[发明专利]一种纯机械功率分流装置

说明书

技术领域：

本发明属于机械动力技术领域，涉及一种纯机械功率分流装置，使发动机和电动机等原动机工作于一最佳点状态，集机械动力参数调节、功率分流调节于一体，其功率分流调节功能通过内部功率分流调节和外部功率分流调节两种方式实现，效率高，能耗低。

背景技术：

机械传动过程中，功率输出调节一般根据负载需求通过调节发动机或电动机等动力输出设备实现，对燃料发动机而言，严重影响其运行工况，导致发动机工况不稳定，工作恶化，不可能实现燃料发动机运行状态的最佳化，严重浪费能源，同时严重污染环境；对电动机而言，会影响其运行工况，导致运行工况不稳定，工作恶化，影响其输出效率，特别是其输出功率降到一定程度时，其输出效率会急剧下降。目前，对于机械功率的分流，大多采用较复杂、多种机械部件相结合的方式，同时结合变速等功能，机械功率分流装置组装、维护等不够灵活，对于机械维护人员而言，往往弄得满手浑身油污，而且，对于功率分流调节功能实现方式往往过于简单，没有考虑各种功率分流调节功能实现方式的功效范围，大多仅通过单一方式实现。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种高效低能耗的纯机械功率分流装置，使发动机或电动机等原动机工作于一最佳点状态，集机械动力参数调节、功率分流调节于一体。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括机械动力控制器、动力输出装置、储能放能器、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第四行星排、第五行星排、第六行星排、第七行星排、第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器，其中储能放能器包括飞轮储能器、液压储能器、发电机、蓄电池、双向变量液压泵和油箱；机械动力控制器分别与动力输出装置、储能放能器、第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器电信息连通；动力输出装置为燃料发动机或电动机，动力输出装置与第一离合器连接；第二离合器的一端与第一离合器相连，另一端与飞轮储能器相连；第三离合器的一端与第一离合器相连，另一端与双向变量液压泵连接；双向变量液压泵与液压储能器连接，第四离合器的两端分别与第一离合器和发动机相连；油箱连接在双向变量液压泵上，第一离合器与第一行星排连接，第二行星排和第三行星排分别与第一行星排连接，第二行星排和第三行星排分别牵引出第四行星排、第五行星排、第六行星排和第七行星排，七个行星排均为一输入两输出行星排；动力输出装置输出的机械动能通过第一行星排分成两路输出，其中一路通过第二行星排分成两路输出，另一路则通过第三行星排分成两路输出，形成四路动力输出；同理，通过第四行星排、第五行星排、第六行星排和第七行星排形成八路动力输出。

本发明所述动力输出装置仅有工作于最佳经济工作区和停止两种状态，动力输出装置通过机械动力控制器控制储能放能器的状态从而匹配适应负载动力需求，机械动力输出功率大于负载动力需求时，利用储能放能器有效回收多余机械功率；机械动力输出功率小于负载动力需求时，利用储能放能器放出能量补充不足的机械功率。

本发明所述储能放能器的储能功能通过飞轮储能器、液压储能器、发电机和蓄电池实现，如果需要储存的能量较少，且时间较短，通过飞轮储能器储存；如果需要储存的能量较多，且时间较长，通过液压储能器储存；如果需要储存的能量多，且时间长，通过发电机将储存能量转换为电能，由蓄电池储存；飞轮储能器储存的能量和液压储能器储存的能量均能通过发电机将储存能量转换为电能实现长时间储存；储能放能器释放能量时，将飞轮储能器中储存的能量直接转换为机械能输出；液压储能器中储存的能量通过双向变量液压泵和油箱实现能量转换输出机械能；蓄电池中储存的能量通过发电机转换为机械能，实现动力输出；所有过程通过机械动力控制器实现有效控制。

本发明所述动力输出装置中功率分流调节功能分别或同时通过内部功率分流调节和外部功率分流调节两种方式实现，其中内部功率分流调节功能通过第一行星排、第二行星排、第三行星排、第四行星排、第五行星排、第六行星排和第七行星排组合实现，外部功率分流调节通过储能放能器实现。