Система управления гидравлическим рекуператором энергии торможения транспортного средства

О П И С А Н И Е (11743903ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик(72) Авторы изобретения А. Г. Черный, Н. В. Гулиа, В. Г. Мелянцев и А, Д. Старинскнй Курский политехнический институт(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ РЕКУПЕРАТОРОМ ЭНЕРГИИ ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВАР, кгс/см ф1039986,5139135123 Уклон дороги, %8 8 810101 О Уо, км/час30 40 60 30 40 60 Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в системах торможения автобусов, содержащих в силовой установке рекуператоры энергии торможения.Известна система управления гидравлическим рекуператором энергии торможения транспортного средства, содержащая гидромашнну с приводом от трансмиссии, газогидравлический аккумулятор, распределительное устройство, элементы регулирования расхода и давления для обеспечения питания гидромашины и органы управления транспортным средством, приводом гидро- машины и самой гидромашиной 1.Торможение автомобиля осуществляется в период зарядки газогидравлического аккумулятора гидромашиной. Известно, что по уклону дороги движение с постоянной скоростью возможно, если давление в гидросистемеР = -- 6(зпа - 1 соза) - фу 2 , где то - полный КПД системы ведущие колеса-гидромашина-аккумулятор;б - вес автомобиля;1 - коэффициент перекатывания; а - угол уклона;ф - коэффициент сопротивления воздуха;Чо - установившаяся скорость при торможении,где д - регулируемый рабочий объем гидромашины;13 - передаточное число передачи ведущие колеса-гидромашина;Я - объемный КПД гидромашины; г - радиус качения колеса.Для параметров автобуса с рекуперативной системой получены при расчете по вышеприведенным формулам следующие значения давлений Р, если рабочий объем и максимальный: В то же время аккумуляторы, которыеобеспечивают необходимую характеристикуразгона такого автобуса, должны иметь минимальное давление в газовой камере равное 120 кгс/см при прочих равных параметрах. Сравнение последней величины с приведенными данными показывает, что для получения управляемого замедления нужно регулировать в процессе движения предохранительный клапан на сравнительно низкое давление, но тогда не осуществляется зарядка аккумулятора (если используется максимальный рабочий объем д гидромашины); или же необходимо проводить торможение с повышенным давлением в гидросистеме (в рассматриваемом примере максимальное давление равно 200 кгс/см), но при этом уменьшать в процессе торможения рабочий объем д. Последний вариант торможения имеет общий недостаток, присущий работе гидросистемы с очень высокими давлениями, - понижение надежности и долговечности узлов гидросистемы, а также значительное повышение температуры масла при весьма высоком перепаде давлений в предохранительном клапане, что имеет место в известной системе, из-за чего требуется более громоздкая система охлаждения масла.Цель изобретения - повышение надежности гидросистемы путем снижения давления рабочей жидкости после зарядки газо- гидравлического аккумулятора.Указанная цель достигается тем, что элементы регулирования давления выполнены в виде клапана управления, поршень которого связан с дросселем, установленным в магистрали высокого давления, и с тормозной педалью, а элементы регулирования расхода выполнены в виде клапана, поршень которого связан тягой с органами управления гидромашиной, причем система управления снабжена ограничительным клапаном, гидравлически связанным с одной стороны с клапаном управления и с другим упомянутым клапаном, а с другой стороны - с жидкостной камерой газогидравлического аккумулятора, с баком рабочей жидкости и с распределительным устройством, и, кроме того, ограничительный клапан и распределительное устройство выполнены с электромагнитным приводом, электрически связанным с переключателем, сблокированным с тормозной педалью.На фиг. 1 изображена схема системы управления гидротормозом транспортного средства; на фиг. 2 - 4 - распределительное устройство в различных условиях движения.Стрелки на чертеже указывают направление потока жидкости.Двигатель 1 транспортного средства посредством коробки передач 2, связанный с ним муфтой 3, и карданного вала 4 соединен с ведущими колесами 5. Коробка передач 2, управляемая рукояткой 6, включает в себя коробку отбора мощностей, управляемую рукояткой 7. С помощью последней осуществляется соединение вала гидромашины 8 с ведущими колесами 5 или с двигателем 1,3 о з гв и зо зз ао 45 50 И а также отключение рекуператора от трансмиссии. Трубопровод 9, который может быть нагнетательным или сливным и в котором установлен обратный клапан 10, соединяет распределительное устройство 11 с гидромашиной 8. Золотник 12 находится под действием двух взаимно уравновешивающихся пружин.Тяги 13 и 14 связывают золотник 12 соответственно с электромагнитами 15 и 16. Устройство 11 и газогидравлический аккумулятор 17 (его жидкостная камера) соединены трубопроводами 18 и 19, Трубопровод 20 с обратным клапаном 21 соединяет гидромашину 8 и распределительное устройство 11 и может быть нагнетательным или всасывающим. Ответвление трубопровода 9 соединяет последний с дросселем 22. Соединенный с дросселем 22 трубопровод 23 служит для отвода масла. Бак 24 содержит рабочую жидкость гидросистемы. Трубопровод 25 соединяет трубопровод 9 с предохранительным клапаном 26, а последний связан каналом с радиатором 27, который с помощью трубопроводов 28 и 29 соединен с баком 24, Ограничительный клапан 30, золотник которого посредством тяги 31 связан с электромагнитом 32, гидравлически связан с клапаном управления ЗЗ и с клапаном 34 регулирования гидромашины 8 на максимальный рабочий объем. Пружина 35 совместно с электромагнитом 32 управляет золотником клапана 30. Трубопроводы 36 и 37 соединяют соответственно клапаны 34 и 33 с клапаном 30. Трубопровод 38 предназначен для соединения распределительного устройства 11 с клапаном 30 и с трубопроводом 29. Клапан 30 соединен также с трубопроводами 36, 37 посредством трубопровода 39. Поршни клапанов 33 и 34 отжимаются соответственно пружинами 40 и 41. Тяга 42 жестко соединена с иглой дросселя 22 и с поршнем клапана 33. Этот поршень с помощью тяги 43 и шарнирно соединенного с ней шатуна 44, оканчивающегося вилкой, связан с рычагом 45 педали 46 тормоза.Один конец рычага 45, имеющего возможность поворачиваться вокруг шарнира 47, связан с переключателем 48, а другой конец размещен с возможностью взаимодействия с выступом на тяге 49, управляющей посредством рычага 50 рабочим объемом гидромашины 8. Тяга 49 связана также с поршнем клапана 34. Оттяжная пружина 51 служит для удержания рычага 45 в исходном положении.Выводы 52 и 53 обмоток электромагнитного привода распределительного устройства 11 и ограничительного клапана 30 подключены к переключателю 48, а выводы 54 - к переключателю на педали акселератора (на чертеже не показано).Трубопровод 55 соединяет клапан 30 (его полость) с трубопроводом 19 и, следовательно, с жидкостной камерой аккумулятора 17.Рычаг 50 жестко связан с валиком регулирующей наклонной шайбы поршневой гидромашины 8. В результате поворота наклонной шайбы изменяется рабочий объем гидро- машины 8 так, что чем больше ход педали тормоза 46, тем больше рабочий объем гидромашины 8 и тем больше замедление. В этом режиме торможения, под действием давления в аккумуляторе 17, жидкость первоначально не может пройти сквозь дроссель 22, так как давление жидкости недостаточно, чтобы преодолеть действие пружины 40. В это время золотник клапана 30 занимает левое крайнее положение, поскольку давление жидкости, подаваемой в этот клапан через трубопроводы 19 и 55, неспособно переместить этот золотник вправо (в силу противодействия пружины 35); пружина 45 зо 55 Обратный клапан 56 обеспечивает поступление воздуха из атмосферы в бак 24 в случае понижения давления при уменьшенииколичества жидкости. С помощью клапана57 избыток воздуха, при повышении давления в баке 24, перетекает в атмосферу.Устройство работает следующим образом.В период установившегося движения машины золотник устройства 11 расположентак, что каналы 9 и 20 соединены между собой (см. фиг. 2), Следовательно, если рукоятка 7 установлена в положение присоединения гидромашины 8 к ведущим колесам 5, гидромашина 8 работает в холостом режиме: жидкость из трубопровода 20 засасывается в гидромашину 8, затем поступает в трубопровод 9, далее через отверстия в золотнике в трубопровод 20. Рукоятка 7 может быть1 й ус",новлена в такое положение, когда рекуератор полностью отключен от трансмиссии, и в таком случае повышается КПД трансмиссии за счет исключения потерь на холостую циркуляцию жидкости, как описано выше. 2 е В данный период движения машины контактный переключатель 48 замкнут.В начальный период торможения рекуператор присоединен с помощью рукоятки 7 к трансмиссии. При нажатии на тормозную педаль 46 рычаг 45, поворачиваясь против часовой стрелки, размыкает контакты переключателя 48, тем самым отключается электромагниты 32 и 16 и включается электромагнит 15 (реле включения на схеме не показано), который перемещает золотник устройства 11 влево (фиг. 3), При этом соединяются трубопроводы 9 и 18, а также - 20 и 38. Гидромашина 8, проводимая от колес 5, всасывает жидкость через трубопроводы 29, 38, 20, затем нагнетает жидкость через трубопроводы 9, 18, 19 в жидкостную каме ру аккумулятора 17. Транспортная машина тормозится, причем величина замедления определяется не только величиной давления в аккумуляторе.17, но и величиной рабочего объема гидромашины 8, который регулируется тормозным рычагом 45, тягой 49 и рычагом 50. 41 стремится переместить тягу 49 влево и уменьшить рабочий объем гидромашины 8.Заполнение жидкостной камеры аккумулятора 17 и повышение давления в нем до максимума приводит к тому, что жидкость, направляясь под действием высокого давления в клапан 30 через трубопроводы 19 и 55, заставляет его золотник перемещаться вправо, обеспечивая соединение клапанов 33 и 34 с жидкостной камерой аккумулятора 17 посредством трубопроводов 36, 37, 39, 9. Вследствие этого поршни клапанов 33 и 34 перемещаются вправо. Клапан 34 таким образом регулирует рабочий объем гидромашины 8 на максимум независимо от положения рычага 45. Тяга 43 толкает шатун 44 вправо и перемешает его на величину хода, позволяемого вилкой шатуна 44, при этом управление давлением в гидросистеме осуществляется посредством дросселя 22, сопротивление в котором регулируется с помощью рычага 45 (чем больше ход педали тормоза 46, тем больше сопротивление дросселя и тем больше замедление транспортной машины).Жидкость направляется из трубопровода 9 в дроссель 22, далее - в трубопровод 23, радиатор 27, трубопровод 28 и бак 24.Торможение в режиме дросселирования жидкости при максимальном рабочем объеме гидромашины 8, как указывалось выше, приводит к понижению давления в гидросистеме и к повышению ее надежности, а также к уменьшению нагрева жидкости вследствие уменьшения перепада давления. Когда давление в гидросистеме достигает предельно допустимого, открывается предохранительный клапан 26, и жидкость направляется через трубопроводы 9, 25, клапан 26 в радиатор 27, а далее, через трубопровод 28, в бак 24. Торможение при этом осуществляется с наибольшим замедлением, допускаемым гидросистем ой.В период разгона транспортной машины (при том же положении рукоятки 7, что и для торможения) при нажатии на педаль акселератора (на схеме не показана) включается электромагнит 16, который перемещает золотник устройства 11 вправо (фиг. 4). При этом соединяются трубопроводы 20 и 18, а также - 9, 38. Жидкость нагнетается из аккумулятора 17 через трубопроводы 19, 18, 20 в гидромашину 8, затем сливается из нее через трубопроводы 9, 38, 29 в бак 24. Естественно, что педаль тормоза 46 в это время не нажата, контакты переключателя 48 замкнуты, при этом электромагнит 15 выключен, а электромагнит 32 включен и обеспечивает фиксацию золотника клапана 30 в левом крайнем положении независимо от величины давления жидкости, поступающей в клапан 30 черезтрубопроводы 19 и 55,Трубопроводы 37, 38, 29 и 36, 38, 29 соответственно соединяют полости клапанов 33 и 34 с баком 24, поршни этих клапанов расположены слева (фиг. 1), отжатые соответственно пружинами 40 и 41, В данном положении тяга 49 регулирует рабочий объем гидромашины 8 на минимум. Для увеличения ускорения педаль акселератора (на схеме не показана) перемещает тягу 49 вправо, увеличивая рабочий объем гидромашины 8, чему не препятствует рычаг 45 тормозной педали 46.Посредством рукоятки 7 можно присоединить рекуператор к двигателю 1. В этом случае заряженный аккумулятор 17 обеспе Ф чивает заводку двигателя 1, причем положение золотника распределительного устройства 11 и направление потоков жидкости такие же, как для периода разгона машины.Применение предлагаемой системы обеспечивает автоматический перевод гидросистемы в режим работы на пониженных давлениях жидкости после завершения зарядки аккумулятора, в результате чего при длительном торможении (работы гидросистемы в качестве тормоза-замедлителя) новы шается надежность гидросистемы, уменьшается нагрев жидкости и упрощаются требования к устройствам ее охлаждения.Система обеспечивает зарядку аккумулятора в любых условиях торможения и тем самым повышает эффективность рекупера 21 тивной системы. Формула изобретения30Система управления гидравлическим рекуператором энергии торможения транспортного средства, содержащая гидрома щи ну с приводом от трансмиссии, газогидравлический аккумулятор, распределительное устройство, элементы регулирования расхода и давления для обеспечения питания гидро- машины, бак рабочей жидкости и органы управления транспортным средством, Приводом Гидромашины и самой гидромашиной, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности гидросистемы путем снижения давления рабочей жидкости после зарядки газогидравлического аккумулятора, элементы регулирования давления выполнены в виде клапана управления, поршень которого связан с дросселем, установленным в магистрали высокого давления, и с тормозной педалью, а элементы регулирования расхода выполнены в виде клапана, поршень которого связан тягой с органом управления гидромашиной, причем система управления снабжена ограничительным клапаном, гидравлически связанным с одной стороны с клапаном управления и с другим упомянутым клапаном, а с другой стороны - с жидкостной камерой газогидравлического аккумулятора, с баком рабочей жидкости и с распределительным устройством, при этом ограничительный клапан и распределительное устройство выполнены с электромагнитным приводом, электрически связанным с переключателем, сблокированным с тормозной педалью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции2139569,кл. Р 03 (з 7/00, 1973 (прототип), 743903743903 и Составитель В. Черноведактор Л. Веселовская Техред К. Шуфрич Корректор Н. С аказ 3755/4 Тираж 763 Подписное НИИП венногретени"35 113035, МФилиал ППП Государст елам изоб сква, Ж - Патент, г. о коми иРаушскж город,итета СССР ткрытий я наб., д. 4/5 ул. Проектная