一種基于工程機(jī)械液壓驅(qū)動系統(tǒng)的車輛節(jié)能裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種基于工程機(jī)械液壓驅(qū)動系統(tǒng)的車輛節(jié)能裝置，包括發(fā)動機(jī)、液壓泵、三通閥、液壓馬達(dá)、離合器、發(fā)電機(jī)、電池、增壓裝置、控制器，在減速或減載過程中，馬達(dá)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電并將電能儲存在電池中，在馬達(dá)出口的油路上連接比例流量閥，將一部分出油經(jīng)比例流量閥送至增壓裝置中，在加速或加載工況下，電池釋放電能并驅(qū)動增壓裝置對油液加壓，再將加壓后的油液經(jīng)三通閥送至主油路；連接在主油路上的壓力傳感器和連接在馬達(dá)輸出軸上的轉(zhuǎn)速傳感器將采集到的信號送至控制器，控制器經(jīng)計算處理后向比例溢流閥和增壓裝置輸出目標(biāo)電流值和目標(biāo)壓力值。本發(fā)明實現(xiàn)了能量的回收利用，達(dá)到了節(jié)能的效果。
【專利說明】一種基于工程機(jī)械液壓驅(qū)動系統(tǒng)的車輛節(jié)能裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種節(jié)能裝置，具體地說是車輛節(jié)能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界，對工程機(jī)械行業(yè)節(jié)能的要求越來越高，而在液壓系統(tǒng)中，有許多地方都可以進(jìn)行改進(jìn)。車輛在減速或減載過程中，往往會有很大一部分能量由于摩擦而損失掉，在現(xiàn)實設(shè)備中，我們經(jīng)常將這部分能量用發(fā)電機(jī)來發(fā)電，以電能的形式儲存在電池中，從而使能量得到了回收利用。在液壓驅(qū)動系統(tǒng)中，馬達(dá)做功后，從它的出油口排出的液壓油仍然具有一定的壓力能，而這部分壓力能常常由于油液直接被排入油箱而損耗掉，造成了一定的能量浪費。在車輛工作過程中，負(fù)載不是固定不變的，經(jīng)常會加載或卸載，車輛啟動加速或制動減速的狀況，在現(xiàn)有的技術(shù)中，人們常通過改變發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速或者改變泵排量、馬達(dá)排量來使馬達(dá)的輸出扭矩和功率與負(fù)載相匹配，從而使整機(jī)協(xié)調(diào)平穩(wěn)的工作，但這種方法需要較長的調(diào)控和操作時間，且經(jīng)常改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)速會使柴油機(jī)不能穩(wěn)定的工作，且經(jīng)濟(jì)性和油耗性都變差，而經(jīng)常改變泵和馬達(dá)的排量會使泵和馬達(dá)的壽命降低，且由于能量的不斷轉(zhuǎn)換而造成能量損失。因此，有必要對這些直接損耗掉的能量進(jìn)行回收利用，同時也找出新的方法來避免不必要的能量損失，使整個液壓系統(tǒng)的能量利用率得到提高，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供對車輛行進(jìn)中直接損失掉的能量進(jìn)行回收利用的一種基于工程機(jī)械液壓驅(qū)動系統(tǒng)的車輛節(jié)能裝置。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明一種基于工程機(jī)械液壓驅(qū)動系統(tǒng)的車輛節(jié)能裝置，其特征是:發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、增壓裝置、電池、液壓泵、液壓馬達(dá)、離合器、控制器，發(fā)動機(jī)的輸出軸與液壓泵相連并驅(qū)動液壓泵從油箱中吸取液壓油，吸取的液壓油從主油路進(jìn)入到液壓馬達(dá)中，液壓馬達(dá)在液壓油的驅(qū)動下帶動負(fù)載做功，負(fù)載通過離合器與發(fā)電機(jī)相連，發(fā)電機(jī)連接電池，電池和控制器分別連接增壓裝置，液壓馬達(dá)通過第一支路連通增壓裝置，在第一支路上安裝比例流量閥，比例流量閥連接控制器，主油路上設(shè)置三通閥，三通閥連接第二支路，增壓裝置通過第二支路連接三通閥；在車輛的加速或加載過程中，液壓馬達(dá)中的部分液壓油經(jīng)第一支路進(jìn)入增壓裝置，電池驅(qū)動增壓裝置對液壓油進(jìn)行增壓，液壓油增壓后經(jīng)第二支路流回主油路。
[0006]本發(fā)明還可以包括:
[0007]1、液壓泵的出口處安裝壓力傳感器，壓力傳感器將采集到的壓力信息傳送給控制器；液壓馬達(dá)的輸出軸上安裝速度傳感器，速度傳感器將采集到的轉(zhuǎn)速信息傳送給控制器。
[0008]2、控制器獲取壓力信息和速度信息后，向增壓裝置輸出目標(biāo)壓力值，向比例流量閥輸出電流值，從而控制比例流量閥的開口量以及進(jìn)入到增壓裝置中的液壓油流量。
[0009]3、在車輛減速或減載過程中，控制器向比例流量閥輸出的電流值為零。[0010]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本節(jié)能裝置中，將車輛在減速或減載過程中的多余的能量以電能的形式收集起來，儲存在電池中，并在車輛加速或加載時釋放出來，驅(qū)動增壓裝置對油液進(jìn)行增壓，使這部分能量得到了回收利用。在車輛加速或加載時，將一定流量的馬達(dá)出油在增壓裝置中增壓后經(jīng)過三通閥送至主油路中，從而增加了進(jìn)入馬達(dá)的流量，使液壓馬達(dá)的輸出功率增加，達(dá)到加速的目的，避免了在傳統(tǒng)的車輛加速或加載調(diào)控中，需要調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或者泵排量馬達(dá)排量的過程，使系統(tǒng)的反應(yīng)時間縮短，也使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速波動較小，始終保持在經(jīng)濟(jì)工況范圍內(nèi)，使油耗減少，經(jīng)濟(jì)性增強(qiáng)；也減少了泵馬達(dá)的排量的變化范圍，使泵馬達(dá)的使用壽命增長，減少了在傳統(tǒng)調(diào)節(jié)過程中由于能量的不斷轉(zhuǎn)化而造成的能量損失；使原本直接損耗的能量得到了回收利用，減小了柴油機(jī)的油耗，使整個系統(tǒng)的能量利用率提高，達(dá)到了節(jié)能的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0013]結(jié)合圖1，本發(fā)明主要由以下幾部分組成:包括發(fā)動機(jī)1，液壓泵2，三通閥3，液壓馬達(dá)4，負(fù)載5，離合器6，發(fā)電機(jī)7，電池8，增壓裝置9，比例流量閥10，控制器11，壓力傳感器12及速度傳感器13。它的特征在于:如圖1中，發(fā)動機(jī)I通過輸出軸與液壓泵2相連接，驅(qū)動液壓泵2轉(zhuǎn)動從而從油箱中吸取液壓油，液壓油從主油路進(jìn)入到液壓馬達(dá)4中，液壓馬達(dá)4在油液的驅(qū)動作用下轉(zhuǎn)動而帶動負(fù)載5做功；負(fù)載5通過離合器6與發(fā)電機(jī)7相連接，發(fā)電機(jī)7又連接至電池8，在車輛減速或減載過程中，離合器6接通，馬達(dá)4帶動發(fā)電機(jī)7發(fā)電，使多余的能量以電能的形式儲存在電池8中，控制器11向比例流量閥10輸出的電流值為零；在車輛加速或加載過程中，液壓馬達(dá)4的一部分出油經(jīng)過比例流量閥10進(jìn)入到增壓裝置9中，由電池8中的電能驅(qū)動增壓裝置9對進(jìn)入其中的油液進(jìn)行增壓，具體增壓程度由控制器11輸出的目標(biāo)壓力信號確定，油液增壓后通過三通閥3進(jìn)入到主油路中，從而增大進(jìn)入液壓馬達(dá)4的流量，使液壓馬達(dá)4的輸出功率增加，從而滿足其與負(fù)載5的匹配；液壓泵2的出口處的壓力傳感器12，將采集到的壓力值傳送給控制器11，液壓馬達(dá)4輸出軸上的速度傳感器13將采集到的轉(zhuǎn)速值傳送給控制器11，控制器11經(jīng)過計算處理后向增壓裝置9輸出其目標(biāo)壓力值，向比例流量閥10輸出其電流值，從而控制其閥10的開口量及進(jìn)入到增壓裝置9中的油液流量。
[0014]在減速或減載過程中，控制器11向比例流量閥10輸出的電流值為零，且該系統(tǒng)仍采取傳統(tǒng)的溢流或調(diào)節(jié)排量等方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0015]本發(fā)明液壓系統(tǒng)節(jié)能裝置，包括發(fā)動機(jī)1，液壓泵2，三通閥3，液壓馬達(dá)4，負(fù)載5，離合器6，發(fā)電機(jī)7，電池8，增壓裝置9，比例流量閥10，控制器11，壓力傳感器12及速度傳感器13。發(fā)動機(jī)I的輸出軸與液壓泵2相連接，液壓泵2與主油路相連，主油路上有三通閥3，馬達(dá)4與主油路和負(fù)載5相連，負(fù)載5再通過離合器6與發(fā)電機(jī)7相連，在車輛減速或減載過程中，離合器6接通，馬達(dá)4帶動發(fā)電機(jī)I發(fā)電，所產(chǎn)生的電能儲存在電池8中，電池8與增壓裝置9相連，增壓裝置9與比例流量閥10、三通閥3和控制器11相連，比例流量閥10與液壓馬達(dá)4的出油口和控制器11相連，三通閥3連在主油路上，控制器11與速度傳感器13和壓力傳感器12相連。
[0016]比例流量閥10與液壓馬達(dá)4和增壓裝置9相連相連，在車輛進(jìn)行加速或加載時，將液壓馬達(dá)4的出油的一部分通過比例流量閥10而進(jìn)入增壓裝置9中；
[0017]增壓裝置9與電池8和三通閥3相連，電池8的電能帶動增壓裝置9將進(jìn)入其內(nèi)部的油液進(jìn)行加壓，其增壓程度取決于控制器11輸出的目標(biāo)壓力值，再將壓縮至一定壓力的液壓油輸送至三通閥3進(jìn)入到主油路中，使其與從液壓泵2中輸出的液壓油一起送至液壓馬達(dá)4中，使液壓馬達(dá)4的流量增加,從而使其輸出功率增加，而與負(fù)載5相匹配。
[0018]所述控制器11與速度傳感器13、壓力傳感器12、比例電流閥10和增壓裝置9相連接，速度傳感器13接在液壓馬達(dá)4的輸出軸上采集馬達(dá)4轉(zhuǎn)速，再將采集的信號送給控制器11，壓力傳感器12接在主油路上，采集高壓油路的壓力值，再將采集信號送至控制器11，控制器11經(jīng)計算處理后，向增壓裝置9輸出其目標(biāo)壓力值，向比例流量閥10輸出一定的電流值從而調(diào)節(jié)閥口面積，使相應(yīng)流量的油液進(jìn)入到增壓裝置9中。
[0019]在加速或加載過程中，控制器11向比例電流閥10輸出的電流值不為零；在減速或減載過程中，控制器11向比例流量閥10輸出的電流值為零，仍采取傳統(tǒng)的溢流或調(diào)節(jié)排量等方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于工程機(jī)械液壓驅(qū)動系統(tǒng)的車輛節(jié)能裝置，其特征是:發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、增壓裝置、電池、液壓泵、液壓馬達(dá)、離合器、控制器，發(fā)動機(jī)的輸出軸與液壓泵相連并驅(qū)動液壓泵從油箱中吸取液壓油，吸取的液壓油從主油路進(jìn)入到液壓馬達(dá)中，液壓馬達(dá)在液壓油的驅(qū)動下帶動負(fù)載做功，負(fù)載通過離合器與發(fā)電機(jī)相連，發(fā)電機(jī)連接電池，電池和控制器分別連接增壓裝置，液壓馬達(dá)通過第一支路連通增壓裝置，在第一支路上安裝比例流量閥，比例流量閥連接控制器，主油路上設(shè)置三通閥，三通閥連接第二支路，增壓裝置通過第二支路連接三通閥；在車輛的加速或加載過程中，液壓馬達(dá)中的部分液壓油經(jīng)第一支路進(jìn)入增壓裝置，電池驅(qū)動增壓裝置對液壓油進(jìn)行增壓，液壓油增壓后經(jīng)第二支路流回主油路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工程機(jī)械液壓驅(qū)動系統(tǒng)的車輛節(jié)能裝置，其特征是:液壓泵的出口處安裝壓力傳感器，壓力傳感器將采集到的壓力信息傳送給控制器；液壓馬達(dá)的輸出軸上安裝速度傳感器，速度傳感器將采集到的轉(zhuǎn)速信息傳送給控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于工程機(jī)械液壓驅(qū)動系統(tǒng)的車輛節(jié)能裝置，其特征是:控制器獲取壓力信息和速度信息后，向增壓裝置輸出目標(biāo)壓力值，向比例流量閥輸出電流值，從而控制比例流量閥的開口量以及進(jìn)入到增壓裝置中的液壓油流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種基于工程機(jī)械液壓驅(qū)動系統(tǒng)的車輛節(jié)能裝置，其特征是:在車輛減速或減載過程中，控制器向比例流量閥輸出的電流值為零。
【文檔編號】F15B21/14GK103629196SQ201310697662
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】宋恩哲, 王亞芳, 陰美梁, 丁順良, 趙國峰 申請人:哈爾濱工程大學(xué)