[发明专利]能量回收式脉宽调制制动及调速液压无级变速器

说明书

技术领域

    本发明涉及一种无级变速传动系统，尤其是一种城市公共汽车的无级变速驱动和制动能量回收的能量回收式脉宽调制制动及调速液压无级变速器。 

 

背景技术

已有的变速装置中，包括机械无级变速器，液压无级变速器，液压机械式无级变速器被分别用在各个领域。而现有的汽车传动中，大多为机械式传动，也有新开发的液压机械式变速器，但专用于汽车上的液压无级变速器还为数不多。由于静液压无级变速器具有驱动力矩大，变速范围宽，冲击平缓等优点，因此开发具有节能、减排效能等多功能高效率的环保汽车液压节能驱动系统技术等具有重要意义。

现有的液压马达无级调速系统，基本形式主要有容积调速和节流调速两类。容积调速系统的典型结构是泵控液压马达系统，它通过改变变量泵的排量来对马达输出进行控制。这种控制方法具有功率损失小，效率高的优点，因此在很多场合得到了应用，尤其是大功率系统中，但它具有低速不稳定，动态特性较差的缺点。节流调速是通过调节伺服阀的开度来调节进入液压马达的流量。从而控制马达的速度，这种系统的特点是响应快，效率低，适用于动态特性高的场合。然而，对于大功率液压马达变速系统，传统的阀控形式无法解决溢流损失造成的系统温升高、散热难的问题, 因此必须采用效率较高的容积控制系统以解决发热量大的问题, 但容积控制系统虽然效率较高, 可动态性能较差, 不适于高精度的场合。因此也出现了阀泵联合控制液压马达无级变速系统，该系统动态特性好，效率高，但控制复杂，造价成本高，不易普及推广使用。仅在要求高的特殊场合下使用。

目前应用在公共运输车辆、大型城市公共交通车辆主要是液压混合动力系统，液压混合动力是将液压蓄能器与内燃机结合起来，协调工作发挥机械—液压两者优势的车辆。由于城市路况启停复杂，液压混合动力车辆则可以充分地利用刹车能量的71%进行再启动和加速，在频繁刹车和启动的路况，将明显地改善车辆启动时黑烟的排放，降低油耗，提高车辆加速和减速特性，延长刹车装置的寿命，同时可减少车辆总能量的需求。液压混合动力车以蓄能器作为可逆储能元件，按照各组合方式的不同分为串联式、并联式、混联式。

而全液压（静液压）传动系统目前只用在特种及工程车辆上，与目前机械-液压混合动力客车相比，全液压系统零件大量少，降低了生产成本；能适应车速变化急剧、频繁、变化范围大等苛刻条件，可以在较宽的转速范围内实现车辆可控的无级变速，有利于充分利用发动机的性能；可以利用液压传动系统实现制动。因此全液压传动是一种很有发展前途的变速装置。但是，现有技术的全液压无级变速器存在体积大、结构复杂、效率较低、能耗高，组件比较精密、成本较高等不足，限制了其在城市车辆上应用。

 

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提出一种能量回收式脉宽调制制动及调速全液压无级变速系统。本发明的主要目的在于开发动态特性好、整体效率高、具有能量回收及液压制动功能的低能耗城市车用液压无级变速器；其次在于提高系统的可靠性、降低成本。

本发明的技术方案是：能量回收式脉宽调制制动及调速液压无级变速器，包括液压管路，在液压管路上并列设置两组支管路，第一支管路和第二支管路，在液压管路设置有定量泵，向液压管路按照设定受控供给液压油；其特征在于：在第一支管路上设置有第一逻辑换向阀，第一逻辑换向阀后面的管路分为两条路径，第一条路径上设置有第一液控单向阀，第一液控单向阀后面并列设置第一双向液压马达、第二双向液压马达、液压阻尼器和第二高速开关阀，第二条路径上设置有第一锥阀，第一锥阀与第一高速开关阀相连接，由第一高速开关阀控制第一锥阀的开启度，第一锥阀与油箱连接；第二高速开关阀后面的管路通入气囊式蓄能器内；

在第二支管路上设置有第二逻辑换向阀，第二逻辑换向阀后面的管路分为两条路径，第一条路径上设置有第二液控单向阀，第二液控单向阀后面设置第一双向液压马达、第二双向液压马达和第四高速开关阀，第一双向液压马达和第二双向液压马达的两端分别连接在第一液控单向阀、第二液控单向阀后的管路上，并列设置；第二条路径上设置有第二锥阀，第二锥阀与第三高速开关阀相连接，由第三高速开关阀控制第二锥阀的开启度，第二锥阀与油箱连接；第四高速开关阀后的管路通入气囊式蓄能器内，或者与第二高速开关阀后面的管路相连接后，通入气囊式蓄能器内；

进一步的特征是：第一高速开关阀和第一锥阀后面的管路，与第二锥

阀和第三高速开关阀后面的管路相连通，并且与定量泵的另一端连通。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：