[实用新型]一种用于均衡内燃机输出扭矩的液压装置

说明书

所属技术领域

本实用新型属于流体传动领域，适用于负载变化剧烈的各种工程机械设备，尤其是各种大功率工程机械，例如液压挖掘机、推土机、装载机等。通过在小负载时存储能量，在大负载时释放能量，本装置可以用来调节这些设备中内燃机的输出扭矩，使内燃机的输出扭矩趋于平稳，同时又能满足变化剧烈的负载功率需求，从而在这些设备的设计中可以选用小功率内燃机，达到降低成本和节约能源的目的。

背景技术

在许多机械设备中，由于负载的变化，导致原动机的输出扭矩也随之发生大幅度的变化。例如，在工程机械如液压挖掘机、推土机、装载机中，其负载变化非常大，导致驱动这些设备的内燃机的输出扭矩也发生很大变化。在以往通常的设计中，为满足这些设备的正常工作要求，必须按照可能出现的最大负载来选择内燃机。而在实际工作过程中，这些设备上的平均负载功率并不大，远小于最大负载功率。因此，按照最大负载功率选择的内燃机功率在整个工作过程中的大部分时间里就显得过大，导致内燃机在大部分时间内都工作在低效区，使燃油得不到充分利用，造成能源的浪费。另外，大功率柴油机还将导致制造成本的上升。在以往通常的设计中，这是为满足最大负载功率的要求而必须付出的代价，因此形成了满足最大负载功率需求与制造成本上升和节约能源之间的矛盾。

为解决以上所提到的矛盾，通常在设备中附加储能环节来调节原动机的输出扭矩。例如，在柴油机的输出端附加一个大惯量飞轮，可以使柴油机的输出扭矩趋于平稳。为提高飞轮的储能，通常采用加大转速和加大惯量的方式，但由于受内燃机转速限制，因此通过转速提高储能效果有限；如果采用加大飞轮惯量的方法，则飞轮的体积和重量由于受机械结构的限制，取得的效果也有限。因此，也有的设备采用可充电电池或超级电容作为储能元件，例如混合动力汽车。但电池由于受到目前技术发展的限制，其容量和单体电压偏低，用于大功率设备时体积较大，成本较高，而且可重复充电次数不高，而且与之对应的功率电路复杂，成本也较高。如果采用超级电容作为储能元件，虽然在充电寿命上远高于电池，但单体电压也是偏低，用于功率较大的设备时也存在体积庞大、电路复杂、成本高昂的的缺点。除次之外，飞轮电池也是一种选择，但这种技术目前在大功率设备上应用还不成熟，成本也是居高不下。

目前还有一种比较成熟的储能方式是采用液压蓄能器，适用于采用液压驱动的机械设备，通常用于液压混合动力汽车。通过在小负载时向蓄能器内蓄能，在大负载时利用蓄能器中储存的能量辅助内燃机驱动，可以在采用小功率内燃机的条件下满足短时间内大负载功率的需求。另外，这种蓄能方式还广泛用于液压混合动力车辆制动能量的回收。但这些装置一方面具有较复杂的结构和控制系统，通常采用静压传动的结构方案，另一方面没有考虑工程机械的工作特点和结构特点，不适合工程机械应用，尚未有一种适用于负载变化剧烈的工程机械设备的蓄能系统。

发明内容

本实用新型要解决现有采用液压蓄能器的蓄能系统结构复杂、不适合工程机械应用的问题，提供一种结构简单、适合工程机械应用的采用液压蓄能器的用于均衡内燃机输出扭矩的液压装置。

本实用新型所述的一种用于均衡内燃机输出扭矩的液压装置，包括相互连接的液压泵、蓄能器，所述的液压泵的输入轴与内燃机输出轴间接连接，所述的蓄能器上装有压力传感器，所述的液压泵的进口通过第一单向阀连接油箱，第一单向阀允许液压油的流动方向是从油箱到所述的液压泵的进口；同时液压泵的进口通过第一液控单向阀连接蓄能器的进口，在没有液控信号的条件下第一液控单向阀允许的液压油流动方向是从所述的液压泵的进口到蓄能器；液压泵的出口通过第二单向阀连接蓄能器的进口，第二单向阀允许的液压油流动方向是从所述的液压泵的出口到蓄能器；液压泵的出口通过第二液控单向阀连接油箱，在没有液控信号的条件下第二液控单向阀允许的液压油流动方向是从油箱到所述的液压泵的出口；液压泵的出口还通过一个液控或电磁截止阀连接油箱；所述的压力传感器的输出连接控制电路，控制电路的输出连接所述的截止阀的切换开关；所述的第一液控单向阀、第二液控单向阀的控制口连接所述的内燃机驱动的工程机械的液压系统的先导压力信号P_i。

进一步，所述的第一液控单向阀、第二液控单向阀可以是液控或电磁截止阀。

更进一步，所述的蓄能器的出口通过溢流阀连接油箱。