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集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置

阅读:1028发布:2020-06-01

专利汇可以提供集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种属于机械传输领域的集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置。主要结构由一个 主轴 、一个 输出轴 、一套轴向液压 柱塞 马 达/ 泵 、1-2套行星 齿轮 系、一套环筒状高低压储油仓及若干附件组成;其技术特点是:1.主要结构件全部和主轴共轴线并集成式环抱在这一共同轴线周围,结构非常紧凑,可以最大限度的节省空间。2.第一行 星系 的 内齿圈 将主机动 力 、储能动力及外界阻力契合于自身、并使这三个力元素不断自动平衡从而实现本传动装置的自动无极变速功能。3.当车辆或设备 制动 减速时,本传动装置可以将制动 动能 吸储为液压 势能 并转化为第二动力,辅助或代替主机动力,提高车速或延长续航能力,大幅度节能减排。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利,下面是集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置专利的具体信息内容。

1.一种集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,主要结构包括:一个传动主轴、一个输出轴、一套中通液压轴向柱塞达/、一组环筒状高低压储油仓、一至二套行星齿轮系及若干附件;其特征在于:其主要结构均和传动主轴共轴线并集成式环抱在这一共同轴线周围。
2.根据权利要求1所述集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,其特征还在于:其中通液压轴向柱塞马达/泵的轴心中空并允许传动主轴由其中心自由通过;而其自身的输出/输入轴则呈中空套筒状延伸在传动主轴外围并通过连接架或第二行星系连接于第一行星系的内齿圈行星架
3.根据权利要求1所述集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,其特征还在于:其中通液压轴向柱塞马达/泵的缸体和配油盘内设有离心式U型散热油路。
4.根据权利要求1所述集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,其特征还在于:其中通液压轴向柱塞马达/泵的斜盘滑靴部位设有纯滚动摩擦的周向滚动斜盘和径向滚动履带式滑靴。
5.根据权利要求1所述集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,其特征还在于:其传动主轴同轴心通过中通液压轴向柱塞马达/泵之后连接于第一行星齿轮系之太阳轮并与之共同构成主输入副输出机构。
6.根据权利要求1所述集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,其特征还在于:其输出轴在传动主轴同轴线上连接于第一行星齿轮系之行星架并与之共同构成主输出副输入机构。
7.根据权利要求1所述集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,其特征还在于:其环筒状高低压储油仓呈同心环筒状连在一起,其中间环形隔板和中通液压轴向柱塞马达/泵的环形配油盘连为一体、而高压储油仓的内壁兼做中通液压轴向柱塞马达/泵的外壳
8.根据权利要求1所述集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,其特征还在于:其环筒状高低压储油仓的高压储油仓又隔成前仓和后仓,前仓小后仓大,前后仓之间设有双向限压连接;前仓储压达到某一设定压后此连接阀会自动往后仓输压;后仓达到前仓设定压力的某一倍数时只能自动溢流,而后仓往前仓返输储压则需由踏板操控此连接阀来选择实施返输的时机和强度。
9.根据权利要求1所述集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,其特征还在于:其环筒状高低压储油仓的低压储油仓内隐设有配油阀1至2对、每对配油阀均分别联通高低压油仓至配油盘的相应半环配油槽并能通过各自的阀芯和压簧的变位自动变换联通方向。
10.根据权利要求1所述集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置,其特征还在于:其行星齿轮系的第一行星系的内齿圈是浮动的,它的固器也是常开的,它不仅可以在需要时沿自己的外衬圈轴向移动充当变向机构的重要部件,而且更重要的它可以作为主机动力、储压动力及外界阻力三个力元素的交集契合点,让这三个力元素在自己身上不断形成自动平衡从而实现本传动装置的无极自动变速功能。

说明书全文

集成式共轴线机液联动无极自动变速节能传动装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种机液联动节能传动装置,尤其是一种集成式共轴线机液联动无级自动变速节能传动装置。

背景技术

[0002] 在传统技术领域中,存在两个备受关注的问题。
[0003] 一、设备运行中的能量浪费;例如:各种车辆制动减速时浪费掉的动能、各种起重设备在放落重物时浪费的势能、各种发动机在非正常运转时浪费掉的化学能电能、各种重型机床在工作机构启动、制动过程中浪费掉的电能和动能。
[0004] 二、机械设备运行中排放的污染物、尤其是矿物燃料能源的各种机械排放的温室气体和至霾物质对人类生活环境造成越来越严重的危害、其中内燃汽车的尾气排放是造成污染的重要色。
[0005] 人们一直在技术层面试图解决这两大问题、也提出或试用过多种解决方案,例如:用惰轮吸储动能或势能;用电池吸储电能;用液压储能再生那些宝贵的无功耗能;用电动汽车取代内燃动汽车,这些方案本应该立见成效,但在推行过程中却存在着各式各样的困阻,致使至今成效不佳;各种方案的困阻原因不尽相同,此处试作重点分析:
[0006] 一、电动汽车取代燃料汽车是节能减排的极佳方案,但短期内很难实现,其因有四:
[0007] 1.所用电源蓄电池目前仍显落后,功率容量很小,要想获得较理想的续航里程就必须背负大量电池,不但自重耗能过大,而且制造成本太高。
[0008] 2.为了少背电池又跑的远,就需建立许多充电换电站让电动汽车很方便的充电或更换电池,但建站成本将是一个天文数字而很难普及,只能在个别城市小作试点。
[0009] 3.行车过程中吸储制动动能靠电机发电储存的节能措施效率很低,因为目前的电池无法瞬间充放较大电能,在制动瞬间只能吸储很少一部分反输电能,而大部分减速动能还是被浪费了。
[0010] 4.直流电机在额定转速下运转能耗最小,转速过高或过低都会超值耗能,且易烧机;显然它不宜直接用在速度变化频繁且无规律的汽车上;若用一般变速机构很难消除此超耗;若用昂贵的机械式无级变速器也只能减少这种超耗浪费;既不能彻底解决又增加了制造成本;若改用交流电机,则直流变交流再变频将需要更高的成本。
[0011] 从以上几点可见,推广电动汽车近期内减少困阻的主要途径只能是降低能耗和成本。
[0012] 二、传统的燃油动力汽车技术至今已经发展到几近完美的程度,但由于它排放污染气体,危害我们的生存环境,必将遭到淘汰;不过随着页岩气的崛起和可燃的研发,它可能向燃气动力发展;毕竟燃气比燃油的有害排放少一些;加之电动汽车无法在短期之内取代它,预计它的寿命要比人们设想的要长很多。
[0013] 既知内燃汽车有危害、又不能尽早淘汰,只好想办法尽量减少它的排放危害;为此人们提出了许多方案,宗旨大都是降低能耗和成本,但至今未见大成者,按理说这个宗旨没错,既然不见成效就应考虑具体方案的实用性和合理性;比如是否结构过于松散导致空间占用出现困难或自耗过大或存在自相干扰或敏感度偏低或结构过于复杂等等。
[0014] 三、起重设备在提升重物时,起初是从静止到标定升速的加速过程,耗费的功率远大于额定功率,若不采取措施则会烧毁电机或扰乱电网,若采用补偿器或自动变速器可以平稳度过,但加速运动所增耗的能量却是省不了的;而在放落重物时则不但浪费了重物所具势能而且还需电力制动以免落速过快,显然提升和放落都存在能量浪费;为避免这些浪费,目前多用惰轮吸能法一用惰轮吸储重物落放的势能再用于提升时助力;此方法在定点起重机上效果良好,惰轮的重量和体积却是其自带的致命弱点;液压储能节能思路在此领域也曾有试点,但也未见大成,究其原因大概也和汽车领域类同。实用新型内容
[0015] 本实用新型之目的是提供一种结构紧凑、连体集成、适用广泛、操控简便、节能高效且能自动无极变速的机液联动传动装置。
[0016] 本实用新型的主要结构由传动主轴输出轴、中通轴向液压达/、高低压储油仓、一至二套行星齿轮系及若干附件组成;它们的结构关系及工作原理如下:
[0017] 一、一根传动主轴(以下简称主轴)周围同心环抱着一部中空通轴的轴向液压泵/马达(以下简称中通液机);而中通液机外围又同心环抱着轴向相连的环筒状高压储油仓和低压储油仓,其中高压储油仓充当中通液机的外壳;而低压储油仓包围在中通液机伸出的管状输出(入)套轴的外面并通过粗软管和置于某恰当空间的常压油池连接以满足低压油仓的吞吐需求;此外,高低压环筒状储油仓之间的环状隔板又与中通液机的环状配油盘连成一体;在此环状隔板和配油盘联合体的低压油仓一侧对称固连着隐于低压油仓内的2-4个径向分布的配油,此配油阀能在其滑动阀芯及压簧的帮助下以最短的油路将高低压两油仓分别与中通液机的相应配油槽连通并自动改变油路的流向。
[0018] 主轴从中通液机的中空通道内通过之后和第一行星齿轮系(以下简称行星系)的太阳轮相连,此行星系的行星架为输出行星架,它和轴向输出轴连接或者和径向输出齿轮连接;此行星系的内齿圈与第二行星系的太阳轮同轴线相连,并通过此第二行星系的内齿圈及连接架连接于中通液机的输出(入)套轴上,从而建立主轴与中通液机的联系。若动力主机为中低速发动机,则可以省去第二行星系。
[0019] 中通液机通过配油阀及配油盘和高、低压储油仓连接,因此它既能接受来自主轴及输出行星架的扭矩、并将此扭矩转化为液压势能存入高压储油仓,又能接受来自高压储油仓的液压势能并将其转化为扭矩传输至主轴或输出行星架。
[0020] 高压储油仓分为前后两个仓体,前仓容积约为全仓的20%,前、后仓之间由一双向限压阀连通,每当储能升压时前仓首先升压,升至某设定的额定值时压力油才会突破双向限压的连接阀流入后舱;(这一额定值的设定可确保短暂储压后立即需要助力时前仓能及时提供充足压力);当全仓升至额定液压值的约1.5倍时,前后二仓充满,溢流阀开启,高压仓停止升压,多余的高压油经溢流阀及滤清器、散热器流入低压储油仓或油池;当储能输出助力时,前仓首先降压至和后仓压力相同时双向限压阀解除限制,前后仓同时降压并输出助力,直至下一个储压期的到来。
[0021] 本传动装置的储压期有二种:
[0022] 第一种是车辆起步并提速时:当主轴将发动机(以下简称主机)扭矩传至第一行星系时,如不能推动输出行星架转动则必然使第一行星系的内齿圈反转,从而直接推动或通过第二行星系推动中通液机旋转压油入高压油仓,开始储压并形成对中通液机亦既对第一行星系内齿圈反转的抗力;其实也是对主机扭矩提升、转速提升、功率提升的抗力;当储压很小时,这个抗力也很小,使得主机可以有个时间窗口迅速在阻力很小的情况下完成启动、提速并迅速达到最佳经济转速,但这个机会瞬间即逝,因为高压前仓容积较小,升压很快,且不达额定液压值不会向后仓泄压;随着储压的快速提升,反转内齿圈所受抗力也会越来越大,当这个抗力大到一定数值时输出行星架开始克服汽车静止惯性而缓慢转动,同时内齿圈开始缓慢降速;但内齿圈还在旋转,储压也还在升高,抗力也在不断提升,因此输出行星架的转速也会不断提升,直至内齿圈停转,储压停升,(这时的储压值应是设计额定液压值的重要参数值);主机扭矩全部作用在输出行星架上,此时若高压前仓的压力未达到或超过额定液压值或主机未达到最佳经济转速,且驾驶者需要进一步提速时,仍可以继续加大主机扭矩或转速,使车速升到在储压反力和处于最佳状态下的主机联合作用下的最高值;至此系统完成了第一次由零至最佳经济车速下的自动无级变速全过程;此后可能有以下几种选择:
[0023] 1.最佳选择:主机熄火,让高压舱内的储压释放,推动车辆继续前进,如果高压舱内储压充足,这一状态可持续相当一段时间直至储压显著下降致使车速下降至需要重启主机并让车辆重新提速;这一选择的好处是:A.主机得以停歇休息,不会因低扭矩运转来勉强维持匀速前进或怠速滑行而浪费能源;B.为车辆起步、加速而储存在高压仓内的能量变成有效动力,即避免了能量浪费,又为下一次储能腾出了空间;C.这一选择可以在任何车速下实施,尤其可以满足车辆在任何情况下中低速行驶的需求。
[0024] 2.次佳选择:以主机最佳经济转速维持中高速行驶,实现全行程柔性驱动,让主机和液机自动谐调瞬间车速,保持良好的乘坐舒适度;这一选择的优缺点是:A:主机维持最经济工作状态,耗能和排放均最低;B:在道路阻力出现变化时,通过储能的吞吐变化,在主机转速不变的情况下实现车辆行驶中的智能自动变速;C:若在此种行车状况下适当插入[0023]选择,则液机可变成车辆的第二动力,而且是个无需另付成本的第二动力,是任何双动力驱动汽车无法能及的;D、缺点:当车速达到某一较高车速时或当前方出现可疑状况时,必须尽早改为[0023]选择,否则一旦急需制动减速时储油仓内没有进一步吸储空间,减速动能会全部变成溢流损耗;若属意于这种选择,可以在适当位置增设一个“溢压储罐”留住溢流能量以备回用或直接用于驱动越野车的第二驱动轴
[0025] 第二种储压期是在制动减速时,踩下制动踏板后主机停机,主轴抱闸刹紧,车辆惯性动能由行星系传导至中通液机,致使中通液机旋转压油储能,直至进一步踏动制动踏板进入紧急刹车状态或直至解除制动,恢复行驶状态;这种储压方式是本发明压油储能的主要手段。
[0026] 二.主轴传至太阳轮的转速远大于中通液机的额定转速,为使二者(指太阳轮和中通液机)协同推动行星架转动,就需在二者之间建立一种变速关系,亦即使得二者在任何时间传递到对方的转速总能在对方适宜的范围内,为此本实用新型设计了由内齿圈至中通液机延伸套轴之间的第二行星系,此行星系的变速参数由主机(主轴)与中通液机的额定转速之比来决定;一般情况下由主轴传往液机的转速为降速传动,其变速比远大于1。
[0027] 三.车辆换向往往须专项机械换向机构,但某些电动汽车的换向机构很简单——只须一个改变电流方向的换向继电器;为此,本实用新型为必须设专项机械换向机构的车辆设计了一套能进一步节省空间的换向机构——双层行星轮换向机构;具体方案是:在第一行星系的行星架上增加第二层行星轮,此第二层行星轮为双行星轮,其中第一轮为第一层行星轮的同轴连体副行星轮,第二轮为可同时齿合第一轮和内齿圈的过渡行星轮,而内齿圈具有在其外衬圈的内花键上滑动的轴向滑移机构,该机构的滑移拨叉通过手动或电控使双层行星轮在不脱离行星架的条件下分别同内齿圈交替齿合,从而实现正向和反向的变换;并可增加一备用空档——两层行星轮均不与内齿圈齿合的状态。
[0028] 四.为了减少液机的油路损耗,尤其是高压油路的损耗,本实用新型设计了高压油路几乎为零长度的配油阀机构。此机构可以使高低压油仓和液机配油盘近乎零距离相通,高压油路损耗接近于零,大大提高了中通液机的效率。
[0029] 五.从理论上推测,本实用新型或有可能出现因斜盘变向动作迟缓而造成的短暂油路逆流现象,这种现象必须杜绝。为此本发明在对前述配油阀内增加了由弹簧和滑动阀芯组成防倒流机构,确保在任何情况下高压油只能在液压缸和高压储油仓之间流动。
[0030] 六.常在多长坡路段行驶的车辆,由于长下坡造成的制动储能时间较长,正常规格的高压储油仓可能因容积不够而增加溢流量,造成能量流失。为解决此问题可以通过以下二种措施解决:(1).适当加粗加大该地区车辆传动装置中高压储油仓的容积。(2).若空间狭小无法加大高压仓,则可变通将高压后舱29剥离独立出来,就近设置于较宜较宽敞位置,可大幅增加高压储仓总容量,减少溢损;还可直接用作越野车第二驱动轴储压助力的高压储油仓。
[0031] 七.由于环抱紧凑结构不利于位于中心位置的中通液机的散热降温,本实用新型设计了专用于液机的离心式散热油路;在液压缸体的内外侧和各柱塞腔之间布置U型离心油路,并在配油盘的配油槽内外侧分别设置散热进出油口、进出油环,并使他们与缸体上的U型离心油路的进出油口对应相通。当缸体旋转压油生热时,离心力在U型油路形成离心油流会将缸体所生热量输散至油池或低压油仓,有效避免缸体过热
[0032] 八.当高压油仓尚有一定压力但又不足以单独令车辆起步时,可以松开抱闸41,利用这尚有的储压驱动主轴并启动主机。
[0033] 九.在某些特殊的场合,可死抱闸42以实现由主机单独驱动车辆;强行超车则需猛踩几脚,当车速达到较宜高值并使储压达到溢流强度时立即锁死42(保持储压,但不再持续溢流耗能),主机大油门单独驱动并寻找超车时机,一但瞄准时机便可放开42,同时将连接架换位至行星架,让高储压突然参与驱动从而进一步提高车速实现超车目的。
[0034] 十.液机斜盘和滑靴之间的滑动磨损是液机耗能的重要成分,将滑动滑靴改为滚动滑靴可显著减少液机能耗,为此本实用新型设计了一种履带滑靴+滚动斜盘传动模式,它不但能变滑动为滚动而且具有一定的抗拉脱功能,免掉了常用的柱塞伸张弹簧。
[0035] 由于本实用新型回收并再生了刹减动能,加之其他节能细节,预计实施成功后可以大比例减排,大幅延长续航能力;本实用新型在机械传动中融入了柔性传动的成分,因此车辆的驾驶与乘坐变得更加舒适,且启动与制动也更加平稳,由于本实用新型整体取代了传统变速箱,省去了传统技术中的液力增矩器和离合器,并简化了传统技术中的制动系统(防抱死装置和高压空气系统),并且在相同续航能力的条件下可以减小油箱或电池的体积和容量,因此本实用新型的总体重量不会明显大于传统技术相关装备的总重量。附图说明
[0036] 附图1为本实用新型实施例一之原理示意图;该实施例尤其适用于内燃机为主机的车辆、起重设备或重型拖拽设备。
[0037] 附图2为本实用新型实施例二之原理示意图;此实施例尤其适用于电动机为主机的车辆或重型机床。
[0038] 附图3为本实用新型实施例三之原理示意图;此实施例尤其适用于狭小空间或工作模式仅限于提升和降落程序的起重设备或用于驱动越野车的第二驱动轴。
[0039] 附图4为本实用新型实施例之中通液机内部离心散热油路示意图;是专为预防液机内部过热而设计。
[0040] 附图5为本实用新型实施例之中通液机各柱塞的滚动滑靴结构示意;是为实现柱塞与斜盘之间的径向滚动摩擦而设计。
[0041] 附图6为本实用新型实施例之滚动斜盘结构示意;是为了实现中通液机柱塞与斜盘之间的周向滚动摩擦而设计。
[0042] 附图1至6中各标示注码的名称:1-主轴;2-输出轴;3-太阳轮:4-行星轮;5-行星架;6-副行星轮;7-过渡行星轮;8-内齿圈;8-1-滑动内齿圈及其外衬圈;8-2-内齿圈锁固器;9-连接架;9-1-连接架换位器;10-第二内齿圈;11-第二连接架;12-中通液机输出(入)套轴;13-低压油仓;14-低压油仓吞吐阀;15-液机缸体;16-液机柱塞;16-1-柱塞顶端面;17-滑靴;17-1-履带式径向滚动滑靴;17-2-柱塞球头止脱内球面双半环座;17-3-滚柱循环导槽;17-4-滑靴止脱突缘;17-5-侧板;17-6滚柱18-变向斜盘;18-1-固定斜盘;18-2-周向滚动斜盘;18-3-滑靴止脱T型滑槽;18-4-顶盖;18-5、6-抗压平面轴承;19-变向斜盘轴;20-配油盘;21-配油口及配油半环槽;22及22-1-缸体离心散热油路进油环及进油口;23-配油阀;24-配油阀芯;25-配油阀油孔;26-压力弹簧;27-泄压孔;28-高压储油前仓;29-高压储油后仓;30-前后仓连接阀;31-高压溢流阀;32-滤清器;33-散热器;34-油池;35-滑动内齿圈拨杆;36-斜盘轴摇杆;37-斜盘换向液压缸;38-换向液压油控制阀;39-高压油路;40-低压油路;41-主传动轴抱闸;42-中通液机输出套轴抱闸;43-缸体离心散热U型油路;44-缸体散热出油口;

具体实施方式

[0043] 结合图1说明实施例一之具体实施方式:
[0044] 实施例一可用于各种车辆、吊机和拖拽设备、尤其适用于高转速且不宜反转的内燃机作主机的车辆、吊机和重型拖拽设备;它由主动传动系统、契合系统、液压储能助力系统、自动无极变速系统、变向系统组成。
[0045] 一.主传动系统:
[0046] 由主机方向传来的主轴1在穿过常闭抱闸41、中通液机15及其延伸套轴12后连接第一行星系的太阳轮3.并经行星轮4.行星架5传至输出轴2;只要内齿圈8(或8-1、8-2)处于锁固状态,以上结构便可形成可独立运行的主传动系统。
[0047] 二.液压储能助力系统:
[0048] 液压储能助力系统是本实用新型的重点内容;环抱在主轴外面的中通液机由缸体15、柱塞16、滑靴17、斜盘18、斜盘轴19、配油盘20、配油口及配油半环槽21、配油阀23及其内部构件阀芯24、弹簧26等要件构成;主轴力矩或轮胎制动力矩经由第一行星系,第二行星系及中通液机的延伸套轴12,带动中通液机旋转压油并存入高压储油仓28、29中,完成储能功能;储能反输推动中通液机反转并沿储能传动路线反向传回输出轴则会形成助力(或第二动力)功能;低压储油仓13和前后高压储仓28、29及附件高压溢流阀31则组成了储压油路系统;储存液压势能用于推动车辆或启动主机。
[0049] 三.契合、变向及自动无极变速系统:
[0050] 这三个系统几乎交织、搅合在一起,并和前述两大系统也有紧密交集。
[0051] 第一行星系的内齿圈8(8-1)首先是契合机构,主轴1输出轴2与中通液机的交集总会在此契合。
[0052] 同时,实施例一中的滑动内齿圈8-1又是变向系统的一部分,它及其附件外衬圈及滑动内齿圈拨杆35在变向系统的另一部分一斜盘变向机构(斜盘轴摇杆36、斜盘换向液压缸37及其油路控制阀38等)的配合下完成车辆前进与倒车的转换;对于自身不宜倒转的内燃动力车辆来说,有了本变向系统,便可省去传统的变向机构。
[0053] 自动无极变速系统也是本实用新型的重要内容之一;要想使车辆在千变万化的外部阻力面前保持良好的动力状态,就必须让主机动力、储压动力和外部阻力(简称三个力元素)保持一种平衡;为此本实用新型设计了一种自动平衡机制:
[0054] (一)、让储压动力单独克服外部阻力,若储压充足则必推动车辆起步并低速前进;(二)若储压动力不足则需松开抱闸41,让储压通过主轴启动主机;(三)若储压亦不足以启动主机则只能启用车备电瓶及马达启动主机,但此刻常常还会有些剩余储压可以协助启动从而降低电源消耗。
[0055] (四)主机(内燃机或电动机)启动之时,需要一个短暂的空载时间以便从静止升速至最佳经济转速,此时刚好高压储油前仓28处于一种低压状态,无论处于上述(二)还是(三)的状况都有利于实现主机尽早达到最佳经济转速进而实现车辆的低能耗起步;也开始了三个力元素的自动平衡谐调过程。
[0056] (五)三个力元素的契合点是第一行星系的内齿圈,在发动机启动期间,由于缺乏内齿圈的反力,发动机的扭矩无法传至输出轴去克服外界阻力,只能传至中通液机去压油储能,而这个储能正是为契合点提供反力的三个力元素之一;随着主机转速的提高,储压也不断提高,直至储压和外界阻力相等后三个力元素达到平衡;此后主机继续提速,储压也继续提高,于是输出轴开始克服外界阻力而使车辆起步并不断提速;随之三个力元素也不断形成新的平衡,直至主机达到最佳经济转速时这种平衡才达到了最佳点,车辆的行进也达到了最佳状态。
[0057] 综上所述可见:车速由零升至最佳,实质上是一个快速平稳的自动无极变速过程;三个力元素会在车辆的起步、加速乃至达到最佳车速的过程中自动协调、自动平衡。
[0058] 车辆达到最佳行进状态后可能出现如下选择:
[0059] (1)维持最佳行进状态继续前进;如果路况及环境不发生重大变化,这种情况是可以维持下去的,路况的些许波动均在自动平衡机制的调节之中,车速虽然会随着路况波动而产生些许变化,但油门却可以保持不变。
[0060] (2)提速超车:通常情况下只需暂时将作为契合机构的内齿圈锁固并同时将储压动力转移到第一行星架5上,形成储压和主机双动力推动行星架5的局面,则无需改变油门的大小,仅凭突然介入的储压助力便可胜任短距离的一般超车,但若遇上紧急情况或前车速度很高时,则需同时适度加大油门,使主机转速暂时超过最佳经济转速才能在储压助力帮助下实现超车;此时第二行星系充当双动力转速差的协调匹配机构。
[0061] (3)爬坡;若爬小坡时仅靠三个力元素之间的自动平衡机制便可度过,若爬大坡、长坡则需如同紧急超车时同样处置,但不可长时间大油门运转主机;可采取间歇式使用大油门,以避免主机因长时间过载而受损。
[0062] (4)没必要保持最佳车速或前方路况不明需减速观察时,应立即关停主机并锁牢抱闸41,让储能单独提供行进动力;直至需要重新提速或紧急制动。
[0063] (5)紧急制动:紧急制动的目的大多是减速,只有少数情况为了急刹停车;即使是为了急刹停车,其整个制动过程中的大部分时间也是在减速,因此充分利用减速过程来吸储制动动能就是本发明的一大特点;当主机熄火并锁牢抱闸41,让车辆的惯性通过输出轴反向传给中通液机,则惯性动能源源不断变成高压势能储入高压仓28和29,并不断升压亦即不断提高对车辆的制动力,使制动轮越来越慢,直至停车(或末期辅以机械刹车);由于整个或大部分制动过程中制动轮一直在滚动,因此不存在刹车抱死问题;但由于储能制动只能在驱动轮上实施,因此在部分车轮驱动的车辆上实施时需注意尽可能早发现(状况)早制动,尽可能不用或少用机械刹车器。
[0064] (6)中低速行车:(A).靠储能动力单独驱动可以实现中低速行车,但需不时启动主机才能长距离行驶;(B)小油门主机和储压共同驱动,可以接近匀速中低速行车,但此时主机转速远离最佳经济转速,机械效率极低,不可长时施行;(C).主机中低油门单独驱动也可以实现中低速行车,但这里不推荐使用,因为这时的发动机的热效率是非常低的,除非液压储能系统出现故障时不得已而用一回;(D).空挡滑行禁止使用;本实用新型设置的空档功能是专为检修调试动力系统时用的。
[0065] 第二实施例(图2)和第三实施例(图三)与第一实施例总体结构基本相同,只是针对不同的适用范围略作改动和变通;本实用新型的适用范围尚广,本说明书仅举三图为例。
[0066] 本实用新型的几大技术优势:
[0067] 1.集成化环抱式组合、结构紧凑、体积小、占用空间少、既便于新车(或设备)配置,又便于旧车(或设备)改装;有利于市场推广。
[0068] 2.最大限度的回收再生制动减速时和发动机启动时本来会浪费掉的动能,形成第二动力,辅助或代替主机驱动车辆(设备),能大幅度节能减排,大比例提高续航能力,具有很高的经济效益和社会效益。
[0069] 3.动力传动系统和液压储能系统结构简捷、新颖、先进,能减少自身能耗,显著提高机械效率。
[0070] 4.主机动力、储能动力和行车阻力三个力元素自动平衡的自动无极变速技术和柔性传动技术使得行车平稳、驾驶便捷、乘坐舒适。
[0071] 5.主机常处最佳经济转速下运行,高效节能减损。
[0072] 操控方法:
[0073] 本实用新型充分尊重并尽量沿用传统的操控方法;比如在汽车上装备本实用新型以后,其各种基本功能仍由左右两个脚踏板控制,右边的踏板为油门踏板,左边为制动踏板。
[0074] 与传统用法不同的是:油门踏板的踏进行程分为三个阶段即初踏阶段、中踏阶段和深踏阶段;
[0075] 油门踏板的初踏阶段为助力控制阶段,控制储能助力起步汽车并中低速行进;此阶段踏板和抱闸41及前后高压储仓连接阀30相关联。
[0076] 油门踏板的中踏阶段为启动主机并正常行驶阶段;若踏入此阶段时仍有足够储能可以启动主机则自动启动主机,否则会接通电源由车带启动设备启动主机并驱动车辆逐渐提速至最佳经济车速正常行驶;此阶段踏板和抱闸41及主机油门(或启动开关)关联。
[0077] 油门踏板的深踏阶段为超速行驶阶段,用于超车、爬大坡等需要超大油门的情况;此阶段踏板和转换器9-1、内齿圈锁固器8-2、发动机油门及斜盘换向阀38关联。
[0078] 与传统用法相比,制动踏板也略有不同:
[0079] 整个制动踏板行程的90%均为减速储压行程,仅只深踏到底时启用机械刹车片,实现紧急停车。若情况紧急,也需采用连续数脚深踏;此踏板和抱闸41及主机油门(或启动开关)关联。
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