本發(fā)明涉及車輛能量回收利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其公開了一種能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)的進步及經(jīng)濟社會的發(fā)展，越來越多的家庭都購買了汽車等車輛，隨著車輛的增多，車輛運行時所需的能源消耗亦越來越多，目前車輛在減速過程中的動能被電磁場或者液壓馬達吸收，但是電磁場吸收的動能或者液壓馬達吸收的動能都沒有回收利用而是變成熱能，由車輛的散熱器散熱，一方面增加車輛散熱系統(tǒng)的負擔，另一方面也增大了能源的消耗浪費。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)，改進發(fā)動機瞬態(tài)響應(yīng)，增加發(fā)動機的輸出功率，降低發(fā)動機的泵吸損失，節(jié)約車輛的能源消耗
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)，包括液壓渦輪、輔助壓氣機、旁通閥、主壓氣機、發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、緩速器、第一泵體、儲能罐、儲油箱；液壓渦輪用于驅(qū)動輔助壓氣機，旁通閥用于調(diào)控輔助壓氣機與主壓氣機的通斷，主壓氣機與發(fā)動機的進氣口連通，發(fā)動機與傳動系統(tǒng)連接，傳動系統(tǒng)經(jīng)由緩速器作用于第一泵體，第一泵體經(jīng)由儲能罐與液壓渦輪連通，液壓渦輪經(jīng)由儲油箱與第一泵體連通。
優(yōu)選地，所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括用于驅(qū)動主壓氣機的主渦輪，發(fā)動機的出氣口與主渦輪連通。
優(yōu)選地，所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括第一冷卻器，第一冷卻器的兩端分別連通于主壓氣機與發(fā)動機的進氣口之間及發(fā)動機的出氣口與主渦輪之間。
優(yōu)選地，所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括第二冷卻器，第二冷卻器的兩端分別連通于主壓氣機與發(fā)動機的進氣口及主渦輪的出氣口之間。
優(yōu)選地，所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括中冷器，主壓氣機經(jīng)由中冷器與發(fā)動機的進氣口連通，第一冷卻器經(jīng)由中冷器與發(fā)動機的進氣口連通。
優(yōu)選地，所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括第二泵體及止回閥，儲油箱經(jīng)由第二泵體與止回閥連通，第二泵體經(jīng)由止回閥與第一泵體連通。
優(yōu)選地，所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括電磁閥，儲能罐經(jīng)由電磁閥與液壓渦輪連通。
優(yōu)選地，所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括脈動壓力吸收器，儲能罐經(jīng)由脈動壓力吸收器與電磁閥連通。
優(yōu)選地，所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括節(jié)流閥及中間體，液壓渦輪經(jīng)由中間體驅(qū)動輔助壓氣機，電磁閥經(jīng)由節(jié)流閥與中間體連通。
優(yōu)選地，所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括第三冷卻器，液壓渦輪經(jīng)由第三冷卻器與儲油箱連通。
本發(fā)明的有益效果：當車輛減速時，傳動系統(tǒng)經(jīng)由緩速器作用于第一泵體，進而提升第二泵體輸送至第一泵體泵的液壓油的壓力，第二泵體再將高壓液壓油泵入儲能罐內(nèi)儲存；待車輛加速時，儲能罐內(nèi)的高壓液壓油經(jīng)由液壓渦輪驅(qū)動輔助壓氣機，以加速液壓渦輪并提供輔助增壓，改進發(fā)動機瞬態(tài)響應(yīng)，增加發(fā)動機的輸出功率，降低發(fā)動機泵吸損失。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
附圖標記包括：
1—液壓渦輪2—輔助壓氣機3—旁通閥
4—主壓氣機5—發(fā)動機6—傳動系統(tǒng)
7—緩速器8—第一泵體9—儲能罐
11—儲油箱12—主渦輪13—第一冷卻器
14—中冷器15—第二冷卻器16—第二泵體
17—止回閥18—電磁閥19—第三冷卻器
21—脈動壓力吸收器22—節(jié)流閥23—中間體。
具體實施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步的說明，實施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。
請參閱圖1所示，本發(fā)明的一種能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)，包括液壓渦輪1、輔助壓氣機2、旁通閥3、主壓氣機4、發(fā)動機5、傳動系統(tǒng)6、緩速器7、第一泵體8、儲能罐9、儲油箱11；液壓渦輪1用于驅(qū)動輔助壓氣機2，旁通閥3用于調(diào)控輔助壓氣機2與主壓氣機4的通斷，主壓氣機4與發(fā)動機5的進氣口連通，發(fā)動機5的輸出端與傳動系統(tǒng)6連接，傳動系統(tǒng)6經(jīng)由緩速器7作用于第一泵體8，第一泵體8的出口經(jīng)由儲能罐9與液壓渦輪1連通，液壓渦輪1經(jīng)由儲油箱11與第一泵體8的進口連通；實際使用時，儲能罐9可以為氣動式儲能罐或機械式儲能罐，當使用氣動式儲能罐儲存液壓油時，儲能罐9配置有用于儲存液壓油的囊式液壓油箱；當使用機械式儲能罐時，儲能罐9由單個或一組彈簧加壓的活塞以機械能量的方式存儲高壓液壓油。
實際使用時，本發(fā)明的能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還配置有用于調(diào)控整個車輛的中央控制單元，本發(fā)明中的各個電氣元器件分別與中央控制單元電性連接，利用中央控制單元調(diào)控各個電氣元器件的實際運行參數(shù)；空氣經(jīng)由旁通閥3進入主壓氣機4，發(fā)動機5的出氣口將發(fā)動機5燃燒后的廢氣排出，發(fā)動機5經(jīng)由傳動系統(tǒng)6驅(qū)動車輛的車輪轉(zhuǎn)動；第一泵體8抽取儲油箱11內(nèi)的液壓油，當車輛減速時，傳動系統(tǒng)6經(jīng)由緩速器7作用于第一泵體8，進而提升儲油箱11輸送至第一泵體8內(nèi)的液壓油的壓力，然后第一泵體8再將高壓液壓油泵入儲能罐9內(nèi)儲存；待車輛加速時，儲能罐9內(nèi)的高壓液壓油經(jīng)由液壓渦輪1驅(qū)動輔助壓氣機2，以加速液壓渦輪1并提供輔助增壓，改進發(fā)動機5的瞬態(tài)響應(yīng)，增加發(fā)動機5的輸出功率，降低發(fā)動機5泵吸損失，節(jié)約車輛的能源消耗。當車輛不需要液壓輔助增壓時，為了動態(tài)密封或快速響應(yīng)的目的，輔助壓氣機2仍然可以以較低速度怠速，此時中央控制單元調(diào)控空氣從輔助壓氣機2的出口經(jīng)由旁通閥3再循環(huán)進入輔助壓氣機2的入口。
實際安裝時，緩速器7可以安裝在傳動系統(tǒng)6的變速箱之前或之后，根據(jù)實際需要，緩速器7可以采用機械方式（如齒輪傳動的方式）或液壓傳動方式與傳動系統(tǒng)6連接，當然，緩速器7還可以利用電氣控制的方式與傳動系統(tǒng)6耦合在一起。根據(jù)實際需要，緩速器7可以為機械式緩速器或電子式緩速器。此外，緩速器7還可以與第一泵體8集成為一單級或多級渦輪泵，優(yōu)選地，此時緩速器7的轉(zhuǎn)子的葉片、靜子的葉片以及第一泵體8的葉片采用鋁鎂合金、普通碳鋼或者不銹鋼制成，也可以在葉片的表面加上氧化鋯、氧化鈦納米涂層或抗氧化涂層以降低摩擦損失，提高葉片的抗氧化性。緩速器7的轉(zhuǎn)子、靜子的出口進口角度也可以設(shè)計為按照流體流量是可調(diào)節(jié)的，以降低空轉(zhuǎn)時的流動損失。
所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括用于驅(qū)動主壓氣機4的主渦輪12，發(fā)動機5的出氣口與主渦輪12連通，發(fā)動機5燃燒后的廢氣經(jīng)由主渦輪12排出，經(jīng)由主渦輪12排出的廢氣再進入車輛的后處理設(shè)備中進行處理。
所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括第一冷卻器13，第一冷卻器13的兩端分別連通于主壓氣機4與發(fā)動機5的進氣口之間及發(fā)動機5的出氣口與主渦輪12之間。本實施例中，第一冷卻器13為高壓冷卻器；在發(fā)動機5正常工作時，當液壓增壓系統(tǒng)處于非加速狀態(tài)時，空氣經(jīng)由旁通閥3進入主壓氣機4中，主壓氣機4中的空氣將與第一冷卻器13排出的廢氣混合，然后再進入發(fā)動機5內(nèi)。發(fā)動機5排出的廢氣一部分排氣到第一冷卻器13之后，發(fā)動機5排出的廢氣的其它部分排入到主渦輪12，使得主渦輪12為主壓氣機4提供驅(qū)動力，經(jīng)由主渦輪12排出的廢氣進入發(fā)動機5的后處理設(shè)備中處理。
所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括中冷器14，主壓氣機4經(jīng)由中冷器14與發(fā)動機5的進氣口連通，第一冷卻器13經(jīng)由中冷器14與發(fā)動機5的進氣口連通。中冷器14用于降低增壓后的高溫空氣的溫度，經(jīng)由中冷器14降溫后的空氣輸入發(fā)動機5內(nèi)，從而降低發(fā)動機5的熱負荷，提高進氣量，進而增加發(fā)動機5的功率。
所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括第二冷卻器15，第二冷卻器15的兩端分別連通于主壓氣機4與發(fā)動機5的進氣口及主渦輪12的出氣口之間，經(jīng)由主渦輪12排出的廢氣在進入發(fā)動機5的后處理設(shè)備之間輸送至第二冷卻器15。本實施例中，第二冷卻器15為低壓冷卻器；液壓渦輪1、輔助壓氣機2、旁通閥3、主壓氣機4、中冷器14、發(fā)動機5、主渦輪12、第一冷卻器13及第二冷卻器15共同構(gòu)成廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（egr，英文全稱為exhaustgasrecirculation），優(yōu)選地，液壓渦輪1與輔助壓氣機2安裝在相同的軸上，如此，液壓渦輪1轉(zhuǎn)動時即可連帶輔助壓氣機2作業(yè)；在發(fā)動機5正常工作時，輔助壓氣機2將不起作用，通過旁通閥3再循環(huán)，此時中央控制單元調(diào)控輔助壓氣機2低速空轉(zhuǎn)或完全停止。
在車輛加速期間，中央控制單元控制旁通閥3切換，使得經(jīng)由輔助壓氣機2加壓后的廢氣輸送入主壓氣機4內(nèi)。在液壓增壓系統(tǒng)中，第一泵體8抽取儲油箱11內(nèi)的低壓液壓油，第一泵體8可以為機械泵或電動泵，優(yōu)選地，第一泵體8注入儲能罐9內(nèi)的液壓油的壓力大致為60~300巴。
當緩速器7脫開時，第一泵體8處于停止狀態(tài)；在車輛減速期間，緩速器7耦合，傳動系統(tǒng)6經(jīng)由緩速器7驅(qū)動第一泵體8，第一泵體8對儲油箱11輸送來的低壓液壓油加壓，然后將加壓后的液壓油輸入儲能罐9內(nèi)。本實施例中，第一泵體8為齒輪泵或渦輪泵。實際使用時，儲能罐9還配置有泄壓閥，當儲能罐9的液壓油的壓力超過預定值時，中央控制單元調(diào)控泄壓閥對儲能罐9進行泄壓。
所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括第二泵體16及止回閥17，儲油箱11經(jīng)由第二泵體16與止回閥17連通，第二泵體16經(jīng)由止回閥17與第一泵體8的進口連通，止回閥17確保液壓油單向流動；第二泵體16泵取儲油箱11內(nèi)的液壓油的壓力大致為2-4巴，第二泵體16用于將儲油箱11內(nèi)的液壓油泵入第一泵體8內(nèi)，相較于第二泵體16將儲油箱11內(nèi)的液壓油以較高的壓力泵入第一泵體8內(nèi)，避免第一泵體8被第二泵體16泵入的高壓液壓油氣蝕。當?shù)诙皿w16抽取儲油箱11內(nèi)的低壓油時，儲油箱11內(nèi)的低壓油輸送至第一泵體8，當傳動系統(tǒng)6經(jīng)由緩速器7作用于第一泵體8，第一泵體8對第二泵體16輸入的低壓液壓油加壓，在此過程中，止回閥17阻斷第一泵體8與儲油箱11，防止第一泵體8加壓后的液壓油重新倒流入儲油箱11內(nèi)。
所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括電磁閥18，儲能罐9經(jīng)由電磁閥18與液壓渦輪1連通；本實施例中，電磁閥18為高壓快速響應(yīng)電磁閥18，在車輛加速期間，當需要輔助增壓時，電磁閥18打開，儲能罐9內(nèi)的高壓液壓油注入主渦輪12內(nèi)，利用高壓的液壓油快速地將主渦輪12驅(qū)動至高速，當主渦輪12啟動后時，輔助壓氣機2同時為發(fā)動機5提供所需的進氣壓力。儲能罐9輸出的高壓液壓油在液壓渦輪1中膨脹之后，液壓渦輪1流出的液壓油再流入儲油箱11內(nèi)。
所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括第三冷卻器19，液壓渦輪1經(jīng)由第三冷卻器19與儲油箱11連通；液壓渦輪1流出的液壓油經(jīng)由第三冷卻器19的冷卻，然后流入儲油箱11內(nèi)，當然，根據(jù)實際需要，還可以在液壓渦輪1與儲油箱11內(nèi)增加過濾器，使得液壓渦輪1流出的液壓油經(jīng)過過濾和冷卻之后再流入儲油箱11內(nèi)。
所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括脈動壓力吸收器21，儲能罐9經(jīng)由脈動壓力吸收器21與電磁閥18連通；脈動壓力吸收器21又叫水錘減震器，通過增設(shè)脈動壓力吸收器21，減輕由于電磁閥18的頻繁打開和關(guān)閉所引起的水錘沖擊，延長液壓增壓系統(tǒng)的使用壽命。
所述能量回收式車輛液壓增壓系統(tǒng)還包括節(jié)流閥22及中間體23，液壓渦輪1經(jīng)由中間體23驅(qū)動輔助壓氣機2，電磁閥18經(jīng)由節(jié)流閥22與中間體23連通；節(jié)流閥22用于將電磁閥18流出的液壓油的高壓降低至適合的壓力值，然后將降壓后的液壓油輸送至中間體23的內(nèi)部軸承內(nèi)進行潤滑，降低中間體23的磨損，延長中間體23的使用壽命；根據(jù)實際需要，本實施例中的液壓油可以為發(fā)動機油、變速器油或動力轉(zhuǎn)向油。
以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。