專利名稱：一種汽車起停裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)液混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車起停裝置。
背景技術(shù)：
隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境惡化問題的日益顯現(xiàn)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能和環(huán)保性能的要求也不斷提高。車輛起停裝置可以在車輛短暫停車時(shí)自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)工作，當(dāng)車輛再次起動(dòng)時(shí)，利用起停裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)直接高轉(zhuǎn)速起動(dòng)，省去車輛怠速工況，從而節(jié)省燃油，降低排放。根據(jù)起停裝置的特點(diǎn)可知，起停裝置尤其適用于大城市的公共交通車輛，如公交車、出租車等頻繁起動(dòng)與停車的工況，在城市路況中，由于人口和車輛集中，造成城市車輛運(yùn)行工況長(zhǎng)時(shí)間處于惡劣的怠速小負(fù)荷工況，特別是對(duì)于公共交通車輛，如公交車和出租車最為典型，在城市路況中，長(zhǎng)時(shí)間處于低車速、高油耗、高排放等嚴(yán)重惡劣工況，對(duì)于公交車輛來說停靠站點(diǎn)多，站與站之間距離短，加之車速低、交通道口多等特點(diǎn)導(dǎo)致公交車輛的起步-停車工況十分頻繁，這種特殊工況導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力絕大部分在制動(dòng)過程中以熱能的形式耗散掉，而長(zhǎng)時(shí)間的頻繁停車工況使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于怠速運(yùn)行狀態(tài)，而該工況運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)不僅油耗高，而且排放差。鑒于上述車輛運(yùn)行工況考慮，近年來提出了汽車怠速停止和起動(dòng)系統(tǒng)。目前，車輛起停裝置有3種技術(shù)方案最普遍的是采用獨(dú)立的起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，并且?guī)в衅饎?dòng)電機(jī)來提供發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)所需要的功率；第二種技術(shù)方案是采用集成的起動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，為發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)提供較大功率的起動(dòng)轉(zhuǎn)速；第三種技術(shù)方案是智能怠速停止系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過燃燒產(chǎn)生的能量來重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，目前的起停裝置存在不能與自動(dòng)變速箱兼容、不能與大功率柴油機(jī)匹配等若干技術(shù)難題，進(jìn)而抑制了上述幾種起停方案的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種汽車起停裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛在起停頻繁的城市工況時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的無怠速運(yùn)行，改善車輛運(yùn)行工況，達(dá)到節(jié)能減排的目的。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種汽車起停裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、皮帶輪、離合器和液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，液壓馬達(dá)和皮帶輪通過支架與發(fā)動(dòng)機(jī)固定在一起，皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪位于同一水平面，皮帶輪和發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪之間通過皮帶進(jìn)行動(dòng)力傳輸，液壓馬達(dá)的輸出軸與皮帶輪之間通過離合器連接，液壓馬達(dá)的高壓油入口與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓液壓油輸出口通過高壓軟管連接，液壓馬達(dá)的低壓油入口與油箱相連，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓吸油口與油箱相連。還包括出油單向閥和進(jìn)油單向閥，出油單向閥串聯(lián)在液壓馬達(dá)的高壓油入口與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓液壓油輸出口之間的高壓軟管上，進(jìn)油單向閥串聯(lián)在液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓吸油口與油箱之間的管路上。[0008]還包括高壓蓄能器，高壓蓄能器接入到液壓馬達(dá)的高壓油入口與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓液壓油輸出口之間的高壓軟管。還包括低壓蓄能器，低壓蓄能器接入到進(jìn)油單向閥串聯(lián)在液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓吸油口與油箱之間的管路。液壓馬達(dá)是液壓泵馬達(dá)。采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)車輛在起停頻繁的城市工況時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的無怠速運(yùn)行，改善車輛運(yùn)行工況，達(dá)到節(jié)能減排的目的，而且，配合液壓蓄能器可以實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng)能回收，從而提高車輛能量利用率，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能要求。

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中汽車起停裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。本實(shí)用新型技術(shù)方案的基本思想是將單缸小功率液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)于車輛動(dòng)力系統(tǒng)中，作為車輛起停的動(dòng)力源，構(gòu)成車輛起停裝置。當(dāng)車輛短暫停車時(shí)，如公交車進(jìn)站、出租車上下客人、以及等待紅綠燈時(shí)，將車輛發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，當(dāng)車輛重新起步時(shí)，利用液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)取代原來的起動(dòng)電機(jī)作為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)的動(dòng)力源將車輛發(fā)動(dòng)機(jī)以較高轉(zhuǎn)速起動(dòng)，進(jìn)而快速實(shí)現(xiàn)車輛的再次起步，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)不存在怠速工況，始終工作在良好工況，可以實(shí)現(xiàn)車輛低排放起步，從而節(jié)省燃油，降低排放，配合液壓蓄能器的使用還可以實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)能的回收。圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中汽車起停裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)4、變速箱5、驅(qū)動(dòng)橋7及車輪6是車輛原有動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，不做任何變化。液壓馬達(dá)11 和皮帶輪9通過支架與發(fā)動(dòng)機(jī)固定在一起，皮帶輪9和發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪3布置于同一水平面，保證皮帶傳輸?shù)目煽啃裕л?和發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪3之間通過皮帶8進(jìn)行動(dòng)力傳輸，液壓馬達(dá)11的輸出軸與皮帶輪9之間通過離合器10連接。液壓馬達(dá)11的高壓油入口 P與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)1的高壓液壓油輸出口 A用高壓軟管連接，出油單向閥15串聯(lián)在液壓馬達(dá)的高壓油入口與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓液壓油輸出口之間的高壓軟管上，出油單向閥完成液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的排油功能，高壓蓄能器2接入到液壓馬達(dá)的高壓油入口與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓液壓油輸出口之間的高壓軟管，高壓蓄能器用以穩(wěn)定液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出高壓油壓力。液壓馬達(dá)11的低壓油入口 T與油箱12相連，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)1的低壓吸油口 B也與油箱12相連，進(jìn)油單向閥14串聯(lián)在液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓吸油口與油箱之間的管路上，進(jìn)油單向閥完成液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的吸油功能，低壓蓄能器13接入到進(jìn)油單向閥串聯(lián)在液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓吸油口與油箱之間的管路，低壓蓄能器用以防止液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)低壓油吸空。液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)1將油箱12中的低壓油通過進(jìn)油單向閥14吸入，通過液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)將低壓油轉(zhuǎn)化為高壓油通過出油單向閥15輸出，高壓油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)11 旋轉(zhuǎn)，液壓馬達(dá)11通過離合器10帶動(dòng)皮帶輪9旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力通過皮帶8傳給發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪3。其中，為了實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能回收，液壓馬達(dá)采用液壓泵馬達(dá)系統(tǒng)，即可以實(shí)現(xiàn)液壓泵和液壓馬達(dá)切換功能，當(dāng)作為液壓馬達(dá)使用時(shí)，為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)提供起動(dòng)動(dòng)力；當(dāng)作為液壓泵使用時(shí)，是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過皮帶輪帶動(dòng)液壓泵旋轉(zhuǎn)，液壓泵將低壓油加壓后儲(chǔ)存于高壓蓄能器，實(shí)現(xiàn)能量回收。該起停裝置工作過程為當(dāng)車輛由于某種情況需要短暫停止時(shí)，如城市工況中的等待紅燈工況、公共交通進(jìn)站停車工況等等。此時(shí)，車輛發(fā)動(dòng)機(jī)4熄火，停止工作，當(dāng)車輛再次起步時(shí)，利用高壓蓄能器2中的高壓油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)11旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)皮帶輪9旋轉(zhuǎn)，通過皮帶8將動(dòng)力傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪3，由于發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪3與發(fā)動(dòng)機(jī)4的曲軸相連， 發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪的高速旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以較高轉(zhuǎn)速起動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)車輛起步，進(jìn)入正常行駛工況。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)后離合器10分離，將液壓馬達(dá)11的動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪3切斷，在此過程中液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)1的作用是為高壓蓄能器2提供足夠的高壓液壓油，以保證液壓蓄能器為起-停裝置提供足夠的能量，由于液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)不存在低速低負(fù)荷工況，即始終工作在良好工況點(diǎn)，同時(shí)，通過液壓泵馬達(dá)11的能量回收也可以將一部分能量回收至高壓蓄能器2。下面描述不同工況時(shí)的工作動(dòng)力流向如下1)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)初始起動(dòng)時(shí)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)所帶的常規(guī)起動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng) 將點(diǎn)火鑰匙轉(zhuǎn)動(dòng)到起動(dòng)位置，利用蓄電池的能量將起動(dòng)電機(jī)接通，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。2)車輛正常行駛時(shí)。車輛正常行駛時(shí)，離合器10分離，液壓馬達(dá)11的輸出動(dòng)力與皮帶輪9切斷，發(fā)動(dòng)機(jī)4、變速箱5、驅(qū)動(dòng)橋7以及車輪6等按照傳統(tǒng)車輛動(dòng)力傳動(dòng)方式進(jìn)行工作。3)制動(dòng)能回收時(shí)。當(dāng)車輛減速制動(dòng)時(shí)，離合器10結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪3通過皮帶8和皮帶輪9將動(dòng)力傳至液壓泵馬達(dá)11，調(diào)整液壓泵馬達(dá)11使其工作在液壓泵狀態(tài)， 通過皮帶輪帶動(dòng)液壓泵將低壓油加壓后儲(chǔ)存在高壓蓄能器2，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收。4)怠速停車時(shí)。車輛遇到需要短暫停車時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅，車輛輔助系統(tǒng)切換到液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，即通過液壓馬達(dá)端皮帶輪9輸出動(dòng)力通過皮帶驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)等裝置，保證發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作期間車輛輔助系統(tǒng)能夠正常工作。5)液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)。液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)是否起動(dòng)與高壓蓄能器2中的液壓能量相關(guān)，當(dāng)高壓蓄能器2中的壓力低于設(shè)定值時(shí)，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)隨即起動(dòng)， 為高壓蓄能器補(bǔ)充高壓液壓油，保證高壓蓄能器2中維持設(shè)定液壓壓力，當(dāng)液壓蓄能器2能量足夠時(shí)，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)處于停止工作狀態(tài)。6)當(dāng)車輛需要再次起動(dòng)時(shí)，即司機(jī)給出啟動(dòng)指令后，這時(shí)液壓泵馬達(dá)11被調(diào)整為液壓馬達(dá)工況，高壓蓄能器2中的高壓油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，通過皮帶輪9、皮帶8及發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪3將扭矩傳至發(fā)動(dòng)機(jī)4，拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)4高速起動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)4快速進(jìn)入工作狀態(tài)。本具體實(shí)施方式
的起停裝置實(shí)現(xiàn)了車輛零怠速工況行使，同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)車輛能量回收，有效地減少了車輛的油耗，減少了車輛排放，可以有效地解決車輛在起-停頻繁的道路工況行駛時(shí)的排放惡化、油耗高等惡劣工況，尤其適用于城市公共交通車輛。與目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的幾種車輛起停裝置相比，本具體實(shí)施方式
的起停裝置由于采用液壓自由活塞發(fā)
5動(dòng)機(jī)作為獨(dú)立動(dòng)力源，利用液壓作為驅(qū)動(dòng)介質(zhì)，具有如下優(yōu)勢(shì)1)液壓驅(qū)動(dòng)具有很高的功率密度，作為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)動(dòng)力與傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)具有明顯優(yōu)勢(shì)。2)采用液壓作為動(dòng)力傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了柔性布置，可以靈活利用車輛上的無效空間進(jìn)行布置，不管是對(duì)現(xiàn)有車輛進(jìn)行改造還是新產(chǎn)品開發(fā)都具有可行性。 3)液壓驅(qū)動(dòng)的高功率密度特性保證了車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速起動(dòng)，徹底消除了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況。4)在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行期間，車輛輔助系統(tǒng)可以通過液壓能源驅(qū)動(dòng)，如車輛空調(diào)、車輛變速箱用液壓力等在發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行期間利用液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓能量驅(qū)動(dòng)，保證了車輛的乘坐舒適性和自動(dòng)變速器與起-停裝置的兼容性。克服了傳統(tǒng)起-停裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行期間輔助系統(tǒng)不能工作的弊端和難以與自動(dòng)變速器兼容等缺陷。5)可以通過調(diào)整液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作頻率很容易實(shí)現(xiàn)與不同功率的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配，克服了傳統(tǒng)起-停裝置難以匹配大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的弊端。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種汽車起停裝置，其特征在于，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、皮帶輪、離合器和液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，液壓馬達(dá)和皮帶輪通過支架與發(fā)動(dòng)機(jī)固定在一起，皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪位于同一水平面，皮帶輪和發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪之間通過皮帶進(jìn)行動(dòng)力傳輸，液壓馬達(dá)的輸出軸與皮帶輪之間通過離合器連接，液壓馬達(dá)的高壓油入口與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓液壓油輸出口通過高壓軟管連接，液壓馬達(dá)的低壓油入口與油箱相連，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓吸油口與油箱相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車起停裝置，其特征在于，還包括出油單向閥和進(jìn)油單向閥，出油單向閥串聯(lián)在液壓馬達(dá)的高壓油入口與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓液壓油輸出口之間的高壓軟管上，進(jìn)油單向閥串聯(lián)在液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓吸油口與油箱之間的管路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車起停裝置，其特征在于，還包括高壓蓄能器，高壓蓄能器接入到液壓馬達(dá)的高壓油入口與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓液壓油輸出口之間的高壓軟管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車起停裝置，其特征在于，還包括低壓蓄能器，低壓蓄能器接入到進(jìn)油單向閥串聯(lián)在液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓吸油口與油箱之間的管路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車起停裝置，其特征在于，液壓馬達(dá)是液壓泵馬達(dá)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種汽車起停裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、皮帶輪、離合器和液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，液壓馬達(dá)和皮帶輪通過支架與發(fā)動(dòng)機(jī)固定在一起，皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪位于同一水平面，皮帶輪和發(fā)動(dòng)機(jī)前端皮帶輪之間通過皮帶進(jìn)行動(dòng)力傳輸，液壓馬達(dá)的輸出軸與皮帶輪之間通過離合器連接，液壓馬達(dá)的高壓油入口與液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓液壓油輸出口通過高壓軟管連接，液壓馬達(dá)的低壓油入口與油箱相連，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓吸油口與油箱相連。采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛在起停頻繁的城市工況時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的無怠速運(yùn)行，改善車輛運(yùn)行工況，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
文檔編號(hào)B60K6/12GK201970843SQ20112007684
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者張付軍, 趙振峰, 趙長(zhǎng)祿, 郭峰, 黃英 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)