一种机液混合动力传动系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种机液混合动力传动系统。传动系统特征在于一台液压泵／马达（１２）刚性连接在内燃机（２）和离合器（１１）之间，液压泵／马达（１２）的高压油口与二位三通阀Ａ（４）相连，并通过液控单向阀（７）与高压蓄能器（５）相连；液压泵／马达（１２）的低压油口与低压蓄能器（１３）相连；液压泵／马达（１２）还通过二位三通阀Ｂ（８）与液控单向阀（７）相连；高压蓄能器（５）的压力传感器（６）、制动踏板位置传感器（１５）、加速踏板位置传感器（１６）和内燃机起动钥匙位置传感器（１７）通过电缆与混合动力控制单元（９）连接；混合动力控制单元（９）通过泵／马达排量电液控制装置（１４）连接液压泵／马达（１２）。该装置结构简单、操作方便、成本较低，即可对在用车进行改造亦可应用于新车。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术提供一种机液混合动力传动系统，具体涉及机动车动力及传动系统的能量利用、转换和存储。本技术的目的是实现机动车的节能和减排。
技术介绍
随着机动车数量的迅猛增长，石油消耗逐年增加，同时机动车排放的尾气造成了 严重的大气污染。研究表明，对以内燃机为动力的车辆，只有15_25%的燃油能量用在驱动 车辆上，其余燃油能量则被车辆行驶过程中的滚动阻力、风阻、加速、制动过程所消耗。为了 减少机动车的能耗和排放，传统的方法包括，提高内燃机的效率，提高传动系的效率，降低 车辆总重，采用低风阻的车身等。以上机动车节能措施需要付出巨大的研制和生产成本，甚 至不得不牺牲车辆的安全性和驾驶性能。氢燃料电池车辆具有较高的能量利用效率和零排 放，远期前景看好，但是在氢能的低成本制取、安全运输和高能量密度存贮等技术尚未取得 根本性突破的情况下，氢燃料电池车辆无法在近期实现商业化。蓄电池驱动的电动车辆具 有较高的能量利用效率和零排放，技术较成熟，但是在蓄电池的成本、重量、能量密度、功率 密度、续驶里程、寿命、充电时间等技术指标尚未取得明显进步的情况下，蓄电池驱动的电 动车辆很难全面实现产业化，只能在特定区域运行。经过多年的研究，车辆界已达成共识， 在石油资源尚未枯竭之前，内燃机驱动的车辆仍将是主流，氢燃料电池和蓄电池驱动的零 排放车辆是终极目标，在目前比较现实可行的机动车节能减排方案是内燃机与电池的混合 动力技术。内燃机_电池_电动机/发电机深度混合动力系统通过发电机回收车辆制动能 量、采用电动机起步和辅助内燃机加速并使内燃机始终处于高效工作区，实现机电混合动 力车辆相比于传统纯汽油车辆节油30_50%的目标，成为目前最有前途的车辆动力系统节 能技术之一。 然而，目前的机电混合(内燃机-蓄电池-发电机/电动机)动力车辆采用的蓄 电池-发电机式制动能量回收系统存在着一些缺点。由于蓄电池固有的充放电特性，使其 功率密度较低，无法在短时间内蓄积或释放大量的能量。因此在车辆制动时间很短、制动能 量密度极高的情况下，蓄电池_发电机式制动能量回收系统难以有效回收制动瞬间产生的 巨大动能，导致其制动能量的回收效率不高。而经常在城市运行的公交车、出租车等车辆需 要经常起动、制动，内燃机效率极低，且对制动器要求极高。由此可见，结构更为简单、功率 密度更高、成本更低，适合于车辆频繁制动和起步的液压蓄能器_液压泵/马达式制动能量 回收技术应运而生。由于在液压蓄能器_液压泵/马达式制动能量回收系统中的能量转换 过程中没化学能与机械能之间的相互转化，因此其转换速度快。另外，由于蓄能器的功率密 度较高，这使得液压蓄能器_液压泵/马达式制动能量回收系统能够更有效且更快速地回 收制动能量。因此，带有液压蓄能器_液压泵/马达式制动能量回收系统的机液混合(内 燃机_液压蓄能器_液压泵/马达)动力车辆作为另一种适合于城市工况行驶的节能环保 型车辆而越来越受到人们的关注。
技术实现思路
本技术针对传统内燃机在能量利用和排放方面的不足以及机电混合动力系 统的复杂和高成本，提出一种机液混合动力传动系统及控制方法。本技术的机液混合 动力传动系统，根据车辆的实际运行工况，通过对内燃机的运行工况调优、采用液压泵/马 达回收制动能量、采用液压泵/马达起动内燃机和驱动车辆、采用内燃机受控熄火等技术 手段实现机动车较大幅度的节能减排。 本技术的目的就是要根据车辆的负荷特点和内燃机的动力特性，通过机液混 合实现对车辆动力系统的优化。该系统结构简单、改造容易、操作方便，在保证车辆动力性 和舒适性的条件下，使内燃机经常工作在高效低排放区，能够实现停车内燃机熄火、内燃机 工况调优、制动能量回收，只需在车辆离合器之前加装一个液压泵/马达，改造容易。 本技术的核心思想是，采用液压泵/马达起动内燃机并驱动车辆起步。在低 速低负荷，采用内燃机工况调优和液压泵/马达蓄能及内燃机受控熄火，实现内燃机的节 能和减排。在中高速采用纯内燃机驱动。刹车时，采用液压泵/马达回收制动能量。采用液 压泵/马达，离合器、变速器和混合动力电控单元实现机液混合动力系统的高效和低排放。 本技术的一种机液混合动力传动系统包括，内燃机电控单元1、内燃机2、起 动电机3、变速器10、离合器11、内燃机起动钥匙位置传感器17 ;其特征在于还包括，二位三 通阀A4、高压蓄能器5、压力传感器6、液控单向阀7、二位三通阀B8、混合动力电控单元9、 液压泵/马达12、低压蓄能器13、泵/马达排量电液控制装置14、制动踏板位置传感器15、 加速踏板位置传感器16 ; —台液压泵/马达12刚性连接在内燃机2和离合器11之间，液 压泵/马达12的高压油口与二位三通阀A4相连，并通过液控单向阀7与高压蓄能器5相 连；液压泵/马达12的低压油口与低压蓄能器13相连；液压泵/马达12还通过二位三通 阀B8与液控单向阀7相连；高压蓄能器5的压力传感器6、制动踏板位置传感器15、加速踏 板位置传感器16和内燃机起动钥匙位置传感器17通过电缆与混合动力控制单元9连接； 混合动力控制单元9通过泵/马达排量电液控制装置14连接液压泵/马达12。 本技术的节能和减排效果体现在 机液混合动力系统车辆的内燃机转速和车辆的速度不再是固定的速比，从而可以 使内燃机经常工作在高效、低排放区。在车辆低速、低负荷工况，采用内燃机受控熄火和液 压泵/马达回收制动能量及液压泵/马达起动内燃机可大幅提高内燃机的热效率并降低排 放。在车辆停车时，采用内燃机熄火节油或使内燃机处于最低油耗工作区，变速器处于空档 位置，利用多余的内燃机输出功率驱动液压泵/马达将低压蓄能器内的低压油泵入高压蓄 能器存储，以便能够再次采用液压泵/马达起动内燃机或驱动车辆起步。通过内燃机受控 熄火和使内燃机经常处于低油耗区运行，可在节油的同时大幅降低排放。附图说明图1本技术的结构和工作原理图 图中1、内燃机电控单元；2、内燃机；3、起动电机；4、二位三通阀A;5、高压蓄能 器；6、压力传感器；7液控单向阀；8、二位三通阀B ;9、混合动力电控单元；10、变速器；11、 离合器；12、液压泵/马达；13、低压蓄能器；14、泵/马达排量电液控制装置；15、制动踏板 位置传感器；16、加速踏板位置传感器；17、内燃机起动钥匙位置传感器；a、制动踏板位置信号；b、加速踏板位置信号；c、内燃机起动钥匙位置信号；d、液压泵/马达控制信号；e、二 位三通阀A4控制信号；f、二位三通阀B8控制信号；g、高压蓄能器5压力信号；h、来自内燃 机电控单元1的内燃机状态信号；i、内燃机控制信号；j、起动电机控制信号。p3 二位三通 阀A4卸载位置；p4 二位三通阀A4接通位置；pl 二位三通阀B8接通位置；p2 二位三通阀B8 断开位置；具体实施方式本技术的一种机液混合动力传动系统包括，内燃机电控单元1、内燃机2、起 动电机3、变速器10、离合器11、内燃机起动钥匙位置传感器17 ;其特征在于还包括，二位三 通阀A4、高压蓄能器5、压力传感器6、液控单向阀7、二位三通阀B8、混合动力电控单元9、 液压泵/马达12、低压蓄能器13、泵/马达排量电液控制装置14、制动踏板位置传感器15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机液混合动力传动系统包括，内燃机电控单元（１）、内燃机（２）、起动电机（３）、变速器（１０）、离合器（１１）、内燃机起动钥匙位置传感器（１７）；其特征在于还包括，二位三通阀Ａ（４）、高压蓄能器（５）、压力传感器（６）、液控单向阀（７）、二位三通阀Ｂ（８）、混合动力电控单元（９）、液压泵／马达（１２）、低压蓄能器（１３）、泵／马达排量电液控制装置（１４）、制动踏板位置传感器（１５）、加速踏板位置传感器（１６）；一台液压泵／马达（１２）刚性连接在内燃机（２）和离合器（１１）之间，液压泵／马达（１２）的高压油口与二位三通阀Ａ（４）相连，并通过液控单向阀（７）与高压蓄能器（５）相连；液压泵／马达（１２）的低压油口与低压蓄能器（１３）相连；液压泵／马达（１２）还通过二位三通阀Ｂ（８）与液控单向阀（７）相连；高压蓄能器（５）的压力传感器（６）、制动踏板位置传感器（１５）、加速踏板位置传感器（１６）和内燃机起动钥匙位置传感器（１７）通过电缆与混合动力控制单元（９）连接；混合动力控制单元（９）通过泵／马达排量电液控制装置（１４）连接液压泵／马达（１２）。

【技术特征摘要】
一种机液混合动力传动系统包括，内燃机电控单元(1)、内燃机(2)、起动电机(3)、变速器(10)、离合器(11)、内燃机起动钥匙位置传感器(17)；其特征在于还包括，二位三通阀A(4)、高压蓄能器(5)、压力传感器(6)、液控单向阀(7)、二位三通阀B(8)、混合动力电控单元(9)、液压泵/马达(12)、低压蓄能器(13)、泵/马达排量电液控制装置(14)、制动踏板位置传感器(15)、加速踏板位置传感器(16)；一台液压泵/马达(12)刚性连接在内燃机(2)和离合器(11)...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪常伟，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]