Система управления гидравлическим рекуператором энергии торможения транспортного средства

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик

1 743903

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.04.77 (21) 2477244/27-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 60 К 41/28

F 04 В 49/08

F 16 Н 33/00

Гооударстаонный комитет

СССР

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24

Дата опубликования очисания 05.07.80 ао делам наооретеннй н открытий (53) УДК 629.113-592.9 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Черный, Н. В. Гулиа, В. Г. Мелянцев и А. Д. Старинскнй

Курский политехнический институт (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ

РЕКУПЕРАТОРОМ ЭНЕРГИИ ТОРМОЖЕНИЯ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Р, кгс/см

103

99

86,5

139

123

Уклон дороги, %

8

l0

Чо, км/час

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 гидромашины и самой гидромашиной (11.

Торможение автомобиля осуществляется в период зарядки газогидравлического аккумулятора гидромашиной. Известно, что по уклону дороги движение с постоянной скоростью возможно, если давление в гидросистеме

P = — 1о -„— (G(sinn- fcosa) - pv2 g, где gn — полный КПД системы ведущие колеса-гидромашина-аккумулятор;

G — вес автомобиля;

f — коэффициент перекатывания;

a — угол уклона; ф — коэффициент сопротивления воздуха;

Чо — установившаяся скорость при торможении, где g — регулируемый рабочий объем гидромашины;

U — передаточное число передачи ведущие колеса-гидромашина;

Я вЂ” объемный КПД гидромашины;

r — радиус качения колеса.

Для параметров автобуса с рекуперативной системой получены при расчете по вышеприведенным формулам следующие значения давлений Р, если рабочий объем g максимальный:

В то же время аккумуляторы, которые обеспечивают необходимую характеристику

743903 разгона 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 g 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 g. Последний вариант торможения имеет общий недостаток, присущий работе гидросистемы с очень высокими давлениями,— понижение надежности и долговечности узлов гидросистемы, а также значитель ное 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 газогидравлического 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, S

<о

29

2$ зо зз

4$

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.

743903

Рычаг 50 жестко связан с валиком регулирующей наклонной шайбы поршневой гидромашины 8. В результате поворота наклонной шайбы изменяется рабочий объем гидромашины 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

so

Обратный клапан 56 обеспечивает поступление воздуха из атмосферы в бак 24 в случае понижения давления при уменьшении количества жидкости. С помощью клапана

57 избыток воздуха, при повышении давления в баке 24, перетекает в атмосферу.

Устройство работает следующим образом.

В период установившегося движения машины золотник устройства 11 расположен так, чтб 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 быть

15 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. 2о

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 камеру 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, l 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 перемещает 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 гидросистемой.

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 клапа743903 нов 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- 10 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- zo 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 рекупера2Si тивной системы.

Формула изобретения зе

Система управления гидравлическим рекуператором энергии торможения транспортного средства, содержащая гидрома шину с приводом от трансмиссии, газогидравлический аккумулятор, распределительное устройство, элементы регулирования расхода и давления для обеспечения питания гидромашины, бак рабочей жидкости и органы управления транспортным средством, Приводом 1идромашины 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 экспертизе

1. Патент Франции № 2139569, кл. F 03 G 7/00, 1973 (прототип).

743903

Фиг 0

Составитель В. Чернов

Редактор Л. Веселовская Техред К. Шуфрич Корректор Н. Степ

Заказ 3755/4 Тираж 763 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

<филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4