[發明專利]一種混聯式液壓混合動力系統

有效

• 申請號: 202111026389.3
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113580913B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 王峰;洪均益;徐兵
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B60K6/12
• 分類號: B60K6/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種混聯式液壓混合動力系統。系統中發動機的輸出軸依次經補油泵和液壓變速器后與自動變速箱的輸入軸同軸連接，齒輪對包括第一齒輪和第二齒輪，自動變速箱的輸出軸通過第二齒輪與主減速器同軸連接，變量液壓馬達的輸出軸與第一齒輪同軸連接；液壓變速器的出油口與變量液壓馬達的進油口連通，高壓蓄能器的進出油口與液壓變速器的出油口和變量液壓馬達的進油口之間的油路連通，液壓變速器的進油口和變量液壓馬達的回油口連通，低壓蓄能器的進出油口與液壓變速器的進油口和變量液壓馬達的回油口之間的油路連通，液壓變速器的進油口還與補油泵的出油口連通。本發明的體積和質量更小，結構和控制更簡單，減少了功率循環，提高了傳動效率。

技術領域

本發明涉及了移動機器領域的動力系統構型，具體涉及了一種混聯式液壓混合動力系統。

背景技術

由于移動機器每年都要消耗大量的能源，產生大量的排放，世界各國對減少移動機器燃料消耗和排放的需求日益增長，排放法規日益嚴格。改善發動機的工作狀況和提高動力系統的傳動效率，是滿足這些要求的關鍵因素。混合動力技術能夠回收制動能量、優化發動機工作狀況、降低發動機功率，對于減少移動機器的燃料消耗和排放有著重要的作用。

相比于油電混合動力，液壓混合動力輸出功率高，驅動能力強，采用液壓蓄能器作為能量存儲設備，功率密度大，動力系統結構緊湊，能量回收速度快，使用壽命長，在移動機器領域有著很好的應用前景。液壓混合動力系統有三種基本構型：并聯式、串聯式和混聯式。并聯式系統是在現有傳動中并聯液壓泵馬達，易于實施，但無法優化發動機工作點。串聯式系統是一個帶液壓蓄能器的靜液壓傳動系統，結構簡單，能優化發動機工作點，但傳動效率較低。混聯式系統既能優化發動機工作點，又有較高的傳動效率，具有很好的應用前景。

混聯式液壓混合動力系統本質上是一個帶液壓蓄能器的機械液壓復合傳動系統，通過功率分流元件將發動機功率分成兩路機械功率，其中一路通過靜液壓傳動回路先轉化成液壓功率再轉化成機械功率，與另一路機械功率匯合。目前常用的功率分流元件是一個三軸的行星齒輪組，其任意兩個軸之間的轉速比可通過第三個軸的轉速來調節，將行星齒輪組的兩個軸分別連接發動機和車輪，第三個軸連接靜液壓傳動的輸入軸或輸出軸，通過靜液壓傳動的無級調速改變第三個軸的轉速，來調節發動機和車輪之間的轉速比。該混聯式液壓混合動力系統體積和質量較大，設計和控制復雜，且普遍存在功率循環，降低了傳動效率。行星齒輪組只實現機械功率分流，無法實現機械和液壓功率的同步分流。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提出了一種混聯式液壓混合動力系統，采用液壓變速器作為功率分流元件，可以實現機械和液壓功率的同步分流。與傳統的基于行星齒輪組的混聯式液壓混合動力系統相比，本系統體積和質量更小，結構和控制更簡單，且減少了功率循環，提高了傳動效率。

本發明采用的技術方案是：

本發明包括液壓變速器、自動變速箱、變量液壓馬達、補油泵、高壓蓄能器、低壓蓄能器、液壓油箱、齒輪對、發動機和主減速器；

發動機的輸出軸依次經補油泵和液壓變速器后與自動變速箱的輸入軸同軸連接，齒輪對主要由第一齒輪和第二齒輪嚙合形成齒輪副構成，自動變速箱的輸出軸與第二齒輪同軸連接，主減速器的主減速器軸也與第二齒輪同軸連接，主減速器與車輪相連，變量液壓馬達的輸出軸與第一齒輪同軸連接；

液壓變速器的出油口與變量液壓馬達的進油口連通，高壓蓄能器的進出油口與液壓變速器的出油口和變量液壓馬達的進油口之間的油路連通，液壓變速器的進油口與變量液壓馬達的回油口連通，低壓蓄能器的進出油口與液壓變速器的進油口與變量液壓馬達的回油口之間的油路連通，液壓變速器的進油口還與補油泵的出油口連通；變量液壓馬達排量的調節用于改變高壓蓄能器的壓力，高壓蓄能器壓力的改變用于調節液壓變速器的輸出軸轉矩和變量液壓馬達的輸出軸轉矩，從而實現車輛速度的控制，自動變速箱的傳動比隨著車輛速度的變化自動調節。

所述液壓變速器的進油口通過低壓溢流閥與液壓油箱連通。