液压辅助驱动与制动能量回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了液压辅助驱动与制动能量回收系统,旨在克服统后驱重型车辆在低附着系数路面及大坡度路面上无法满足动力性要求以及车辆频繁制动导致大量能量浪费的问题，其包括控制单元、取力装置、动力输入装置、液压泵组件、控制阀组、前轮液压执行机构、储油罐与蓄能器。控制单元和液压泵组件与控制阀组中的控制信号输入端、传感器的输出端电线连接；取力装置与动力输入装置采用万向节连接，动力输入装置采用液压泵组件输入轴与液压泵连接，液压泵组件依次和控制阀组的MG端口、MA端口、MB端口连接，控制阀组的D2端口、D3端口、D4端口、D5端口、T1端口、Acc端口依次和一号液压马达、二号液压马达、储油罐与蓄能器管路连接。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于重型商用车及工程运输车辆上的能量回收系统，更确切地说，本技术涉及一种液压辅助驱动与制动能量回收系统。
技术介绍
传统后驱重型商用车及工程运输车辆工作环境复杂，经常会在沙地、泥泞及冰雪等低附着系数路面或大坡度路面上行驶，常出现驱动轮打滑、驱动力不足等问题。为解决这一问题，多将车辆驱动系统设计为机械四驱方案，然而该类型车辆在良好路面上行驶时会产生寄生功率，且车辆自重较大。另一种有良好应用前景的解决方案为采用技术成熟的液压驱动系统，通过在车辆前轮轮毂中安装低速大扭矩液压轮毂马达将车辆改装为四驱动力系统。该系统具有尺寸小、重量轻、功率密度大等优点。在美国、日本以及欧洲一些国家，早在70世纪就提出了液压辅助驱动系统，如力士乐、波克兰、MAN等公司已相继推出用于工程车辆的液压辅助前轮系驱动系统。虽然这些系统的结构各异，但主要元件都包括液压泵、换向阀和液压马达等。在当前工程应用需求和液压驱动系统突出优势的驱动下，国内也逐渐开展了相关研究。如中国专利公布号为CN103790876A，公布日为2014-05-14，公开了一种闭式液压传动系统。中国专利公布号为CN104859424A，公布日为2015-08-26，公开了一种液压轮毂马达辅助驱动系统。二者虽然采用了不同的技术方案，但都属于采用液压泵与液压马达构成闭式回路进行前轮辅助驱动技术。虽然后者可满足工程应用中大流量要求，但是系统不能对车辆制动能量进r>行回收，高附着大坡度路面上，牵引力提高效果不理想。另外，传统后驱重型车辆运动中动能较大，频繁制动时将导致制动器升温较快，不仅浪费了能量而且降低了制动器的寿命，甚至影响行车安全性。为解决这一问题，常用的方法是安装缓速器，虽然车辆的行车安全性得到提高，但是却无益于车辆能量使用效率的提高，且会使车辆成本增加，使车辆结构更加复杂。再生制动系统可提供部分(或全部)车辆需求制动力，降低制动器的使用频率，提供安全性，还能够回收部分车辆制动能量，使车辆燃油经济性得到提高。基于液压辅助驱动系统，添加蓄能器连接到泵-马达驱动回路，可将部分车辆动能转化为蓄能器的液压能实现能量回收。中国专利公布号为CN102619818A，公布日为2012-08-01，公开了一种允许能量回收的液压传动装置，该系统所用的关键驱动装置为二次液压元件，该元件结构尺寸大，安装成本高。中国专利公布号为CN103790875A，公布日为2014-05-14，公开了一种允许能量回收的液压传动系统，该系统可实现多种工作模式，然而文中通过电磁阀控制高压大流量油路的通断，而电磁阀的流量一般较小，无法满足实际中的流量要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的传统后驱重型商用车、工程运输车辆在低附着系数路面及大坡度路面上无法满足动力性要求以及车辆频繁制动导致大量能量浪费的问题，提供了一种液压辅助驱动与制动能量回收系统。为解决上述技术问题，本技术是采用如下技术方案实现的：所述的液压辅助驱动与制动能量回收系统包括控制单元、取力装置、动力输入装置、液压泵组件、控制阀组、前轮液压执行机构、储油罐与蓄能器。所述的液压泵组件包括液压泵组件输入轴、液压泵；所述的前轮液压执行机构包括一号液压马达与二号液压马达；控制单元通过电线和液压泵组件与控制阀组中的控制信号输入端、传感器的输出端连接；取力装置与动力输入装置采用万向节或花键副相连接，动力输入装置采用液压泵组件输入轴与液压泵同轴连接，液压泵组件依次采用管路和控制阀组上的MG端口、MA端口、MB端口连接，控制阀组上的D2端口、D3端口依次和一号液压马达的两个进出油口管路连接，控制阀组上的D4端口、D5端口依次和二号液压马达的两个进出油口管路连接，控制阀组上的T1端口、T2端口及T3端口采用管路与储油罐连接；控制阀组上的Acc端口与蓄能器管路连接。技术方案中所述的控制单元通过电线和液压泵组件与控制阀组中的控制信号输入端、传感器的输出端连接是指：所述的液压泵组件包括一号三位三通电磁换向阀、二号三位三通电磁换向阀与液压泵排量传感器；所述的控制阀组包括一号两位三通电磁换向阀、一号两位四通电磁换向阀、二号两位四通电磁换向阀、两位两通电磁换向阀、两位两通电液比例换向阀、三号两位四通电磁换向阀、四号两位四通电磁换向阀、二号两位三通电磁换向阀与蓄能器压力传感器。控制单元通过电线和一号三位三通电磁换向阀、二号三位三通电磁换向阀、一号两位三通电磁换向阀、一号两位四通电磁换向阀、二号两位四通电磁换向阀、两位两通电磁换向阀、两位两通电液比例换向阀、三号两位四通电磁换向阀、四号两位四通电磁换向阀、二号两位三通电磁换向阀的控制信号输入端连接，控制单元通过电线和液压泵排量传感器的输出端及蓄能器压力传感器的输出端连接。技术方案中的控制单元采用型号为HY-TTC200-CD-538K-2.4M-WD00-000的控制单元，一号三位三通电磁换向阀的两端控制信号输入端分别采用电线和控制单元的引脚LA00、引脚LA01连接，二号三位三通电磁换向阀两端的控制信号输入端分别采用电线和控制单元的引脚LA02、引脚LA03连接，一号两位三通电磁换向阀的控制信号输入端采用电线和控制单元的引脚LA04连接，一号两位四通电磁换向阀的控制信号输入端采用电线和控制单元引脚LA05连接，二号两位四通电磁换向阀的控制信号输入端采用电线和控制单元的引脚LA06连接，两位两通电磁换向阀的控制信号输入端采用电线和控制单元的引脚LA07连接，两位两通电液比例换向阀的控制信号输入端采用电线和控制单元的引脚LA24连接，三号两位四通电磁换向阀的控制信号输入端采用电线和控制单元的引脚LA25连接，四号两位四通电磁换向阀的控制信号输入端采用电线和控制单元的引脚LA26连接，二号两位三通电磁换向阀的控制信号输入端采用电线和控制单元的引脚LA27连接；液压泵排量传感器的输出端采用电线和控制单元的引脚EAD00连接，蓄能器压力传感器的输出端采用电线和控制单元的引脚EAD01连接。技术方案中所述的液压泵组件还包括液压泵排量传感器、一号三位三通电磁换向阀、二号三位三通电磁换向阀、液压缸、补油泵、一号单向阀、一号溢流阀、二号单向阀、二号溢流阀与三号溢流阀。一号三位三通电磁换向阀的T端口和二号三位三通电磁换向阀的T端口管路相连并共同与储油罐采用液压管路连接，一号三位三通电磁换向阀的A端口和液压缸的一个油口管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压辅助驱动与制动能量回收系统,其特征在于，所述的液压辅助驱动与制动能量回收系统包括控制单元(1)、取力装置(2)、动力输入装置(3)、液压泵组件(I)、控制阀组(Ⅱ)、前轮液压执行机构(III)、储油罐(15)与蓄能器(16)；所述的液压泵组件(I)包括液压泵组件输入轴(4)、液压泵(8)；所述的前轮液压执行机构(III)包括一号液压马达(17)与二号液压马达(19)；控制单元(1)通过电线和液压泵组件(I)与控制阀组(Ⅱ)中的控制信号输入端、传感器的输出端连接；取力装置(2)与动力输入装置(3)采用万向节或花键副相连接，动力输入装置(3)采用液压泵组件输入轴(4)与液压泵(8)同轴连接，液压泵组件(I)依次采用管路和控制阀组(Ⅱ)上的MG端口、MA端口、MB端口连接，控制阀组(Ⅱ)上的D2端口、D3端口依次和一号液压马达(17)的两个进出油口管路连接，控制阀组(Ⅱ)上的D4端口、D5端口依次和二号液压马达(19)的两个进出油口管路连接，控制阀组(Ⅱ)上的T1端口、T2端口及T3端口采用管路与储油罐(15)连接；控制阀组(Ⅱ)上的Acc端口与蓄能器(16)管路连接。

【技术特征摘要】
1.一种液压辅助驱动与制动能量回收系统,其特征在于，所述的液压辅助驱
动与制动能量回收系统包括控制单元(1)、取力装置(2)、动力输入装置(3)、
液压泵组件(I)、控制阀组(Ⅱ)、前轮液压执行机构(III)、储油罐(15)与
蓄能器(16)；
所述的液压泵组件(I)包括液压泵组件输入轴(4)、液压泵(8)；
所述的前轮液压执行机构(III)包括一号液压马达(17)与二号液压马达
(19)；
控制单元(1)通过电线和液压泵组件(I)与控制阀组(Ⅱ)中的控制信
号输入端、传感器的输出端连接；取力装置(2)与动力输入装置(3)采用万
向节或花键副相连接，动力输入装置(3)采用液压泵组件输入轴(4)与液压
泵(8)同轴连接，液压泵组件(I)依次采用管路和控制阀组(Ⅱ)上的MG端
口、MA端口、MB端口连接，控制阀组(Ⅱ)上的D2端口、D3端口依次和一号
液压马达(17)的两个进出油口管路连接，控制阀组(Ⅱ)上的D4端口、D5端
口依次和二号液压马达(19)的两个进出油口管路连接，控制阀组(Ⅱ)上的
T1端口、T2端口及T3端口采用管路与储油罐(15)连接；控制阀组(Ⅱ)上
的Acc端口与蓄能器(16)管路连接。
2.按照权利要求1所述的液压辅助驱动与制动能量回收系统，其特征在于，
所述的控制单元(1)通过电线和液压泵组件(I)与控制阀组(Ⅱ)中的控制
信号输入端、传感器的输出端连接是指：
所述的液压泵组件(I)包括一号三位三通电磁换向阀(5)、二号三位三通
电磁换向阀(6)与液压泵排量传感器(s)；
所述的控制阀组(Ⅱ)包括一号两位三通电磁换向阀(24)、一号两位四通
电磁换向阀(26)、二号两位四通电磁换向阀(28)、两位两通电磁换向阀(31)、
两位两通电液比例换向阀(32)、三号两位四通电磁换向阀(36)、四号两位四
通电磁换向阀(38)、二号两位三通电磁换向阀(42)与蓄能器压力传感器(Pacc)；
控制单元(1)通过电线和一号三位三通电磁换向阀(5)、二号三位三通电
磁换向阀(6)、一号两位三通电磁换向阀(24)、一号两位四通电磁换向阀(26)、
二号两位四通电磁换向阀(28)、两位两通电磁换向阀(31)、两位两通电液比
例换向阀(32)、三号两位四通电磁换向阀(36)、四号两位四通电磁换向阀(38)
与二号两位三通电磁换向阀(42)的控制信号输入端连接，控制单元(1)通过
电线和液压泵排量传感器(s)的输出端及蓄能器压力传感器(Pacc)的输出端
连接。
3.按照权利要求2所述的液压辅助驱动与制动能量回收系统，其特征在于，
所述的控制单元(1)采用型号为HY-TTC200-CD-538K-2.4M-WD00-000的控制单

\t元，一号三位三通电磁换向阀(5)的两端控制信号输入端分别采用电线和控制
单元(1)的引脚LA00、引脚LA01连接，二号三位三通电磁换向阀(6)两端的
控制信号输入端分别采用电线和控制单元(1)的引脚LA02、引脚LA03连接，
一号两位三通电磁换向阀(24)的控制信号输入端采用电线和控制单元(1)的
引脚LA04连接，一号两位四通电磁换向阀(26)的控制信号输入端采用电线和
控制单元(1)引脚LA05连接，二号两位四通电磁换向阀(28)的控制信号输
入端采用电线和控制单元(1)的引脚LA06连接，两位两通电磁换向阀(31)
的控制信号输入端采用电线和控制单元(1)的引脚LA07连接，两位两通电液
比例换向阀(32)的控制信号输入端采用电线和控制单元(1)的引脚LA24连
接，三号两位四通电磁换向阀(36)的控制信号输入端采用电线和控制单元(1)
的引脚LA25连接，四号两位四通电磁换向阀(38)的控制信号输入端采用电线
和控制单元(1)的引脚LA26连接，二号两位三通电磁换向阀(42)的控制信
号输入端采用电线和控制单元(1)的引脚LA27连接；液压泵排量传感器(s)
的输出端采用电线和控制单元(1)的引脚EAD00连接，蓄能器压力传感器(Pacc)
的输出端采用电线和控制单元(1)的引脚EAD01连接。
4.按照权利要求1所述的液压辅助驱动与制动能量回收系统，其特征在于，
所述的液压泵组件(I)还包括液压泵排量传感器(s)、一号三位三通电磁换向
阀(5)、二号三位三通电磁换向阀(6)、液压缸(7)、补油泵(9)、一号单向
阀(10)、一号溢流阀(11)、二号单向阀(12)、二号溢流阀(13)与三号溢流
阀(14)；
一号三位三通电磁换向阀(5)的T端口和二号三位三通电磁换向阀(6)
的T端口管路相连并共同与储油罐(15)采用液压管路连接，一号三位三通电
磁换向阀(5)的A端口和液压缸(7)的一个油口管路连接，二号三位三通电
磁换向阀(6)的A端口和液压缸(7)的另一个油口管路连接，一号三位三通
电磁换向阀(5)的P端口与二号三位三通电磁换向阀(6)的P端口均采用管
路和补油泵(9)输出端口连接；补油泵(9)与液压泵(8)连接在同一根转子
轴上；补油泵(9)出油口和一号单向阀(10)进油口、二号单向阀(12)进油
口、一号溢流阀(11)出油口、二号溢流阀(13)出油口、三号溢流阀(14)
进油口及控制阀组(Ⅱ)中的MG端口管路连接，三号溢流阀(14)的出油口和
储油罐(15)管路连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小华，李高志，蒋渊德，冯涛，宋大凤，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22