[發明專利]原動機輸出扭矩均衡控制裝置

無效

• 申請號: 200710070388.2
• 申請日: 2007-07-27
• 公開（公告）號: CN101113597A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 高峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王兵;王利強

(一)技術領域

本發明屬于流體傳動領域，涉及一種原動機輸出扭矩均衡控制裝置。

(二)背景技術

在許多機械設備中，由于負載的變化，導致原動機的輸出扭矩也隨之發生大幅度的變化。例如，在工程機械如液壓挖掘機、推土機、裝載機中，其負載變化非常大，導致驅動這些設備的柴油機的輸出扭矩也發生很大變化。在以往通常的設計中，為滿足這些設備的正常工作要求，必須按照可能出現的最大負載來選擇柴油機。而在實際工作過程中，這些設備上的平均負載功率并不大，遠小于最大負載功率。因此，按照最大負載功率選擇的柴油機功率在整個工作過程中的大利用部分時間里就顯得過大，導致柴油機在大部分時間內都工作在低效區，使燃油得不到充分利用，造成能源的浪費。一般來講，任何原動機都有一個效率較高的經濟工作區，通常在其額定工作點附近。而負載的劇烈變化，將導致原動機的工作點偏離經濟工作區，導致效率下降。例如，由于柴油機負載的劇烈變化，將導致柴油機工作點偏離燃油效率較高的經濟工作區。另外，大功率原動機還將導致制造成本的上升和體積、重量的上升。在以往通常的設計中，這是為滿足最大負載功率的要求而必須付出的代價，因此形成了滿足最大負載功率需求與制造成本上升和節約能源之間的矛盾。

為解決以上所提到的矛盾，通常在設備中附加儲能環節來調節原動機的輸出扭矩。目前一種比較成熟的儲能方式是采用液壓蓄能器，適用于各種負載變化劇烈的設備，尤其是采用液壓驅動的機械設備，如液壓驅動的工程機械設備等。目前應用較多的一種方式是采用靜壓傳動技術，由原動機驅動液壓泵，液壓泵給蓄能器蓄能，蓄能器再驅動液壓馬達。通過在小負載時向蓄能器內蓄能，在大負載時利用蓄能器中儲存的能量輔助內燃機驅動，可以在采用小功率內燃機的條件下滿足短時間內大負載功率的需求。另外，這種蓄能方式還廣泛用于液壓混合動力車輛制動能量的回收。這種方式只適用于以液壓馬達作為驅動元件的設備，而不適用于以液壓缸作為驅動元件的設備。

(三)發明內容

為了克服已有的均衡控制裝置的結構復雜、適用性差、成本高的不足，本發明提供一種結構簡單、適用性好、成本低的原動機輸出扭矩均衡控制裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種原動機輸出扭矩均衡控制裝置，包括液壓泵、蓄能器以及扭矩均衡控制器，所述液壓泵的輸入輸出軸與原動機輸出軸傳動連接，所述液壓泵的出口連接蓄能器的進口，油箱連接液壓泵的進口，所述蓄能器上裝有蓄能壓力傳感器，所述液壓泵的出口通過截止閥連接油箱，所述的扭矩均衡控制器包括用于當蓄能壓力傳感器的壓力值達到上限值時打開截止閥的卸荷控制模塊，所述的液壓泵為變量液壓泵，油箱通過第一單向閥連接變量液壓泵的進口，變量液壓泵的出口通過第二單向閥連接蓄能器的進口，同時，變量液壓泵的進口通過用于在有控制信號時液壓油的流動方向是從蓄能器進出口到變量液壓泵進口的第一受控導通閥連接蓄能器的進口，所述變量液壓泵的出口通過用于在有控制信號時液壓油的流動方向是從變量液壓泵出口到油箱的第二受控導通閥連接油箱；所述的扭矩均衡控制器還包括用于接收先導壓力傳感器的信號、檢測蓄能器壓力信號、接收平均扭矩指令和實際負載扭矩值，并對所述變量液壓泵排量進行控制，以及向第一受控導通閥、第二受控導通閥發出控制信號的扭矩均衡控制模塊。

進一步，所述的扭矩均衡控制裝置還包括中心齒輪、分動齒輪，所述變量液壓泵的輸入軸與分動齒輪連接，所述分動齒輪與中心齒輪嚙合，所述中心齒輪與原動機的輸出軸連接，所述中心齒輪同時還與液壓系統的主泵連接。

或者是：所述的原動機的輸出軸與液壓系統的主泵連接，所述的液壓系統的主泵與變量液壓泵的輸入軸連接。

再或者是：所述的原動機的輸出軸與變量液壓泵的主軸連接，所述的變量液壓泵的輸入輸出軸與液壓系統的主泵連接。

更進一步，所述的第一受控導通閥、第二受控導通閥均為截止閥。

所述的第一受控導通閥為在沒有先導操縱信號的條件下允許的液壓油流動方向是從所述的液壓泵的進口到蓄能器的進口的第一受控單向閥；所述第二受控導通閥為在沒有先導操縱信號的條件下允許的液壓油流動方向是從油箱到變量液壓泵的出口的第二受控單向閥。

所述的第一受控單向閥、第二受控單向閥均為液控單向閥。

所述的蓄能器的進口通過溢流閥連接油箱。