属带1508下降,液压系统传动轴1529上的滑轮与金属带1508的接触半径r2变小,整车传动轴1514上的滑轮与金属带1508的接触半径r1变大,金属带1508的下降迫使上面的V形凹槽变大,使轴向主动锥盘1523向左移动,整个移动过程实现了链传动传动比i的无级变化,也即转矩的无级变化。两滑轮的传动关系为:
r1×n1=r2×n2 (2)
式中:F--金属带传递的力;
T1--整车传动轴1514上滑轮转矩;
T2--液压系统传动轴1529上滑轮转矩;
r1--整车传动轴1514上的滑轮与金属带1508的接触半径;
r2--液压系统传动轴1529上的滑轮与金属带1508的接触半径;
n1--整车传动轴1514转速;
n2--液压系统传动轴1529转速;
转矩变化范围:
液压泵/马达16的输出转矩:
式中:p--大蓄能器25出口处的压力;
V--液压泵/马达16的排量;
在保证液压泵/马达16转速在高效区间的前提下,可通过控制r2、r1的大小来得到合适的输出转矩,如:通过减少r2增大r1来增加传递到车轮的转矩,通过减少r1增大r2来减小传递到车轮的转矩。
集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统的工作原理:
1.驱动工况:
1.1.常规驱动工况(辅助制动及能量回收再利用机构31不参与):当汽车处于驱动工况下,离合器II 12断开,辅助制动及能量回收再利用机构31不参与工作,系统动力只由电机或发动机9提供。
1.2.液压辅助驱动
若辅助制动及能量回收再利用机构31提供的驱动转矩经转矩无级调节机构15传递后能够满足需求驱动转矩,则由辅助制动及能量回收再利用机构31单独驱动车辆,否则由电机或发动机9提供补充的驱动力矩以满足需求转矩。
辅助制动及能量回收再利用机构31制动能量再利用的工作原理:
控制单元17控制离合器II 12接合,控制电磁阀1DT、3DT失电,2DT得电,二位四通电磁换向阀19和二位二通电磁换向阀7工作在右位,二位三通电磁换向阀21工作在左位,此时插装阀I 18的控制口X经二位四通电磁换向阀19的PA通道与油杯27相连,插装阀I 18 的AB口连通,插装阀II 20的控制口X经二位四通电磁换向阀19的BT通道与梭阀24的高压油出口S口相连,插装阀II 20的AB通道堵住,插装阀III 22的控制口X经二位三通电磁换向阀21的PT通道与油杯27相连,插装阀III 22的AB通道连通。此时大蓄能器25输出高压油经插装阀III 22的BA通道驱动液压泵/马达16使其工作在液压马达状态,输出驱动力矩经转矩无级调节机构15、离合器II 12、分动箱13、主减速器14传递至车轮,完成了液压能到动能的转化。安全阀26设定的压力低于系统能承受的最大压力,起到安全阀的作用。补油泵6输出的高压油经二位二通电磁换向阀7补充到回路中,多余油液储存在小蓄能器23中,补油系统安全阀5起到保护补油回路的作用。
2.制动工况:
若辅助制动及能量回收再利用机构31提供的制动转矩经转矩无级调节机构15传递后能够满足需求制动力矩,则由辅助制动及能量回收再利用机构31单独制动车辆,否则由液压制动机构29提供补充的制动力矩以满足需求转矩。
辅助制动及能量回收再利用机构31辅助制动能量回收的工作原理:
控制单元17控制离合器II 12接合,电磁阀1DT、3DT得电,2DT失电,二位四通电磁换向阀19和二位二通电磁换向阀7工作在左位,二位三通电磁换向阀21工作在右位,此时插装阀I 18的控制口X经二位四通电磁换向阀19的PB通道与梭阀24的高压油出口S口相连,插装阀I 18的AB通道堵住,插装阀II 20的控制口X经二位四通电磁换向阀19的AT 通道与油杯27相连,插装阀II 20的AB通道连通,插装阀III 22的控制口X经二位三通电磁换向阀21的PA通道与梭阀24的高压油出口S口相连,插装阀III 22的AB通道堵住。此时液压泵/马达16工作在液压泵状态,经单向阀8从油杯27吸油,输出的高压油经插装阀II 20的AB通道储存进大蓄能器25中,输出制动力矩经转矩无级调节机构15、离合器II 12、分动箱13、主减速器14传递至车轮,将车辆的动能转化为液体压力能储存于大蓄能器25中。安全阀26设定的压力低于系统能承受的最大压力,起到安全阀的作用。补油泵6输出的高压油经二位二通电磁换向阀7补充到回路中,多余油液储存在小蓄能器23中,补油系统安全阀 5起到保护补油回路的作用。
3.保压
制动、驱动完成后,控制单元17控制离合器II 12断开,电磁阀1DT、2DT失电,二位四通电磁换向阀19和二位三通电磁换向阀21工作在右位,插装阀I 18的控制口X经二位四通电磁换向阀19的PA通道与油杯27相连,插装阀I 18的AB通道连通,插装阀II 20的控制口X经二位四通电磁换向阀19的TB通道与梭阀24的高压油出口S口相连,插装阀II 20 的AB通道堵住,插装阀III 22的控制口X经二位三通电磁换向阀21的PA通道与梭阀24的高压油出口S口相连,插装阀III 22的AB通道堵住,所以大蓄能器25的出口堵住,压力得以保存。
液压制动机构29的工作原理:
参阅图1和图3,当踩下制动踏板101时,控制单元17接收活塞杆102上位移传感器116 的信号,并综合地面滑移率、辅助制动及能量回收再利用机构31所提供的制动力等各方面信息,判断出制动轮缸组4的目标压力,控制单元17控制4DT、5DT得电并利用PWM(PulseWidth Modulation脉宽调制)信号控制高速开关电磁阀2的开关频率,进而控制进入主缸助力腔的流量,从而控制主缸助力腔的液压力,帮助驾驶员节省制动力。前腔活塞113和第二活塞107在活塞杆102推力和液压力的共同作用下向左移动,前轮缸制动腔和后轮缸制动腔内部制动液被压缩压力升高,高压制动液分别从h和g口流出经ESC阀块3后分别流入制动轮缸组4对应的轮缸中。
制动结束,4DT、5DT失电,液压助力腔中的压力油沿e口经二位二通电磁球阀28的AB通道流回油杯27,前腔活塞113和第二活塞107分别在前腔回位弹簧112和第二腔回位弹簧114的作用下复位,前轮缸制动腔和后轮缸制动腔内部的高压制动液分别沿h口、g口流回制动主缸1。
下面结合图2、图14和图15对转矩无级调节机构的控制方式进行说明:
为避免浪费,所述的液压泵/马达16选择很小排量的定量泵,所以液压泵/马达16输出的转矩T2远小于传递至整车传动机构30的目标转矩T1。
参阅图12,液压辅助制动及能量回收再利用机构31参与制动能量再利用,大蓄能器25 输出高压油经插装阀III 22的BA通道驱动液压泵/马达16使其工作在液压马达状态,输出驱动力矩经转矩无级调节机构15、离合器II 12、分动箱13、主减速器14传递至车轮,完成了液压能到动能的转化。大蓄能器25一直处于放能状态,压力p持续降低,液压泵/马达16为定排量泵,由式(4)知,液压泵/马达16输出的驱动转矩T2也持续降低。
参阅图2和图14,以传递至整车传动机构的目标制动转矩T1为定值时为例说明转矩无级调节机构15的控制方式。由式(1)知,T2<T1,所以转矩无级调节机构起到增加转矩的作用,即r2<r1,图2所示状态为r2最小的状态,此时在保证液压泵/马达16转速在高效区间的前提下,控制单元17通过控制齿轮转角控制齿形套筒1515向右移动,推动轴向主动锥盘1523使上面的V形凹槽变小迫使金属带1508上升使r2变大,金属带1508上升推动轴向随动锥盘1507向右移动压缩回位弹簧1506使得r1变小,直至随着T2的减少,为保持T1恒定,需要增加r1,减少r2,控制单元17控制齿形套筒1515向左移动,压缩的回位弹簧1506的复位会推动轴向随动锥盘1507向左移动,使下面的V形凹槽变小迫使金属带1508下降,r2变小,r1变大,金属带1508的下降迫使上面的V形凹槽变大,使轴向主动锥盘1523向左移动。
参阅图15,液压辅助制动及能量回收再利用机构31参与制动能量回收,液压泵/马达16 工作在液压泵状态,经单向阀8从油杯27吸油,输出的高压油经插装阀II 20的AB通道储存进大蓄能器25中,输出制动力矩经转矩无级调节机构15、离合器II 12、分动箱13、主减速器14传递至车轮,将车辆的动能转化为液体压力能储存于大蓄能器25中。大蓄能器25一直处于充能状态,压力p持续升高,液压泵/马达16为定排量泵,由式(4)知,液压泵/马达 16输出的制动转矩T2也持续上升。
参阅图2和图15,以传递至整车传动机构的目标制动转矩T1为定值时为例说明转矩无级调节机构15的控制方式。T2<T1,所以转矩无级调节机构起到增加转矩的作用,即r2<r1,图2所示状态为r2最小的状态,此时在保证液压泵/马达16转速在高效区间的前提下,控制单元17通过控制齿轮转角控制齿形套筒1515向右移动,推动轴向主动锥盘1523使上面的V 形凹槽变小迫使金属带1508上升r2变大,金属带1508上升推动轴向随动锥盘1507向右移动压缩回位弹簧1506,r1变小,直至随着T2的增加,为保持T1恒定,需要增加r2,减少r1,控制齿形套筒一直向右移动。
Claims (5)
1.一种集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统,其特征在于,该系统是由辅助制动及能量回收再利用机构(31)、液压制动机构(29)、转矩无级调节机构(15)和整车传动机构(30)组成;整车传动机构(30)与转矩无级调节机构(15)传动连接,转矩无级调节机构(15)与辅助制动及能量回收再利用机构(31)传动连接,辅助制动及能量回收再利用机构(31)与液压制动机构(29)连接;
其中,所述的转矩无级调节机构(15)主要包括轴承端盖I(1502)、螺钉I(1501)、壳体(1503)、滚动轴承I(1504)、套筒I(1505)、回位弹簧(1506)、轴向随动锥盘(1507)、金属带(1508)、轴向固定锥盘I(1509)、套筒II(1510)、滚动轴承II(1511)、轴承透盖I(1512)、螺钉II(1513)、整车传动轴(1514)、齿形套筒(1515)、轴承端盖II(1516)、螺钉III(1517)、滚动轴承III(1518)、滚动轴承IV(1519)、弹簧挡圈(1520)、直齿轮(1521)、滚动轴承V(1522)、轴向主动锥盘(1523)、轴向固定锥盘II(1524)、套筒III(1525)、滚动轴承VI(1526)、轴承透盖II(1527)、螺钉IV(1528)和液压系统传动轴(1529);
所述的壳体(1503)内部为中空结构,分别开有两组同轴的通孔,整车传动轴(1514)和液压系统传动轴(1529)分别安装在两组同轴的通孔中;转矩无级调节机构(15)通过整车传动轴(1514)与整车传动机构(30)传动连接,通过液压系统传动轴(1529)与辅助制动及能量回收再利用机构(31)传动连接;
所述的齿形套筒(1515)为筒类零件,其两端开有阶梯孔,左侧台阶右侧距离一个滚动轴承IV(1519)宽度处开有一放置弹簧挡圈(1520)凹槽,齿形套筒(1515)的外表面为直齿结构,与直齿轮(1521)啮合;
所述轴向主动锥盘(1523)为轮盘类零件,中心开有通孔,左侧外圆柱面有两个台阶,后端面为锥面;轴向固定锥盘II(1524)为轮盘类零件,中心开有通孔,前端面为锥面;轴向主动锥盘(1523)和轴向固定锥盘II(1524)均与液压系统传动轴(1529)过渡配合,中间形成一个V形凹槽,组成滑轮II;
滚动轴承IV(1519)内表面与轴向主动锥盘(1523)过渡配合,外表面与齿形套筒(1515)过渡配合,滚动轴承IV(1519)的外圈一侧由齿形套筒(1515)的左边第一个台阶定位,外圈另一侧由齿形套筒(1515)凹槽内的弹簧挡圈(1520)定位,内圈由轴向主动锥盘(1523)的第一个台阶定位,滚动轴承V(1522)内表面与轴向主动锥盘(1523)过渡配合,外表面与齿形套筒(1515)的内表面过渡配合,外圈由齿形套筒(1515)的右侧台阶定位,内圈由轴向主动锥盘(1523)的第二个台阶限位;轴向固定锥盘II(1524)的右侧由套筒III(1525)定位,套筒III(1525)为一个阶梯形套筒与液压系统传动轴(1529)过渡配合,套筒III(1525)的大直径外表面端顶在轴向固定锥盘II(1524)的后端面,小直径外表面端顶在滚动轴承VI(1526)的内圈上,滚动轴承VI(1526)与轴过渡配合,外圈由轴承透盖II(1527)固定,轴承透盖II(1527)通过螺钉IV(1528)固定在壳体上;所述的滚动轴承III(1518)与液压系统传动轴(1529)过渡配合,固定在液压系统传动轴(1529)左侧的轴端,外圈左侧由轴承端盖II(1516)固定,内圈由液压系统传动轴(1529)的轴肩定位,轴承端盖II(1516)通过螺钉III(1517)固定在壳体上;
轴向固定锥盘I(1509)和轴向随动锥盘(1507)均为轮盘类零件,中心开有通孔,一个端面为锥面;轴向固定锥盘I(1509)和轴向随动锥盘(1507)均与整车传动轴(1514)过渡配合,中间形成一个V形凹槽,组成另一个滑轮I;金属带(1508)套在滑轮I和滑轮II上,随着轴向主动锥盘(1523)和轴向随动锥盘(1507)的移动,V形凹槽随之变宽或变窄,将金属带升高或降低,从而改变金属带与滑轮接触的直径,相当于齿轮变速机构中切换不同直径的齿轮;
所述的滚动轴承I(1504)与整车传动轴(1514)过渡配合固定在轴端,外圈由轴承端盖I(1502)固定,内圈由套筒I(1505)定位,套筒I(1505)与整车传动轴(1514)过渡配合,回位弹簧(1506)缠绕在整车传动轴(1514)上,一端顶在套筒I(1505)的前端面,另一端顶在轴向随动锥盘(1507)的后端面;套筒II(1510)为一个阶梯形套筒,与整车传动轴(1514)过渡配合,大直径外表面端与轴向固定锥盘I(1509)接触,小直径外表面端顶在滚动轴承II(1511)的内圈上,滚动轴承II(1511)与整车传动轴(1514)过渡配合,滚动轴承II(1511)的另一端由轴承透盖I(1512)定位,轴承透盖I(1512)通过螺钉II(1513)固定在壳体上;
所述的轴承端盖I(1502)和轴承端盖II(1516)为同轴回转体式轮盘类零件,结构可分成圆柱筒和圆盘两部分,圆柱筒中有带锥度的内孔,圆筒外表面与壳体配合,圆盘上有四个沿圆周均匀分布的圆柱通孔,作用是装入螺纹紧固件螺钉I(1501)和螺钉III(1517),连接轴承端盖与壳体;所述的轴承透盖I(1512)、轴承透盖II(1527)为同轴回转体式轮盘类零件,结构可分成圆柱筒和圆盘两部分,圆柱筒中有带锥度的内孔,圆筒外表面与壳体配合,圆盘中心有一通孔和轴配合,圆盘沿圆周均匀分布四个圆柱通孔,螺钉I(1501)和螺钉III(1517)通过四个圆柱通孔与壳体相连。
2.根据权利要求1所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统,其特征在于,所述的转矩无级调节机构(15)由控制单元(17)控制,可通过控制步进电机的步进角控制直齿轮(1521)的转角,从而控制齿形套筒(1515)轴向向左或向右移动的距离,当齿形套筒(1515)轴向向右移动时,推动轴向主动锥盘(1523)使上面的V形凹槽变小迫使金属带(1508)上升,即液压系统传动轴(1529)上的滑轮II与金属带(1508)的接触半径r2变大,金属带(1508)上升推动轴向随动锥盘(1507)向右移动压缩回位弹簧(1506),整车传动轴(1514)上的滑轮I与金属带(1508)的接触半径r1变小;当齿形套筒(1515)轴向向左移动时,压缩的回位弹簧(1506)的复位会推动轴向随动锥盘(1507)向左移动,使下面的V形凹槽变小迫使金属带(1508)下降,液压系统传动轴(1529)上的滑轮与金属带(1508)的接触半径r2变小,整车传动轴(1514)上的滑轮与金属带(1508)的接触半径r1变大,金属带(1508)的下降迫使上面的V形凹槽变大,使轴向主动锥盘(1523)向左移动,整个移动过程实现了链传动传动比i的无级变化,也即转矩的无级变化。
3.根据权利要求1所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统,其特征在于,所述的整车传动机构(30)由电机或发动机(9)、离合器(10)、变速箱(11)、分动箱(13)、主减速器(14)、离合器II(12)组成;电机或发动机(9)、离合器(10)与变速箱(11)按顺序依次连接,变速箱(11)输出端与分动箱(13)主齿轮的一端相连,主齿轮的另一端与主减速器(14)相连,主减速器的两个输出端口分别连接两侧车轮,分动箱(13)副齿轮的一端与离合器II(12)的前端相连,离合器II(12)的后端与转矩无级调节机构(15)的整车传动轴(1514)连接。
4.根据权利要求1所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统,其特征在于,所述的液压制动机构(29)由制动主缸(1)、二位二通电磁球阀(28)、ESC阀块(3)、高速开关电磁阀(2)、制动轮缸组(4)组成;
所述的制动主缸(1)由制动踏板(101)、活塞杆(102)、活塞杆密封圈(103)、主缸缸体(104)、第二活塞密封圈(105)、第二活塞支承环(106)、第二活塞(107)、前腔活塞密封圈(108)、前腔活塞支承环(109)、主缸缸盖(110)、缸盖密封圈(111)、前腔回位弹簧(112)、前腔活塞(113)、第二腔回位弹簧(114)、紧固螺钉(115)、位移传感器(116)组成;
所述的主缸缸盖(110)为同轴回转体式轮盘类零件,结构可分成圆柱筒和圆盘两部分,圆柱筒中有带锥度的内孔,圆筒靠近圆盘端加工有一放置缸盖密封圈(111)的环形凹槽,圆筒外表面与主缸缸体内圆柱面配合,圆盘与主缸缸体前端以焊接的方式连接;所述的主缸缸体(104)为一端向前开口筒状类零件,缸底中心处有一通孔,该通孔中有放置活塞杆密封圈(103)的环形凹槽,主缸缸体(104)内部圆柱面从前到后依次安装有前腔回位弹簧(112)、前腔活塞(113)、第二腔回位弹簧(114)、第二活塞(107),活塞杆(102);前腔回位弹簧(112)的前端顶在主缸缸盖(110)的内表面上,后端顶在前腔活塞(113)的前端面上,前腔活塞(113)的外圆柱面套有一个用耐磨材料制成的前腔活塞支承环(109),前腔活塞支承环(109)两侧分别套一个前腔活塞密封圈(108),前腔活塞(113)的外圆柱面与主缸缸体(104)的内表面过渡配合;第二腔回位弹簧(114)的前端顶在前腔活塞(113)的后端面上,后端顶在第二活塞(107)的前端面上,第二活塞(107)的外圆柱面套有一个用耐磨材料制成的第二活塞支承环(106),第二活塞支承环(106)两侧分别套一个第二活塞密封圈(105),第二活塞(107)的外圆柱面与主缸缸体(104)的内表面过渡配合;所述的活塞杆(102)为轴类零件,在其前端加工有外螺纹与第二活塞(107)和紧固螺钉(115)相连,第二活塞(107)被紧固螺钉(115)拧紧在活塞杆(102)前端外螺纹的根部,活塞杆(102)从主缸缸体(104)、第二活塞(107)和紧固螺钉(115)的圆心通孔穿过,活塞杆(102)后端安装制动踏板(101);所述的位移传感器(116)安装在活塞杆(102)上,信号输出给控制单元(17);主缸缸盖(110)内表面与前腔活塞(113)的前端面之间的部分组成前轮缸制动腔,前腔活塞(113)的后端面与第二活塞(107)的前端面之间的部分组成后轮缸制动腔,第二活塞(107)的后端面与主缸缸体的筒底面之间的部分组成主缸助力腔;前轮缸制动腔圆柱壁上有两个沿圆周方向角度差为(180)度的通孔c和通孔h,通孔h位于靠近主缸缸盖侧,通孔c位于靠近前腔活塞(113)前端面侧,一旦开始制动前腔活塞(113)向前移动可将通孔c堵住,后轮缸制动腔圆柱壁上有两个沿圆周方向角度差为180度的通孔d和通孔g,通孔g位于靠近前腔活塞(113)后端面侧,通孔d位于靠近第二活塞(107)前端面侧,一旦开始制动第二活塞(107)向前移动可将通孔d堵住,主缸助力腔圆柱壁上有两个沿圆周方向角度差为180度的通孔c和通孔h,通孔c和通孔h在轴向位置上;
制动主缸(1)的e口与二位二通电磁球阀(28)的A口相连,制动主缸(1)的f口与高速开关电磁阀(2)的出口相连,制动主缸(1)的h口连接ESC阀块前制动轮缸制动回路的入口,制动主缸(1)的g口连接ESC阀块后制动轮缸制动回路的入口,ESC阀块的出口分别连接制动轮缸组(4)中的制动轮缸;
所述高速开关电磁阀(2)为高速开关阀,通过PWM信号控制高速开关电磁阀(2)的开关频率,进而控制进入主缸助力腔的流量,从而控制主缸助力腔的液压力。
5.根据权利要求4所述的集成液压辅助制动及能量回收再利用装置的混合动力系统,其特征在于,
所述的辅助制动及能量回收再利用机构(31)由液压泵/马达(16)、插装阀I(18)、二位四通电磁换向阀(19)、插装阀II(20)、二位三通电磁换向阀(21)、插装阀III(22)、小蓄能器(23)、梭阀(24)、大蓄能器(25)、安全阀(26)、油杯(27)、补油系统安全阀(5)、补油泵(6)、单向阀(8)、二位二通电磁换向阀(7)组成;
其中,液压泵/马达(16)的轴通过联轴器与液压系统传动轴(1529)连接,液压泵/马达(16)的出口与插装阀I(18)和插装阀II(20)的A口相连,液压泵/马达(16)的入口与单向阀(8)的出口、二位二通电磁换向阀(7)的出口、插装阀III(22)的A口相连;插装阀I(18)的X口与二位四通电磁换向阀(19)的P口相连,插装阀II(20)的X口与二位四通电磁换向阀(19)的T口相连,大蓄能器(25)的进口与梭阀(24)的B口、插装阀II(20)的B口、插装阀III(22)的B口和安全阀(26)的入口相连,插装阀III(22)的X口与二位三通电磁换向阀(21)的P口相连,梭阀(24)的S口与二位四通电磁换向阀(19)的B口和二位三通电磁换向阀(21)的A口相连,补油泵(6)的出口与二位二通电磁换向阀(7)的入口、补油系统安全阀(5)的入口、小蓄能器(23)的进口、梭阀(24)的A口和高速开关电磁阀(2)的进口相连;
所述油杯(27)的I号口与插装阀I(18)的B口、二位四通电磁换向阀(19)的A口、二位三通电磁换向阀(21)的T口相连,油杯(27)的II号口与安全阀(26)的出口相连,油杯(27)的III号口与二位二通电磁球阀(28)的B口相连,油杯(27)的IV号口与制动主缸(1)的d口相连,油杯(27)的V号口与制动主缸(1)的c口相连,油杯(27)的VI号口与补油泵(6)的入口、补油系统安全阀(5)的出口和单向阀(8)的进口相连。
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