CN104249715B - 公交汽车制动能量回收再生液压*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种公交汽车制动能量回收再生液压***，包括用于通过连接装置(13)与变速箱(12)耦合连接的液压泵/马达(7)，液压泵/马达(7)的两个油口分别通过第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)与电液换向阀(2)的两个油口对应连接，所述第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)和电液换向阀(2)均与液压蓄能器(5)连接。本发明的公交汽车制动能量回收再生液压***将液压泵/马达的两个油口分别通过两个电磁换向阀与电磁液压阀及液压蓄能器连接，实现公交汽车倒车情况下的制动能量回收及再利用。该液压***实现了公交汽车制动能量和势能的回收和再利用，结构简单、工作可靠、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种公交汽车制动能量回收再生液压***。
背景技术
目前运行的城市公交汽车，由于公交站点较多、红绿灯较多、停车载客和道路拥挤等原因，造成城市公交车非常频繁地制动、停车、起动、加速等工况。普通公交汽车在制动过程中，其制动能量和势能一般转变为制动器上的热量以热能的形式散失而消耗，导致能量的浪费；起动时发动机又在低速重载的工况下重新投入工作，既浪费能源又污染环境。
目前存在的混合动力公交汽车，主要是油电混合动力或者气电混合动力，其制动能量回收的储能元件主要是超级电容或蓄电池，其能量密度较小，而且价格较贵。而液压蓄能器相比于超级电容或蓄电池，其能量密度大，价格便宜，具有较大的优势。在公共汽车制动减速过程中，车速由V降低至0，在制动能量再生***中，汽车制动过程中的动能经传动***传递至液压泵/马达，液压泵/马达再把低压油压入高压蓄能器，从而实现能量的回收。
液压储能式制动能量回收再生***，以其大功率密度，低成本而得到越来越广泛的关注。其中，并联式液压能量再生装置与车辆原机械传动装置并联，利用液压泵/马达的工况可逆及液压蓄能器的储能功能，回收车辆的制动能量并加以重新利用，从而达到节能减排的目的。但是，现阶段并联式液压能量再生***普遍不具有倒车情况下的制动能量回收再利用的功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种公交汽车制动能量回收再生液压***，以解决现有液压***不能在倒车情况下进行制动能量回收再利用的问题。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种公交汽车制动能量回收再生液压***，包括用于通过连接装置(13)与变速箱(12)耦合连接的液压泵/马达(7)，所述液压泵/马达(7)的两个油口分别通过第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)与电液换向阀(2)的两个油口对应连接，所述第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)和电液换向阀(2)均与液压蓄能器(5)连接。
所述第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)均为两位三通电磁换向阀，电液换向阀(2)为三位四通电磁换向阀，第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)的P口分别与液压泵/马达(7)的两个油口对应连接，第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)的A口分别与电液换向阀(2)的A口、B口连接，第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)的B口分别用于与液压蓄能器(5)连接；液压蓄能器(5)用于与电液换向阀(2)的P口连接，电液换向阀(2)的T口用于与油箱连接。
所述液压蓄能器(5)与第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)及电液换向阀(2)之间均连接有单向阀。
所述液压蓄能器(5)与电液换向阀(2)之间连接有两位两通电磁换向阀(16)。
所述液压蓄能器(5)上还连接有溢流阀(3)。
所述液压泵/马达(7)与第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)之间的油路上均旁接有用于通过单向阀和油箱连接的出油支路。
所述液压泵/马达(7)的两个油口及液压蓄能器(5)的油口上均连接有用于与ECU电控单元的信号输入端连接的压力传感器，所述ECU电控单元的信号输出端还分别用于与制动踏板、油门踏板、档位信号端连接，ECU电控单元的控制端与第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)、电液换向阀(2)及两位两通电磁换向阀(16)的控制端连接。
本发明的公交汽车制动能量回收再生液压***能量的回收和利用是通过可逆的液压泵/马达以及液压蓄能器来实现的，液压泵/马达在回收能量时最为油泵，在释放能量时作为马达。能量回收与释放转换是由阀组及其相应的辅助装置实现，将液压泵/马达的两个油口分别通过两个电磁换向阀与电磁液压阀及液压蓄能器连接，实现公交汽车倒车情况下的制动能量回收及再利用。该液压***是在传统公交汽车底盘基础上，通过增加一套制动能量回收液压***，实现公交汽车制动能量和势能的回收和再利用，达到节能减排的目的，结构简单、工作可靠、成本低。
该制动能量回收液压***通过ECU电控单元控制电磁换向阀动作，控制精度较高，实现了制动能量回收与再利用的自动化控制。
附图说明
图1为本发明的结构原理图；
图2为制动能量回收控制流程图；
图3为制动能量回收再利用控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
如图1所示为本发明公交汽车制动能量回收再生液压***实施例的结构原理图，由图可知，该回收再生液压***通过变速箱与原车辆机械传动***进行耦合，即液压泵/马达7通过连接装置13与变速箱12耦合连接，变速箱12经输出轴连接公共汽车主减速器14，变速箱的输入端通过离合器与发动机连接。
液压泵/马达7的两个油口分别通过第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀4与电液换向阀2的两个油口对应连接，第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀4和电液换向阀2均与液压蓄能器5连接。
本实施例的第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀4均为两位三通电磁换向阀，电液换向阀2为三位四通电磁换向阀，第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀4的P口分别与液压泵/马达7的两个油口对应连接，第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀4的A口分别与电液换向阀2的A口、B口连接，第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀4的B口分别用于与液压蓄能器5连接；液压蓄能器5用于与电液换向阀2的P口连接，电液换向阀2的T口用于与油箱连接。
另外，为避免油液在输出过程中逆流，在液压蓄能器5与第一电磁换向阀15设置单向阀1-5、其与第二电磁换向阀4之间设有单向阀1-2，其与电液换向阀2之间设有单向阀1-1；同时，还在液压蓄能器5与电液换向阀2之间设置有两位两通电磁换向阀16；并在液压蓄能器5上设置与油箱连接的溢流阀3。
液压泵/马达7与第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀4之间的油路上均旁接有用于通过单向阀1-4、1-3和油箱连接的支路，单向阀1-4、1-3用于保证第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀4油口的油液不会流向油箱。
液压泵/马达7的两个油口及液压蓄能器5的油口上均连接有用于与ECU电控单元的信号输入端连接的压力传感器6-1、6-2、6-3，ECU电控单元的信号输出端还分别用于与制动踏板9、油门踏板10、档位信号端连接，ECU电控单元的控制端与第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀4、电液换向阀2及两位两通电磁换向阀16的控制端连接。
本发明的公交汽车制动能量回收再生液压***工作原理及过程如下：
(1)公交汽车前进档制动能量回收：ECU电控单元收到制动踏板9、油门踏板10和档位信号，依据图2所示的制动能量回收流程图，若判定此时车辆为前进挡且可以进行制动能量回收，则控制第二电磁换向阀4工作于右位，电液换向阀2、第一电磁换向阀15和两位两通电磁换向阀16均处于原状态，车轮的驱动力经主减速器14、变速箱的输出轴及连接装置13驱动液压泵/马达7液压泵方式工作，液压泵/马达7泵出的高压油由第二电磁换向阀4的P口经B口输出，再经液压单向阀1-2流入蓄能器5，回收制动能量，液压单向阀1-2保证液压***在能量回收过程中，液压泵/马达7不会被蓄能器的高压油反向驱动。
(2)公交汽车倒档制动能量回收：ECU电控单元收到制动踏板9、油门踏板10和档位信号，依据图2所示的制动能量回收逻辑流程图，若判定此时是倒挡且可以进行制动能量回收，则控制第一电磁换向阀15工作于左位，电液换向阀2、第二电磁换向阀4和两位两通电磁换向阀16均处于原状态，车轮的驱动力经主减速器14、变速箱的输出轴及连接装置13驱动液压泵/马达7液压泵方式工作，液压泵/马达7泵出的高压油由第一电磁换向阀15的P口经B口输出，再经液压单向阀1-5流入蓄能器5，回收制动能量，液压单向阀1-5保证液压***在能量回收过程中，液压泵/马达7不会被蓄能器的高压油反向驱动。
(3)公交汽车前进档制动能量回收再利用：ECU电控单元收到制动踏板9、油门踏板10和档位信号，依据图3所示的制动能量回收流程图，若判定此时是前进挡且可以进行制动能量回收再利用，则控制两位两通电磁换向阀16工作，电液换向阀2工作于左位，第一电磁换向阀15工作于右位，第二电磁换向阀4工作于左位。液压蓄能器5的高压油经两位两通电磁换向阀16的进油口、出油口及单向阀1-1进入电液换向阀2的P口经A口进入第一电磁换向阀15，再由第一电磁换向阀15的A口经P口流入液压泵/马达7，高压油液驱动液压泵/马达7以液压马达方式运转，液压泵/马达7输出的油液经第二电磁换向阀4的P口经A口流入电液换向阀2的B口，再经其T口流回到油箱。液压泵/马达7产生的力矩通过连接装置13经变速器的输出轴、主减速器14驱动车轮使公共汽车行驶，实现了制动能量的回收再利用。
(4)公交汽车倒档制动能量回收再利用：ECU电控单元收到制动踏板9、油门踏板10和档位信号，依据图3所示的制动能量回收逻辑流程图，若判定此时是倒挡且可以进行制动能量回收再利用，则控制两位两通电磁换向阀16工作，电液换向阀2工作于右位，第二电磁换向阀4工作于左位，第一电磁换向阀15工作于右位。液压蓄能器5的高压油经两位两通电磁换向阀16的进油口、出油口及单向阀1-1进入电液换向阀2的P口经B口进入第二电磁换向阀4，再由第二电磁换向阀4的A口经P口流入液压泵/马达7，高压油液驱动液压泵/马达7以液压马达方式运转，液压泵/马达7输出的油液经第一电磁换向阀15的P口经A口流入电液换向阀2的A口，再经其T口流回到油箱。液压泵/马达7产生的力矩通过连接装置13经变速器的输出轴、主减速器14驱动车轮使公共汽车行驶，实现了制动能量的回收再利用。
本发明的液压***以液压蓄能器作为储能元件，通过液压泵/马达和液压蓄能器的方式，依据ECU控制策略，通过获取制动踏板、油门踏板和档位等信号，将公交汽车的制动能量回收于液压蓄能器中；依据ECU控制策略，通过获取制动踏板、油门踏板和档位等信号时，在公交汽车起步加速或超车时释放回收的制动能量，以辅助发动机进行动力输出，实现公交汽车制动能量的回收和再利用，达到节能减排的目的。
以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种公交汽车制动能量回收再生液压***，包括用于通过连接装置(13)与变速箱(12)耦合连接的液压泵/马达(7)，其特征在于：所述液压泵/马达(7)的两个油口分别通过第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)与电液换向阀(2)的两个油口对应连接，所述第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)和电液换向阀(2)均与液压蓄能器(5)连接；公交汽车在制动能量回收时，液压泵/马达以液压泵方式工作；公交汽车在制动能量回收再利用时，液压泵/马达以马达方式工作；所述液压蓄能器(5)与电液换向阀(2)之间连接有两位两通电磁换向阀(16)；所述液压泵/马达(7)的两个油口及液压蓄能器(5)的油口上均连接有用于与ECU电控单元的信号输入端连接的压力传感器，所述ECU电控单元的信号输出端还分别用于与制动踏板、油门踏板、档位信号端连接，ECU电控单元的控制端与第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)、电液换向阀(2)及两位两通电磁换向阀(16)的控制端连接；
当车辆制动时，若档位是倒档且能够进行制动能量回收时，第一电磁换向阀(15)工作在左位进行能量回收；若档位是倒档但不能够进行制动能量回收时，第一电磁换向阀(15)工作在右位不进行能量回收；若档位是前进档且能够进行制动能量回收时，第二电磁换向阀(4)工作在右位进行能量回收；若档位是前进档但不能够进行制动能量回收时，第二电磁换向阀(4)工作在左位不进行能量回收；
当车辆起步或超车加速时，若档位是倒档且能够进行制动能量回收再利用时，两位两通电磁换向阀(16)工作，电液换向阀(2)工作在右位，蓄能器(5)依据ECU电控单元释放回收能量；若档位是倒档但不能够进行制动能量回收再利用时，两位两通电磁换向阀(16)和电液换向阀(2)保持原状态，蓄能器(5)不释放回收能量；若档位是前进档且能够进行制动能量回收再利用时，两位两通电磁换向阀(16)工作，电液换向阀(2)工作在左位，蓄能器(5)依据ECU电控单元释放回收能量；若档位是前进档但不能够进行制动能量回收再利用时，两位两通电磁换向阀(16)和电液换向阀(2)保持原状态，蓄能器(5)不释放回收能量。
2.根据权利要求1所述的公交汽车制动能量回收再生液压***，其特征在于：所述第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)均为两位三通电磁换向阀，电液换向阀(2)为三位四通电磁换向阀，第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)的P口分别与液压泵/马达(7)的两个油口对应连接，第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)的A口分别与电液换向阀(2)的A口、B口连接，第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)的B口分别用于与液压蓄能器(5)连接；液压蓄能器(5)用于与电液换向阀(2)的P口连接，电液换向阀(2)的T口用于与油箱连接。
3.根据权利要求1所述的公交汽车制动能量回收再生液压***，其特征在于：所述液压蓄能器(5)与第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)及电液换向阀(2)之间均连接有单向阀。
4.根据权利要求1所述的公交汽车制动能量回收再生液压***，其特征在于：所述液压蓄能器(5)上还连接有溢流阀(3)。
5.根据权利要求1所述的公交汽车制动能量回收再生液压***，其特征在于：所述液压泵/马达(7)与第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(4)之间的油路上均旁接有用于通过单向阀和油箱连接的出油支路。
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