一种节能的传动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种传动装置，尤其涉及一种用在带有作业设备的车辆上的节能传动系统。所述的传动系统由输入信号（1）、控制器（2）、齿轮箱、液压油路A（6），液压油路B（21）、液压马达（16）、液压泵（36）、附件等组成。所述的传动系统能够在车辆制动过程中，将车辆的行驶惯性动能或下坡势能回收并提供给作业设备做功，从而降低车辆的能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传动装置，尤其涉及一种用在带有作业设备的车辆上的节能传动系统。
技术介绍
很多工程车辆功率很大，能耗很高，油耗是其重要的使用成本，如果能将部分能量回收再利用将会显著减少油耗。关于带有液压系统的工程车辆，已知的能量回收方式是利用蓄能器，将工程车辆的旋转势能（比如起重机的回转），下降势能（比如挖机的大臂下放），或行驶惯性势能（比如垃圾车的制动）回收并再利用。这种节能的方案必须要在车辆上额外增加一个很大的蓄能器和配套的液压阀控系统，成本增加很多且控制难度明显增加，因此该方案并未广泛普及。对某些特殊的工程车辆，如果能基于自身特色，提出更简单、低成本、节能明显的节能技术方案，将更具有实际意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种节能的传动系统，用于带有作业设备的车辆上，能够在车辆制动过程中，将车辆的行驶惯性动能或下坡势能回收并提供给作业设备做功，从而降低车辆的能耗。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种节能的传动系统，用于带有作业设备的车辆上；所述的传动系统由控制器（2）、齿轮箱、液压油路A（6）,液压油路B（21）、液压马达（16）、液压泵（36）、附件等组成；所述齿轮箱由第二齿轮（3）、第三轴（4）、第三齿轮（5）、第一轴（12）、第四轴（23）、第一齿轮（24）、箱体组件（25）、第四齿轮（26）、第二轴（31）、附件等组成；第一轴（12）、第二轴（31）同轴线，第一轴（12）的一端为动力输入口（13），第二轴（31）的一端为行驶动力输出口（32）；第三轴（4）的一端接液压泵（36），另一端为作业设备驱动输出口（11）；第四轴（23）的一端接液压马达（16）；液压泵（36）和液压马达（16）之间采用液压管路A（6）和液压管路B（21）连接形成闭式液压回路；控制器（2）能够调节液压泵（36）的排量。所述的车辆有一种或一种以上的工作模式，其中一种工作模式被称之为作业模式，在所述的作业模式下，所述的传动系统具有以下状态：第一轴（12）和第一齿轮（24）连接，第二轴（31）和第二齿轮（3）连接；第三轴（4）和第三齿轮（5）连接，第四轴（23）和第四齿轮（26）连接；第一齿轮（24）和第三齿轮（5）啮合，第二齿轮（3）和第四齿轮（26）啮合；第一轴（12）和第二轴（31）脱开；所述的轴和轴之间的连接或脱开指的是轴和轴在动力传递上的连接或脱开。在所述的作业模式下，所述传动系统的能量传递路线至少有两种，即第一种能量传递路线和第二种能量传递路线，可能还有（还可以有）第三种能量传递路线，分别如下所述：第一种能量传递路线，所述车辆在加速或匀速行驶时：车辆的动力源（15）提供的能量由动力输入口（13）输入，依次经过第一轴（12）、第一齿轮（24）、第三齿轮（5）传递给第三轴（4）并在第三轴（4）被分为两部分；其中第一部分能量经作业设备驱动输出口（11）传递给所述车辆的作业设备；而其中第二部分能量依次经过液压泵（36）、液压管路A（6）和液压管路B（21）、液压马达（16）、第四轴（23）、第四齿轮（26）、第二齿轮（3）和第二轴（31），传递给行驶动力输出口（32）进行能量输出；即，所述车辆的作业设备所需的能量完全来自于动力源（15）。第二种能量传递路线，所述车辆在主动减速或制动时：车辆的动力源（15）提供的能量由动力输入口（13）输入，依次经过第一轴（12）、第一齿轮（24）、第三齿轮（5）、第三轴（4）、作业设备驱动输出口（11）传递给所述车辆的作业设备；与此同时，所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能，使之产生减速或制动效果，这部分能量依次通过行驶动力输出口（32）、第二轴（31）、第二齿轮（3）、第四齿轮（26）、第四轴（23）、液压马达（16）、液压管路A（6）和液压管路B（21）、液压泵（36）、第三轴（4）、作业设备驱动输出口（11）也传递给所述车辆的作业设备；即，所述车辆的作业设备所需的能量即来自于动力源（15），也来自于所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能；此时，液压马达（16）起到泵的作用，液压泵（36）起到马达的作用。第三种能量传递路线，所述车辆在主动减速或制动时：所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能，使之产生减速或制动效果，这部分能量依次通过行驶动力输出口（32）、第二轴（31）、第二齿轮（3）、第四齿轮（26）、第四轴（23）、液压马达（16）、液压管路A（6）和液压管路B（21）、液压泵（36）传递给第三轴（4）并在第三轴（4）被分为两部分；其中第一部分能量经作业设备驱动输出口（11）传递给所述车辆的作业设备；而其中第二部分能量依次经第三齿轮（5）、第一齿轮（24）、第一轴（12）和动力输入口（13）传递给动力源（15）；即，所述车辆的作业设备所需的能量完全来自于所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能；此时，液压马达（16）起到泵的作用，液压泵（36）起到马达的作用。优选，所述的传动系统还包括输入信号（1）；所述的输入信号（1）至少包括所述车辆的制动信号；控制器（2）直接或间接获取液压油路A（6）和液压油路B（21）的压力或压差信息；控制器（2）在获取所述车辆的制动信号时，根据控制器（2）中控制程序预先设定的控制逻辑，主动、自动的调节液压泵（36）排量，能够以负扭矩或零扭矩的方式对所述车辆进行制动，也能够以正扭矩的方式对所述车辆进行推动；所述的负扭矩指的是对所述车辆产生减速或制动效果的扭矩；正扭矩指的是对所述车辆产生加速或推动效果的扭矩；零扭矩是负扭矩和正扭矩之间的临界状态，是数值为0的扭矩。优选，所述的传动系统还直接或间接获取液压泵（36）的排量信息；控制器（2）在获取所述车辆的制动信号时，根据控制器（2）中控制程序预先设定的控制逻辑，主动、自动的调节液压泵（36）排量，能够以恒扭矩或变扭矩的方式对所述车辆进行制动；所述的恒扭矩指数值固定不变的扭矩，变扭矩指数值可变的扭矩。优选，控制器（2）还直接或间接获取液压泵（36）或/和液压马达（16）的转速信号，并在获取所述车辆的制动信号时，根据控制器（2）中预先设定的控制逻辑主动、自动调节液压泵（36）排量，还能够以恒功率或变功率的方式对所述车辆进行制动；所述的恒功率指数值固定不变的功率，变功率指数值可变的功率。优选，所述的控制器（2）直接或间接获取液压油路A（6）和液压油路B（21）的压力或压差信息可以采用以下三种实现方式中的一种、两种或全部来实现：首先，定义液压油的流动方向，假设液压油从液压泵（36）流出，经液压油路B（21）流入液压马达（16），再经液压油路A（6）流回液压泵（36）；第一种实现方式：在所述液压油路A（6）上安装一个压力传感器A（38），将其压力读数减去液压系统背压作为液压油路A（6）和液压油路B（21）的压差；第二种实现方式：在所述液压油路A（6）安装一个压力传感器A（38），在所述液压油路B（21）上也安装一个压力传感器B（35）；将压力传感器A（38）的压力读数减去压力传感器B（35）的压力读数作为液压油路A（6）和液压油路B（21）的压差；第三种实现方式：用一个压差传感器替代所述第二种实现方式中的压力传感器A（38）和压力传感器B（35本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能的传动系统，用于车辆上，其特征在于，所述的传动系统由控制器（2）、齿轮箱、液压油路A（6）,液压油路B（21）、液压马达（16）、液压泵（36）、附件等组成；所述齿轮箱包含第一轴（12）和第二轴（31），第一轴（12）、第二轴（31）同轴线；第一轴（12）的一端为动力输入口（13），第二轴（31）的一端为行驶动力输出口（32）；齿轮箱和液压泵（36）相连，齿轮箱和液压马达（16）相连；齿轮箱包含作业设备驱动输出口（11）；液压泵（36）和液压马达（16）之间采用液压管路A（6）和液压管路B（21）连接形成闭式液压回路；控制器（2）能够调节液压泵（36）的排量；所述的车辆有一种或一种以上的工作模式，其中一种工作模式被称之为作业模式；在所述的作业模式下，所述的传动系统具有以下状态：第一轴（12）和第二轴（31）脱开；所述的轴和轴之间的连接或脱开指的是轴和轴在动力传递上的连接或脱开；在所述的作业模式下，所述传动系统的能量传递路线至少有两种，即第一种能量传递路线和第二种能量传递路线，可能还有第三种能量传递路线，分别如下所述：第一种能量传递路线：车辆的动力源（15）提供的能量依次经动力输入口（13）、第一轴（12）输入给齿轮箱，并在齿轮箱内部被分为两部分；其中第一部分能量经作业设备驱动输出口（11）传递给所述车辆的作业设备；而其中第二部分能量依次经过液压泵（36）、液压管路A（6）和液压管路B（21）、液压马达（16）再次输入齿轮箱，再经第二轴（31），传递给行驶动力输出口（32）进行能量输出；即，所述车辆的作业设备所需的能量完全来自于动力源（15）；第二种能量传递路线：动力源（15）提供的能量依次经动力输入口（13）、第一轴（12）输入给齿轮箱，再经作业设备驱动输出口（11）传递给所述车辆的作业设备；与此同时，所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能，使之产生减速或制动效果，这部分能量经过行驶动力输出口（32）、第二轴（31）输入给齿轮箱后再输出给液压马达（16），再依次经过液压管路A（6）和液压管路B（21）、液压泵（36）后再次输入给齿轮箱，再经作业设备驱动输出口（11）也传递给所述车辆的作业设备；即，所述车辆的作业设备所需的能量即来自于动力源（15），也来自于所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能；第三种能量传递路线：所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能，使之产生减速或制动效果，这部分能量经过行驶动力输出口（32）、第二轴（31）输入给齿轮箱后再输出给液压马达（16），再依次经过液压管路A（6）和液压管路B（21）、液压泵（36）后再次输入给齿轮箱，并在齿轮箱内部被分为两部分；其中第一部分能量经作业设备驱动输出口（11）传递给所述车辆的作业设备；而其中第二部分能量依次经过第一轴（12）和动力输入口（13）传递给动力源（15）；即，所述车辆的作业设备所需的能量完全来自于所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能。...

【技术特征摘要】
1.一种节能的传动系统，用于车辆上，其特征在于，所述的传动系统由控制器（2）、齿轮箱、液压油路A（6）,液压油路B（21）、液压马达（16）、液压泵（36）、附件等组成；所述齿轮箱包含第一轴（12）和第二轴（31），第一轴（12）、第二轴（31）同轴线；第一轴（12）的一端为动力输入口（13），第二轴（31）的一端为行驶动力输出口（32）；齿轮箱和液压泵（36）相连，齿轮箱和液压马达（16）相连；齿轮箱包含作业设备驱动输出口（11）；液压泵（36）和液压马达（16）之间采用液压管路A（6）和液压管路B（21）连接形成闭式液压回路；控制器（2）能够调节液压泵（36）的排量；所述的车辆有一种或一种以上的工作模式，其中一种工作模式被称之为作业模式；在所述的作业模式下，所述的传动系统具有以下状态：第一轴（12）和第二轴（31）脱开；所述的轴和轴之间的连接或脱开指的是轴和轴在动力传递上的连接或脱开；在所述的作业模式下，所述传动系统的能量传递路线至少有两种，即第一种能量传递路线和第二种能量传递路线，可能还有第三种能量传递路线，分别如下所述：第一种能量传递路线：车辆的动力源（15）提供的能量依次经动力输入口（13）、第一轴（12）输入给齿轮箱，并在齿轮箱内部被分为两部分；其中第一部分能量经作业设备驱动输出口（11）传递给所述车辆的作业设备；而其中第二部分能量依次经过液压泵（36）、液压管路A（6）和液压管路B（21）、液压马达（16）再次输入齿轮箱，再经第二轴（31），传递给行驶动力输出口（32）进行能量输出；即，所述车辆的作业设备所需的能量完全来自于动力源（15）；第二种能量传递路线：动力源（15）提供的能量依次经动力输入口（13）、第一轴（12）输入给齿轮箱，再经作业设备驱动输出口（11）传递给所述车辆的作业设备；与此同时，所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能，使之产生减速或制动效果，这部分能量经过行驶动力输出口（32）、第二轴（31）输入给齿轮箱后再输出给液压马达（16），再依次经过液压管路A（6）和液压管路B（21）、液压泵（36）后再次输入给齿轮箱，再经作业设备驱动输出口（11）也传递给所述车辆的作业设备；即，所述车辆的作业设备所需的能量即来自于动力源（15），也来自于所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能；第三种能量传递路线：所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能，使之产生减速或制动效果，这部分能量经过行驶动力输出口（32）、第二轴（31）输入给齿轮箱后再输出给液压马达（16），再依次经过液压管路A（6）和液压管路B（21）、液压泵（36）后再次输入给齿轮箱，并在齿轮箱内部被分为两部分；其中第一部分能量经作业设备驱动输出口（11）传递给所述车辆的作业设备；而其中第二部分能量依次经过第一轴（12）和动力输入口（13）传递给动力源（15）；即，所述车辆的作业设备所需的能量完全来自于所述的传动系统吸收所述车辆的行驶惯性动能或下坡势能。2.如权利要求1所述的一种节能的传动系统，其特征在于，所述的传动系统还包括输入信号（1）；所述的输入信号（1）至少包括所述车辆的制动信号；控制器（2）直接或间接获取液压油路A（6）和液压油路B（21）的压力或压差信息，还直接或间接获取液压泵（36）的排量信息；控制器（2）在获取所述车辆的制动信号时，根据控制器（2）中控制程序预先设定的控制逻辑，主动、自动的调节液压泵（36）排量，能够以恒扭矩或变扭矩的方式对所述车辆进行制动。3.如权利要求2所述的一种节能的传...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小宇，
申请(专利权)人：长沙悠力传动有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43