具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓混合動力傳動系統(tǒng)，具體涉及一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統(tǒng)，屬動力傳動領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]靜液傳動技術(shù)具有功率密度大、無級調(diào)速等優(yōu)點，隨著環(huán)境與能源問題日趨嚴重，基于靜液傳動技術(shù)的液壓混合動力驅(qū)動技術(shù)得到了快速發(fā)展。最初的液壓混合動力系統(tǒng)主要是栗控馬達的形式，伴隨著液壓恒壓網(wǎng)絡和液壓變壓器的興起和發(fā)展，出現(xiàn)了基于液壓恒壓網(wǎng)絡和液壓變壓器的液壓混合動力系統(tǒng)。這種動力系統(tǒng)的優(yōu)勢在于:液壓恒壓網(wǎng)絡既可以通過液壓變壓器輸出能量，也可以通過液壓變壓器從負載端回收能量；液壓變壓器既可以實現(xiàn)升壓，也可以實現(xiàn)降壓，而且理論上還沒有節(jié)流損失。
[0003]為了能夠滿足車輛的正常工作，基于液壓恒壓網(wǎng)絡和液壓變壓器的液壓混合動力系統(tǒng)必須具備工作四象限的特性，即能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的前進驅(qū)動、前進制動、后退驅(qū)動和后退制動。而目前動力系統(tǒng)實現(xiàn)四象限的特性需要借助于電磁閥的控制，增加了系統(tǒng)的控制難度和結(jié)構(gòu)復雜程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統(tǒng)，通過引入壓力交叉反饋來控制液控單向閥，使得僅通過改變液壓變壓器控制角，就能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動/制動工況的自適應切換，有利于減少系統(tǒng)控制的難度和結(jié)構(gòu)的復雜度。
[0005]所述的具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統(tǒng)包括:發(fā)動機、高壓蓄能器、低壓蓄能器、恒壓變量栗、液壓變壓器和液壓馬達；外圍設備為車輛的主減速器，此外還包括:液控單向閥a和液控單向閥b。令所述液壓變壓器的三個端口分別為端口 A、端口 B和端口 T ;所述液壓馬達為雙向定量馬達，令其兩個油口分別為油口 A和油口 B。
[0006]其連接關(guān)系為:所述發(fā)動機與恒壓變量栗同軸連接，所述恒壓變量栗的輸出端口通過設置有單向閥的油路與高壓蓄能器相連，其中所述單向閥的進油口與恒壓變量栗相連；所述恒壓變量栗的輸入端口與低壓蓄能器相連；所述液壓變壓器的端口 A與高壓蓄能器相連，端口 B與液壓馬達的油口 A相連，端口 T與液壓馬達的油口 B相連；所述液壓馬達的輸出軸與所述主減速器相連。
[0007]所述液控單向閥a的進油口和液控單向閥b的進油口分別與低壓蓄能器相連；所述液控單向閥a的出油口及液控單向閥b的液控端分別與液壓變壓器的端口 B相連；所述液控單向閥b出油口及液控單向閥a的液控端分別與液壓變壓器的端口 T相連。
[0008]有益效果:
[0009]通過引入壓力交叉反饋來控制液控單向閥，即利用負載油路的壓力反饋來控制液控單向閥的狀態(tài)(單向連通或雙向連通)。通過改變液壓變壓器控制角，兩個液控單向閥的工作狀態(tài)便能夠?qū)崿F(xiàn)自適應改變，從而完成驅(qū)動工況到制動工況的轉(zhuǎn)換，無需額外施加系統(tǒng)工況切換的控制，簡化了系統(tǒng)的控制復雜度和難度。
【附圖說明】
[0010]圖1為該傳動系統(tǒng)的動力傳動方案示意圖；
[0011]圖2為該動力系統(tǒng)工作四象限模式示意圖。
[0012]其中:2-發(fā)動機，3-高壓蓄能器，4-單向閥，5-恒壓變量栗，7-液壓變壓器，8_液控單向閥a，9-液壓馬達，10-主減速器，12-液控單向閥b，13-低壓蓄能器。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合圖1對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0014]本實施例提供一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統(tǒng)，能夠隨著液壓變壓器控制角的改變，實現(xiàn)車輛驅(qū)動/制動的自適應切換，無需額外的施加控制，提高了工作效率，簡化車輛控制的復雜程度。
[0015]該液壓混合動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)動機2、高壓蓄能器3、低壓蓄能器13、恒壓變量栗5、液壓變壓器7和液壓馬達9 ;外圍設備為車輛的主減速器10。令所述液壓變壓器7的三個端口分別為端口 A、端口 B和端口 T。液壓馬達9為雙向定量馬達，令其兩個油口分別為油口 A和油口 B。
[0016]其連接關(guān)系如圖1所示:所述發(fā)動機2與恒壓變量栗5同軸連接，用于驅(qū)動恒壓變量栗5。恒壓變量栗5的輸出端口通過設置有單向閥4的油路與高壓蓄能器3相連，單向閥4用于防止高壓蓄能器3內(nèi)的油液倒流至恒壓變量栗5。恒壓變量栗5的輸入端口通過油路與低壓蓄能器13相連。上述與低壓蓄能器13連接的油路為液壓恒壓網(wǎng)絡的低壓油路，與高壓蓄能器3連接的油路為液壓恒壓網(wǎng)絡的高壓油路。液壓變壓器7的端口 A與液壓恒壓網(wǎng)絡的高壓油路相連，液壓變壓器7的端口 B與液壓馬達9的油口 A相連，液壓變壓器7的端口 T與液壓馬達9的油口 B相連，液壓馬達9的輸出軸連接主減速器10。液控單向閥a8的輸入端口與液壓恒壓網(wǎng)絡的低壓油路相連，輸出端口與液壓馬達9的油口 A相連；液控單向閥bl2的輸入端口與液壓恒壓網(wǎng)絡的低壓油路相連，輸出端口與液壓馬達9的油口B相連；液控單向閥a8的液控端連接液控單向閥bl2的輸出端口，液控單向閥bl2的液控端連接液控單向閥a8的輸出端口。
[0017]在所述高壓蓄能器與低壓蓄能器之間、液壓馬達的油口 A與低壓蓄能器之間、液壓馬達的油口 B與低壓蓄能器之間分別設置連接有溢流閥的油路。所述溢流閥起到穩(wěn)壓、系統(tǒng)卸荷和安全保護的作用。
[0018]下面結(jié)合圖2具體介紹該液壓混合動力傳動裝置的工作原理:
[0019]在圖2中，H表示液壓恒壓網(wǎng)絡的高壓油路，L表示液壓恒壓網(wǎng)絡的低壓油路，A表示液壓變壓器的端口 A，B表示液壓變壓器的端口 B，T表示液壓變壓器的端口 T，TDC表示液壓變壓器的上止點，Θ表示液壓變壓器7的控制角，橫坐標表示轉(zhuǎn)矩，縱坐標表示轉(zhuǎn)速，正負方向分別表不轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向。
[0020](I)車輛前進行駛一車輛前進制動之間的自適應切換
[0021]車輛前進行駛時，液壓變壓器控制角為正，液壓變壓器順時針旋轉(zhuǎn)，此時液壓變壓器的端口 A為其入口，端口 B為出口，端口 T為補給口。高壓蓄能器3通過液壓變壓器端口A輸入高壓油，液壓變壓器端口 B向液壓馬達輸出高壓油，驅(qū)動液壓馬達旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動車輛前進。此時，由于液壓變壓器端口 B壓力為高壓，使得液控單向閥b的進出油口接通，液壓變壓器端口 T壓力為低壓，液控單向閥a只單向接通(此時由于液控單向閥a出口壓力大于其入口壓力，液控單向閥a內(nèi)沒有油液流通)，液壓變壓器端口 T及液壓馬達的輸出端通過液控單向閥b與液壓恒壓網(wǎng)絡低壓油路連通，如圖2中的第一象限。
[0022]當車輛需要前進制動時，改變液壓變壓器控制角，使液壓變壓器控制角為負，液壓變壓器依靠慣性瞬時針旋轉(zhuǎn)。此時液壓變壓器的端口 A為其出口，端口 B為補給口，端口 T為入口。由于此時液壓變壓器控制角為負，使得液壓變壓器端口 B壓力降低，液控單向閥b只單向接通；液壓變壓器端口 T壓力升高，使得液控單向閥a的進出油口接通，液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩方向改變，但由于此時液壓馬達輸出轉(zhuǎn)速沒有改變方向，液壓馬達輸?shù)霓D(zhuǎn)矩對轉(zhuǎn)速具有減速作用，即液壓馬達對車輛產(chǎn)生制動力矩，車輛進入前進制動狀態(tài)。液壓變壓器端口B通過液控單向閥a與液壓恒壓網(wǎng)絡低壓油路連通，如圖2中的第二象限。
[0023](2)車輛反向前進一車輛反向制動之間的自適應切換
[0024]車輛反向前進時，液壓變壓器控制角為負，液壓變壓器逆時針旋轉(zhuǎn)，此時液壓變壓器的端口 A為其入口，端口 B為補給口，端口 T為出口。高壓蓄能器3通過液壓變壓器端口 A輸入高壓油，液壓變壓器端口 T向液壓馬達輸出高壓油，驅(qū)動液壓馬達反方向旋轉(zhuǎn)，車輛反向前進。此時，由于液壓變壓器端口 T的壓力為高壓，促使液控單向閥a的進出油口接通，液壓變壓器端口 B壓力為低壓，液控單向閥只單向接通，液壓變壓器端口 B通過液控單向閥a與液壓恒壓網(wǎng)絡低壓油路連通，如圖2中的第三象限。
[0025]當車輛需要反向制動時，改變液壓變壓器控制角，使液壓變壓器控制角為正，液壓變壓器逆時針旋轉(zhuǎn)，此時液壓變壓器的端口 A為其出口，端口 B為入口，端口 T為補給口。由于此時液壓變壓器控制角為正，液壓變壓器端口 T壓力降低，液控單向閥a只單向接通，液壓變壓器端口 B壓力升高，促使液控單向閥b的進出油口接通，液壓馬達對車輛產(chǎn)生反向制動力矩，車輛進入反向制動狀態(tài)。此時，液壓變壓器端口 T通過液控單向閥b與液壓恒壓網(wǎng)絡低壓油路連通，如圖2中的第四象限。
[0026]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)先實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統(tǒng)，包括:發(fā)動機(2)、高壓蓄能器(3)、低壓蓄能器(13)、恒壓變量栗(5)、液壓變壓器(7)和液壓馬達(9);外圍設備為車輛的主減速器(10);其特征在于，還包括:液控單向閥a(8)和液控單向閥b(12);令所述液壓變壓器(7)的三個端口分別為端口 A、端口 B和端口 T ;所述液壓馬達(9)為雙向定量馬達，令其兩個油口分別為油口 A和油口 B ； 其連接關(guān)系為:所述發(fā)動機(2)與恒壓變量栗(5)同軸連接，所述恒壓變量栗(5)的輸出端口通過設置有單向閥⑷的油路與高壓蓄能器⑶相連，其中所述單向閥⑷的進油口與恒壓變量栗(5)相連；所述恒壓變量栗(5)的輸入端口與低壓蓄能器(13)相連；所述液壓變壓器(7)的端口 A與高壓蓄能器(3)相連，端口 B與液壓馬達(9)的油口 A相連，端口 T與定排量液壓馬達(9)的油口 B相連；所述液壓馬達(9)的輸出軸與所述主減速器(10)相連； 所述液控單向閥a(8)的進油口和液控單向閥b(12)的進油口分別與低壓蓄能器(13)相連；所述液控單向閥a(8)的出油口及液控單向閥b(12)的液控端分別與液壓變壓器(7)的端口 B相連；所述液控單向閥b(12)出油口及液控單向閥a(8)的液控端分別與液壓變壓器⑵的端口 T相連。2.如權(quán)利要求1所述的具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，在所述高壓蓄能器(3)與低壓蓄能器(13)之間、液壓馬達(9)的油口 A與低壓蓄能器(13)之間、液壓馬達(9)的油口 B與低壓蓄能器(13)之間分別設置連接有溢流閥的油路。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統(tǒng)，屬動力傳動領(lǐng)域。該動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)動機、高壓蓄能器、低壓蓄能器、恒壓變量泵、液壓變壓器、定排量液壓馬達和兩個液控單向閥。車輛需要進行驅(qū)動/制動工況的切換時，改變液壓變壓器的控制角后，通過系統(tǒng)壓力交叉反饋，控制系統(tǒng)中的兩個液控單向閥，來實現(xiàn)驅(qū)動/制動工況的自適應切換，簡化了液壓混合動力傳動系統(tǒng)的控制復雜度和難度。
【IPC分類】B60K6/22, B60K6/42, B60K17/10
【公開號】CN105015316
【申請?zhí)枴緾N201510381470
【發(fā)明人】吳維, 狄崇峰, 胡紀濱, 苑士華, 荊崇波
【申請人】北京理工大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月2日