[发明专利]一种压力和容量可调的液压能回收及储存系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力和容量可调的液压能回收及储存系统及其工作方法。

背景技术

随着石油价格的不断增长和尾气排放对环境影响的日趋加剧，节能减排已经成为研究的重点。经过十几年的发展，混合动力技术在乘用车辆上的应用已经日趋成熟，各种车型层出不穷。由于相比于乘用车辆，工程车辆数量较少，因而工程车辆节能减排技术一直未得到各国的重视。

工程车辆主要采用液压驱动执行机构动作，液压缸需要频繁地伸长和回收，液压能在与其他能量转换过程中最终主要是以热能的形式损失掉了，大大降低了工程车辆的燃油经济性。针对这一问题，有些人提出了将工程车辆的液压能转化成电能的形式进行回收的方案，但是回收和利用过程中需要将液压能转化为电能，电能再转化为液压能，能量在各种形式的转化过程中损失巨大，因而燃油经济性改善并不明显。另有一些人提出了采用液压蓄能器对工程车辆液压能回收的方案，但是由于工程车辆运行工况复杂多变，容量及压力固定的液压能回收系统始终无法实现液压能量的充分回收。

因此有必要在保证工程车辆稳定运行的前提下，改进液压能回收系统及其工作方法，尽可能提高能量的回收利用率，实现工程车辆的节能减排。

发明内容

本发明的目的正是为了实现工程车辆的液压能的充分回收，提出了一种压力和容量可调的液压能回收系统及其工作方法。

本发明提供一种压力和容量可调的液压能回收及储存系统，包括：油缸，变量液压泵，液压开关网络，液压缸，液压蓄能器，气压蓄能器，三位三通阀和二位三通阀；其中，变量液压泵连通油缸，输出端连接液压开关网络；液压开关网络与液压蓄能器连通；液压蓄能器具有下部液压腔和上部压缩空气腔；液压蓄能器的压缩空气腔经过三位三通阀与气压蓄能器连通；液压缸与液压开关网络连接。

其中，液压开关网络由开关阀一至九、单向阀、二位三通阀组成：开关阀一的一端与变量液压泵连接，另一端与单向阀的一端连接，单向阀的另一端同时连接开关阀五至七；开关阀五与开关阀六串接，开关阀八与开关阀九串接，两串接支路再并接，开关阀七的两端分别连接在两串接支路的中间管路上；开关阀二的一端连接于开关阀一与单向阀之间，另一端连接二位三通阀后与液压蓄能器的液压腔连接；开关阀四的一端同时连接开关阀三、开关阀七至九，另一端与液压蓄能器的液压腔连接；其中，单向阀和开关阀四连接于开关阀七的不同端。

其中，气压蓄能器为气罐。

作为优选，二位三通阀分别与开关阀四和液压蓄能器的液压腔连接之前的管路上增设另一单向阀。

作为优选，在变量液压泵与开关阀一之间的管路上设置一个减压阀一，该减压阀一与油缸连通，通过控制该减压阀一，可将液压开关网络中的液压油排入油缸中，从而实现对液压开关网络中油压的调节。

作为优选，液压蓄能器的下部液压腔连接一个减压阀二，该减压阀二与油缸连通，通过控制该减压阀二，可将液压蓄能器的液压腔中的液压油排入油缸中。

作为优选，在气压蓄能器与三位三通阀之间的管路上设置一个气压减压阀，该气压减压阀与大气连通，通过控制该气压减压阀，可将气压蓄能器中的压缩空气排入大气，从而实现对气压蓄能器或/和液压蓄能器的压缩空气腔的压力调节。

作为优选，液压能回收及储存系统还包括液压蓄能器增压装置。该增压装置为液压泵，该液压泵连接于开关阀二与二位三通阀之间，其液压油输入端连接二位三通阀的右位，液压泵可对液压蓄能器中储存的液压油进行升压操作，当储存在液压蓄能器中的液压油的压力较低时，控制二位三通阀处于右位，液压油经过液压泵加压后用于驱动液压缸动作。液压泵的动力输入端通过离合器与工程车辆的电动/发电机的输出轴连接。

作为优选，液压能回收及储存系统还包括气罐加压装置。该气罐加压装置为一高压气泵，高压气泵气体输入口与大气连通，输出口与气罐连接，高压气泵可对气罐进行充压操作，使气罐的压力达到期望的工作压力。该高压气泵由工程车辆的电动/发电机驱动。

本发明还提供了所述液压能回收及储存系统的工作方法：

工程车辆发动机被控制运行在最佳工况点。