用于能量回收和利用的液壓系統(tǒng)及工程機械車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于能量回收和利用的液壓系統(tǒng)及工程機械車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]工程機械車輛為汽車起重機、垃圾運輸車、泵車等輪式行走類工程機械。一直以來，工程機械車輛由于其產(chǎn)品數(shù)量大、耗油高、排放差，其節(jié)能問題己受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。例如，汽車起重機作為工程機械的主要機型之一，與公路機動設(shè)備一樣，穿梭于不同的城市與郊野，由于其質(zhì)量重，行駛過程中制動、啟停頻繁，具有短暫、重復(fù)、周期性循環(huán)的工作特點。
[0003]目前，液壓混合動力技術(shù)被公認為是解決能源危機和環(huán)境污染的有效措施之一。針對混合動力系統(tǒng)在工程機械上的應(yīng)用，目前做了大量的研宄工作。2009年，推出了采用HRB系統(tǒng)的液壓混合動力垃圾車，系統(tǒng)節(jié)能效果高達25%。2010年，推出了采用HFW系統(tǒng)的液壓混合動力挖掘機。工程機械車輛在路面行駛過程中遇特殊情況需緊急制動，由于車輛質(zhì)量大慣性也大，導(dǎo)致制動時能量耗費也大，通過設(shè)計適當(dāng)?shù)难b置可以將這部分制動能量進行回收利用。
[0004]盡管液壓混合動力技術(shù)上的先進性給產(chǎn)品競爭帶來一定的優(yōu)勢，但是，現(xiàn)有技術(shù)的混合動力系統(tǒng)具有下述缺點:1、控制系統(tǒng)復(fù)雜，為實現(xiàn)發(fā)動機最優(yōu)動力匹配，需針對不同工況設(shè)定相應(yīng)控制參數(shù)；2、成本高，相比非能量回收系統(tǒng)增加很多購置成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是提供一種用于能量回收和利用的液壓系統(tǒng)，將制動能、慣性能利用液壓蓄能器回收儲存和車輛啟動時輔助提供動力。
[0006]一種用于能量回收和利用的液壓系統(tǒng)，包括:二次元件、液壓蓄能器和控制裝置；所述二次元件和所述液壓蓄能器連接；當(dāng)車輛起動時，所述控制裝置控制所述二次元件工作于馬達工況，所述液壓蓄能器為所述二次元件提供高壓油源，所述二次元件將所述液壓能轉(zhuǎn)換為機械能；當(dāng)車輛制動或下坡時，所述控制裝置控制所述二次元件工作于泵工況，所述二次元件將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，液壓能存儲于液壓蓄能器中。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述取力器與所述二次元件連接；當(dāng)車輛制動或下坡時，通過所述取力器將機械能輸送給所述二次元件。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述二次元件包括:斜盤式變量柱塞泵、工況控制液壓組件；所述斜盤式柱塞泵包括:泵或馬達、第一柱塞變量缸、第二柱塞變量缸；通過所述工況控制液壓組件控制進入所述第一柱塞變量缸和所述第二柱塞變量缸的液壓油的壓力，調(diào)整斜盤式變量柱塞泵的斜盤的角度，使所述斜盤式變量柱塞泵工作在泵工況或馬達工況。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述第一柱塞變量缸的大腔中設(shè)置復(fù)位彈簧；所述第一柱塞變量泵的大腔與所述泵或馬達的出油口相連通；所述泵或馬達的出油口通過所述工況控制液壓組件與所述第二柱塞變量缸的大腔相連通，其中，所述第一柱塞變量缸的活塞直徑小于所述第二柱塞變量缸的活塞直徑。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述工況控制液壓組件包括:第一換向閥、第一溢流閥所述第一換向閥為二位三通換向閥；所述泵或馬達的出油口與所述第一換向閥的進油口相連通，所述第一換向閥的第一出油口與所述第二柱塞變量缸的大腔相連通；所述第一換向閥的第二出油口與油箱連通；所述第一溢流閥的進油口與出油口分別與所述第一換向閥的第一出油口和油箱相連通。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述第一溢流閥為電比例溢流閥；所述泵或馬達的出油口輸出的壓力油經(jīng)過所述第一換向閥的進油口、第一出油口進入所述第二柱塞變量缸的大腔；所述控制裝置通過調(diào)節(jié)所述電比例溢流閥的電流值，調(diào)節(jié)所述電比例溢流閥泄油的油壓閾值，控制進入所述第二柱塞變量缸的大腔的液壓油油壓，調(diào)整斜盤式變量柱塞泵的斜盤角度。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述控制裝置調(diào)節(jié)所述電比例溢流閥的電流值，使所述電比例溢流閥泄油的油壓閾值始終大于所述泵馬達的出油口輸出的油壓，則所述斜盤式變量柱塞泵工作在泵的最大排量狀態(tài)；所述控制裝置(13)通過調(diào)節(jié)電比例溢流閥的電流值，使所述電比例溢流閥泄油的油壓閾值小于所述泵馬達(4)的出口油壓，并小于所述第一換向閥(8)的預(yù)調(diào)壓力，所述第一換向閥(8)的第一出油口閉合，斜盤擺角向反方向運動，則所述斜盤式變量柱塞泵工作在馬達最大排量狀態(tài)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述第一換向閥的控制油口與所述泵或馬達的出油口與反饋油口之間的連接油路相連通；當(dāng)所述泵或馬達的出油口輸出的壓力油壓力與所述反饋油口的壓力差超過所述第一換向閥設(shè)定的彈簧預(yù)緊力后，所述第一換向閥的第一出油口開通，壓力油進入所述第二柱塞變量缸的大缸。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，在所述第一換向閥的第一出油口與所述第二柱塞變量缸的連接管路中設(shè)置阻尼。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，還包括:電液換向閥和第二溢流閥；在所述二次元件與所述蓄能器的連接通路中設(shè)置電液換向閥；所述控制裝置控制所述電液換向閥的操作。所述第二溢流閥的進油口與出油口分別與所述二次元件與所述蓄能器的連接通路和油箱相連通。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述控制裝置根據(jù)傳感器采集的信息控制所述二次元件工作于馬達工況或泵狀態(tài)；所述傳感器采集的信息包括:腳制動踏板位置、變速箱檔位、傳動軸轉(zhuǎn)速、蓄能器壓力。
[0017]一種工程機械車輛，包括如上所述的用于能量回收和利用的液壓系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明的用于能量回收和利用的液壓系統(tǒng)及工程機械車輛，能夠應(yīng)用該二次元件進行車輛制動能量或慣性能量的回收及利用，能夠降低燃油消耗、達到節(jié)能的目的。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1、2為軸向柱塞泵的在泵工作狀態(tài)的工作原理圖；其中，圖2為圖1的A-A視圖，01 —斜盤、02 —柱塞、03 —殼體、04 —配油盤、05 —傳動軸；
[0021]圖3、4、5為軸向柱塞泵在馬達狀態(tài)的工作原理圖；其中，圖4為圖3的A-A視圖，圖5為圖3的B-B視圖；
[0022]圖6為現(xiàn)有的軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖7為根據(jù)本發(fā)明的用于能量回收和利用的液壓系統(tǒng)的一個實施例的系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0024]下面參照附圖對本發(fā)明進行更全面的描述，其中說明本發(fā)明的示例性實施例。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0025]在液壓系統(tǒng)中，一般的將機械能轉(zhuǎn)化為液壓能的元件，比如液壓泵等稱為一次元件，而將液壓能與機械能互相轉(zhuǎn)換的執(zhí)行元件、液壓泵/馬達(也稱為泵或馬達)為二次元件。
[0026]