[发明专利]基于能量回收的集成式液压变速器有效
申请号: | 201710419570.8 | 申请日: | 2017-06-06 |
公开(公告)号: | CN107131181B | 公开(公告)日: | 2019-10-01 |
发明(设计)人: | 王峰;张浩翔;迈克尔·古斯特;金·斯特尔森 | 申请(专利权)人: | 浙江大学 |
主分类号: | F15B21/14 | 分类号: | F15B21/14 |
代理公司: | 杭州求是专利事务所有限公司 33200 | 代理人: | 林超 |
地址: | 310058 浙江*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 变速器 新型液压 能量回收 油液口 可调式节流阀 集成式液压 液压蓄能器 液压油箱 输出轴 输入轴 减速 液力变速器 调速功能 液压结构 传统的 蓄能器 传动 升速 制动 输出 | ||
本发明公开了一种基于能量回收的集成式液压变速器。包括新型液压变速器、可调式节流阀、液压蓄能器和液压油箱,新型液压变速器具有两个油液口、输入轴和输出轴,输入轴到输出轴之间通过液压结构传动带动,新型液压变速器的一个油液口经可调式节流阀和液压蓄能器连接,新型液压变速器的另一个油液口与液压油箱连接。本系统可实现减速和升速功能,通过蓄能器能量的充放实现输出端的减速或加速。与传统的液力变速器相比,此装置不仅能实现调速功能,还能将制动的能量回收,供加速时使用,提高了能量的利用率。
技术领域
本发明涉及一种静液压传动装置,尤其是涉及一种基于能量回收的集成式液压变速器。
背景技术
传统的齿轮式变速器具有体积大、质量大等缺点。同时,输出端的加速、减速与发动机耦合,发动机无法工作在高效率点。而本装置可以将发动机和输出端解耦,在输出端低速时,将机械能转化为液压能,储存在蓄能器中。当系统需要加速时,储存在蓄能器中的液压能可以转化成机械能,这样便实现了制动能量的再利用。
发明内容
针对技术中的上述问题,本发明提出了一种基于能量回收的集成式液压变速器,可实现升速和降速功能,通过蓄能器能量的充放实现输出端的减速、加速。传统的液力变速器相比,此装置不仅能实现调速功能,还能将制动的能量回收,供加速时使用,提高了能量的利用率。
本发明采用的技术方案是:
本发明包括液压变速器、可调式节流阀、液压蓄能器和液压油箱,液压变速器具有两个油液口、输入轴和输出轴,输入轴到输出轴之间通过液压结构传动带动,液压变速器的一个油液口经可调式节流阀和液压蓄能器连接,液压变速器的另一个油液口与液压油箱连接。
所述的液压变速器采用增设输出轴、定子浮动且连接到输出轴的双作用式叶片泵。
双作用式叶片泵原有一个定子和转子,定子固定且未连接有轴,转子转动且连接有轴,本发明对双作用式叶片泵进行改进,改进区别在于设置输出轴,使其定子浮动且连接到输出轴。
虽然作了上述改进,本液压变速器实现是机械传动和油液压力之间的转换,其本质上是一个液压变速器而非液压泵。
所述的液压变速器两端的转速差和输出流量的油液口的流出流量具有以下关系:
Q=D(ωi-ωo)=D·△ω
其中Q为压力控制端的流量,D为液压变速器的排量,ωi为输入轴转速,ωo为输出轴的转速,△ω为输入输出转速差。
所述的液压变速器的输出扭矩和输出流量的油液口的压力具有以下关系:
T=D·p
其中T为输出轴的扭矩,D为液压变速器的排量,p为压力控制端压力。
所述的可调式节流阀两端的压力差和通过可调式节流阀的流量具有以下关系:
其中Q为通过流量,Cd为油液的流量系数,A为可调式节流阀的通流面积,Δp为节流阀进出口压力差,ρ为油液密度。
所述的液压蓄能器的压力和通过液压蓄能器流量具有以下关系:
其中Q为通过流量,p0为液压蓄能器预充压力,v0为液压蓄能器的容积,p1为液压蓄能器压力。
本发明的有益效果是:
与传统液力变速器不同,本发明的液压变速器通过控制节流阀的开度,调整输入、输出蓄能器的流量,从而实现调速功能。
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