一种并联式液压汽车再生制动能量回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种能量回收汽车系统，具体涉及一种并联式液压汽车再生制动能量回收系统。


背景技术：

2.众所周知，液压元件和系统具有远高于其他元件和系统的功率密度，液压蓄能器的功率密度比飞轮和镍氢蓄电池都要大，其充放能量速度也要快得多。利用液压蓄能器的这一优点，将带有液压蓄能器的能量再生和利用装置配置在车辆上，并将其与发动机动力传动系统相结合，成为一种混合动力车辆。由于受国家政策影响，新能源汽车倾向于油电混合动力的研发，因此国内液压混合动力汽车技术起步晚、发展缓慢。但是由于电动汽车方面的蓄电池技术一直无法突破，加之政府也充分认识到了能源紧张的严重性，国内加快了液压混合动力车辆的研究步伐。
3.液压混合动力车辆既可充分收集制动的能量并在一定的工况下被释放出来,在需要频繁的刹车和起步时的路况，将明显地改善汽车在启动过程中黑烟排放，降低了油耗，大大延长了刹车设备的使用寿命，同时也可以减少对车辆整体总能量的消耗。这种采用液压混合动力的车辆不但可以在较短时间内实现大功率制动能源的回收和释放，而且它们在成本、可靠度等方面也有着较大的优势。在蓄电池关键技术尚不能解决的今天，液压混合动力车辆具有很好的应用前景，并能充分发挥出其技术优势。


技术实现要素：

4.针对汽车在制动过程中释放出的惯性能量，本实用新型设计了一种并联式液压汽车再生制动能量回收系统，采用双动力源的并联形式。其中发动机作为主动力源，负责在大多数工况下给车辆提供驱动力，液压泵/马达作为辅助动力源，在液压系统驱动的工况下提供动力。并联式液压混合动力车辆实现的基本功能是在车辆需要进行制动的情况下，用液压系统来制动，此时车辆的动能被转化为压力能，储存在液压蓄能器内。在车辆要启动的工况下，液压蓄能器将压力能充分释放，使得液压泵/马达高速转动，驱动车辆前进。
5.所述的一种并联式液压汽车再生制动能量回收系统包括基础车架、齿轮传动系统、电力驱动系统和液压动力系统四部分组成。其中，基础车架包括汽车底盘、轮轴、轮轴带座轴承和车轮；齿轮传动系统包括大齿轮、小齿轮、电机配合轴、液压泵配合轴、轴套、齿轮轴、轴承支撑块、轴承支架、菱形带座轴承、配合轴带座轴承；电力驱动系统包括电动机、电机
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齿轮电磁离合器和电机-离合器一体支撑架；液压动力系统包括柱塞泵、泵-齿轮轴离合器、泵-离合器一体支架、液压软管、液压油箱、压力表、先导式溢流阀、油箱支架、板式电磁开关阀、压力传感器、主阀块、液压硬管、卡套式管接头、蓄能器、小阀块等。
6.所述的基础车架有一个汽车底盘，底盘下方为四个轮轴带座轴承和两个轮轴，四个带座轴承安装在底盘的下方采用螺栓固定，轮轴两端分别带有一个车轮，其中在一个轮轴上安装有一个小齿轮用于连接动力系统。
7.所述的齿轮传动系统是连接电力驱动系统和液压动力系统的关键系统，包括四个大齿轮、三个小齿轮、一个电机配合轴、一个液压泵配合轴、一个双大齿轮轴、一个大/小齿轮轴、四个轴承支撑块、两个一体式轴承支架、两个分体式轴承支撑架、四个菱形带座轴承、四个配合轴带座轴承和两个轴套；其中，电机配合轴上安装有一个大齿轮，液压泵配合轴上安装有一个小齿轮，双大齿轮轴安装有两个大齿轮，大小齿轮轴安装有一个大齿轮和一个小齿轮，两个轴套分别连接配合轴与电磁离合器，轴承支撑块和轴承支架均采用螺栓固定于汽车底盘，配合轴带座轴承均采用螺栓固定于轴承支撑块，菱形带座轴承均采用螺栓固定于轴承支架，一体式轴承支架用于安装固定大/小齿轮轴，分体式轴承支架用于安装固定双大齿轮轴。
8.所述的电力驱动系统是汽车的主要动力装置，电机-离合器一体支撑架安装于汽车底盘上采用螺栓固定，电动机与电磁离合器均采用螺栓固定在电机-离合器一体支撑架上，电磁离合器与齿轮传动系统中的电机配合轴采用轴套连接后进行同步转动。
9.所述的液压动力系统是汽车的制动装置和辅助启动装置，泵-离合器一体支架，主阀块、小阀块和油箱支架均安装在汽车底盘上采用螺栓固定，液压泵/马达与电磁离合器均采用螺栓固定在泵-离合器一体支架上，液压油箱用螺栓固定在油箱支架上；压力表、先导式溢流阀、板式电磁开关阀和压力传感器均固定于主阀块，蓄能器安装于小阀块上，小阀块和主阀块采用一根液压硬管和两个卡套式管接头连接。
10.所述的一种并联式液压汽车再生制动能量回收系统中的螺栓采用同一公称直径且均为普通螺栓。其主要涉及以下几种工况：车辆从静止启动到匀速以及车辆从匀速制动到静止。车辆能够根据用户发出的指令和车辆自身内部的反馈自动调整各个元件的状态以达到用户的要求。车辆启动的方式分为电机驱动模式和液压驱动模式两种，车辆制动的方式也分为能量回收制动模式和机械制动模式两种，其中前者用于一般情况下的制动，后者用于处于安全性考虑下的紧急制动。
11.与现有技术相比，本实用新型能带来以下有益效果：
12.(1)本实用新型采用液压和电力两种并联式混合制动系统，利用液压蓄能器的优点，将车辆制动所产生的能量进行回收和再利用，这将会大大减小了刹车设备的损耗，并提高车辆启动时的动力。
13.(2)这种采用液压混合动力的车辆可以在较短时间内实现大功率制动能源的回收和释放，而且它们在成本、可靠度等方面也有着较大的优势。
附图说明
14.图1是本实用新型的总装结构示意图；
15.图2是基础车架和齿轮传动系统的结构示意图；
16.图3是电力驱动系统和液压动力系统的结构示意图；
17.图4是并联式混合动力系统原理图；
18.图5是控制逻辑流程图。
19.上述图中标识为：1、基础车架；2、齿轮传动系统；3、电力驱动系统；4、液压动力系统；1.1、轮轴；1.2、轮轴带座轴承；1.3、车轮；1.4、汽车底盘；2.1、液压系统轴套；2.2、液压泵配合轴；2.3、小齿轮；2.4、液压泵配合轴带座轴承；2.5、液压泵配合轴承支撑块； 2.6、一
体式轴承支架；2.7、菱形带座轴承、2.8、分体式轴承支撑架；2.9、电机配合轴带座轴承；2.10、电机配合轴承支撑块；2.11、大齿轮；2.12、双大齿轮轴；2.13、大/小齿轮轴； 2.14、电机配合轴；2.15、电机配合轴带座轴承；3.1、电机-齿轮电磁离合器；3.2、电动机； 3.3、电机-离合器一体支撑架；4.1、泵-齿轮轴离合器；4.2、柱塞泵/马达；4.3、泵-离合器一体支架；4.4、液压软管；4.5、液压油箱；4.6、压力表；4.7、主阀块；4.8、油箱支架；4.9、先导式溢流阀；4.10、蓄能器；4.11、小阀块；4.12、卡套式管接头；4.13、液压硬管；4.14、压力传感器；4.15、板式电磁开关阀。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
21.图1是本实用新型的一种实施例，包括基础车架1、齿轮传动系统2、电力驱动系统3和液压动力系统4共四部分。图4是本实施例的系统原理图，图5是本实施例的控制逻辑流程图。
22.所述的基础车架1如图2所示，有一个汽车底盘1.4，底盘下方为两个轮轴1.1和四个轮轴带座轴承1.2，四个带座轴承1.2安装在汽车底盘的下方采用螺栓固定，轮轴两端分别带有一个车轮1.3，其中在一个轮轴上安装有一个小齿轮2.3用于连接齿轮传动系统2。
23.所述的齿轮传动系统2如图2所示，电机配合轴2.14上安装有一个大齿轮2.11，液压泵配合轴2.2上安装有一个小齿轮2.3，双大齿轮轴2.12安装有两个大齿轮，大小齿轮轴2.13 安装有一个大齿轮和一个小齿轮，两个轴套2.1和2.15分别连接配合轴2.2和2.14与电磁离合器3.1和4.1，轴承支撑块2.10和轴承支架2.6、2.8均用螺栓固定于汽车底盘1.4上，配合轴带座轴承2.4、2.9均采用螺栓固定于轴承支撑块上，菱形带座轴承2.7均采用螺栓固定于轴承支架，一体式轴承支架2.6用于安装固定大/小齿轮轴2.13，分体式轴承支架2.8用于安装固定双大齿轮轴2.12。
24.所述的电力驱动系统3如图3所示，电机-离合器一体支撑3.3架安装于汽车底盘上采用螺栓固定，电动机3.2与电磁离合器3.1均采用螺栓固定在电机-离合器一体支撑架3.3上，电磁离合器3.1与齿轮传动系统2中的电机配合轴2.14采用轴套2.15连接后进行同步转动。
25.所述的液压动力系统4如图3所示，其泵-离合器一体支架4.3、主阀块4.7、小阀块4.11 和油箱支架4.8均安装在汽车底盘1.4上并采用螺栓固定，液压泵/马达4.2与电磁离合器4.1 均采用螺栓固定在泵-离合器一体支架4.3上，液压油箱4.5用螺栓固定在油箱支架4.8上；压力表4.6、先导式溢流阀4.9、板式电磁开关阀4.15和压力传感器4.15均安装于主阀块4.7上，蓄能器4.10安装于小阀块4.11上，小阀块4.11和主阀块4.7采用一根液压硬管4.13和两个卡套式管接头4.12共同连接。
26.进一步的，所述的一种并联式液压汽车再生制动能量回收系统主要涉及以下几种工况，其控制逻辑流程图如图5所示，静止启动到匀速和车辆从匀速制动到静止时，车辆能够根据用户发出的指令和车辆自身内部的反馈自动调整各个元件的状态以达到用户的要求。车辆启动的方式分为电机驱动模式和液压驱动模式两种，车辆制动的方式也分为能量回收制动模式和机械制动模式两种，其中前者用于一般情况下的制动，后者用于处于安全
性考虑下的紧急制动。
27.所述的一种并联式液压汽车再生制动能量回收系统工作原理为：发动机(电机3.2)作为主动力源，负责在大多数工况下给车辆提供驱动力，液压泵/马达4.2作为辅助动力源，在液压系统驱动的工况下提供动力。并联式液压混合动力车辆实现的基本功能是在车辆需要进行制动的情况下，用液压系统来制动，此时车辆的动能被转化为压力能，储存在液压蓄能器4.10 内。在车辆要启动的工况下，液压蓄能器4.10将压力能充分释放，使得液压泵/马达4.2高速转动，驱动车辆前进。
28.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。