一种液压蓄能制动能量回收装置及电机车

技术领域

本发明涉及基于矿山机械领域，尤其涉及一种液压蓄能制动能量回收装置及电机车。

背景技术

液压机械无级变速器具有可控无级变速、传动功率大、传动效率高等特点，可有效改善重型载重汽车的动力性能、经济性。但是，载重汽车在城市工况下行驶，会面临频繁启停的情形，将制动时的能量回收起来，用于车辆启动，成为提高车辆燃油经济型的有效方式，液压机械无级变速器中的液压传动系统为实现制动能量回收提供了基础。因此需要一种液压蓄能制动能量回收系统实现上述功能。

与此同时，电机车被广泛应用于矿山巷道中进行物料运输，传统电机车使用电力驱动，使用机械刹车，启动时能量需求大，刹车时能量得不到有效利用，续航时间较短。若能够将二者结合，通过液压系统为电机车提供驱动及制动，势必能够使电机车迎来更广泛的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于液压机械无级变速的双蓄能器制动能量回收系统，可以实现车辆制动能量的回收，结构简单、易于实现等优点，同时提供一种运用该系统的电机车，能够解决传统电机车使用电机驱动能量需求大需要无法实现无机变速的问题，使电机车运行更加平稳，能量利用更加充分。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种液压蓄能制动能量回收装置，其特征在于包括液压马达驱动制动系统和液压驱动制动储能系统，其中液压制动储能系统包括油箱，电机带动液压泵与加压油箱相连，所述加压油箱一侧连接有泄压油箱,另一端与蓄能装置并联后与电磁换向阀的进油口相连，电磁换向阀的出油口连接有出油油箱，所述电磁换向阀的工作油口与所述液压马达驱动制动系统的工作油口相连，所述液压马达驱动制动系统包括电磁控制阀以及液压马达所述电磁控制阀连接液压马达，并控制液压马达的流量。

进一步的，其中所述液压马达包括前后左右阵列设置的四组单独的液压马达单元，包括第一马达单元、第二马达单元、第三马达单元和第四马达单元，其中所述第一马达单元和第四马达单元串联后形成的油路与第二马达单元和第三马达单元串联后形成的油路并联连接进液压马达制动驱动系统。

进一步的，其中驱动工作时所述加压油箱和蓄能装置作为液压马达的驱动能量来源。

进一步的，其中制动工作时所述蓄能装置回收能量。

本发明还公开了一种液压驱动电机车，包括车架组件和车轮组件，其特征在于：包含如权利要求1-4任意一项所述的液压蓄能制动能量回收装置，所述液压蓄能制动能量回收装置的液压马达与所述电机车的车轮组件相配合，为车轮组件提供制动和驱动。

进一步的，其中所述电机车车架组件一侧设有驾驶舱驾驶舱内部设有电瓶箱组件，所述电瓶箱组件上部设有座椅，驾驶舱内还设有电器总开关、脚踏和方向控制阀以及高低速控制阀用于对电机车进行控制。

进一步的，其中所述车架组件中部设有液压油箱，车架原理驾驶舱一端设有电池柜。

进一步的，其中所述车架组件内部设有无刷电机和用于蓄能的蓄能器。

进一步的，其中所述车轮组件包括设置于车架组件底部两侧的车轮，所述车轮上设有液压马达，所述车轮组件上还设有减震弹簧。

进一步的，其中所述车架组件顶部还设有车灯和喇叭。

本发明的有益效果包括：

1. 通过蓄能装置设置，能够在车辆停止时，通过电机带动液压泵对加压油箱及蓄能器进行液压加压，在使用时可以无需电机启动，直接通过液压进行短距离低速度的驱动。

2. 在运动时，只需通过控制方向控制阀，控制内部电磁阀的调整，变化液压油路的流向，即可实现前进或后退，无需像传统电机驱动通过控制电机正反转实现。

3. 由于使用液压马达，可以实现整体的无极调速，实现速度的平稳变化，在加速或者减速的过程中不会出现传统变速器换挡时出现的卡顿的问题。

4. 通过蓄能器的设置，可以制动时进行能量回收，通过变换液压阀，将制动过程中液压油路中的能量蓄积至蓄能器中，在下一次的启动过程中，能够通过蓄能器能积蓄的能量再次为电机车提供动能，实现了能量的充分利用，同时提升电机车内部自带动力电源的使用寿命。

5.车轮组件中的液压马达与每一个车轮一一配合，及时某一车轮对应的液压马达出现问题，也可通过跳接的方式，将有问题的液压马达从整体中分离开，剩余液压马达依然可以继续工作，不受影响，即使多个液压马达出现问题，只要有能够正常工作的液压马达，整体液压车依然可以在减轻负重的前提下继续工作。而传统电机驱动的电机车出现问题必须立刻整体维修无法低负载运行，本申请的方案减少了意外停工的问题的出现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请液压蓄能制动能量回收装置的油路图

图2是本申请电机车的整体结构图

图3是本申请驾驶舱及其内部的结构图

图4是本申请内部组件的结构图

图5是本申请的车轮结构图

图6是本申请的车架组件顶部的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种液压蓄能制动能量回收装置，其特征在于包括液压马达驱动制动系统1和液压驱动制动储能系统2，其中液压制动储能系统包括油箱21，电机22带动液压泵23与加压油箱24相连，所述加压油箱一侧连接有泄压油箱25,另一端与蓄能装置26并联后与电磁换向阀27的进油口相连，电磁换向阀的出油口连接有出油油箱28，所述电磁换向阀的工作油口与所述液压马达驱动制动系统的工作油口相连，所述液压马达驱动制动系统包括电磁控制阀11以及液压马达12所述电磁控制阀连接液压马达，并控制液压马达的流量。

进一步的，其中所述液压马达包括前后左右阵列设置的四组单独的液压马达单元，包括第一马达单元121、第二马达单元122、第三马达单元123和第四马达单元124，其中所述第一马达单元和第四马达单元串联后形成的油路与第二马达单元和第三马达单元串联后形成的油路并联连接进液压马达制动驱动系统。

进一步的，其中驱动工作时所述加压油箱和蓄能装置作为液压马达的驱动能量来源。

进一步的，其中制动工作时所述蓄能装置回收能量。

实施例二：

本发明还公开了一种液压驱动电机车，包括车架组件3和车轮组件4，其特征在于：包含如权利要求1-4任意一项所述的液压蓄能制动能量回收装置，所述液压蓄能制动能量回收装置的液压马达与所述电机车的车轮组件相配合，为车轮组件提供制动和驱动。

进一步的，其中所述电机车车架组件一侧设有驾驶舱31驾驶舱内部设有电瓶箱组件32，所述电瓶箱组件上部设有座椅33，驾驶舱内还设有电器总开关34、脚踏35和方向控制阀36以及高低速控制阀37用于对电机车进行控制。

进一步的，其中所述车架组件中部设有液压油箱41，车架原理驾驶舱一端设有电池柜42。

进一步的，其中所述车架组件内部设有无刷电机51和用于蓄能的蓄能器52。

进一步的，其中所述车轮组件包括设置于车架组件底部两侧的车轮61，所述车轮上设有液压马达，所述车轮组件上还设有减震弹簧。

进一步的，其中所述车架组件顶部还设有车灯71和喇叭72。

对于本申请所公开的制动能量回收装置及其电机车的使用状态，在车辆停止时，通过电机带动液压泵对加压油箱及蓄能器进行液压加压，在使用时可以无需电机启动，直接通过液压进行短距离低速度的驱动。

在运动时，只需通过控制方向控制阀，控制内部电磁阀的调整，变化液压油路的流向，即可实现前进或后退，无需像传统电机驱动通过控制电机正反转实现。

由于使用液压马达，可以实现整体的无极调速，实现速度的平稳变化，在加速或者减速的过程中不会出现传统变速器换挡时出现的卡顿的问题。

通过蓄能器的设置，可以制动时进行能量回收，通过变换液压阀，将制动过程中液压油路中的能量蓄积至蓄能器中，在下一次的启动过程中，能够通过蓄能器能积蓄的能量再次为电机车提供动能，实现了能量的充分利用，同时提升电机车内部自带动力电源的使用寿命。车轮组件中的液压马达与每一个车轮一一配合，及时某一车轮对应的液压马达出现问题，也可通过跳接的方式，将有问题的液压马达从整体中分离开，剩余液压马达依然可以继续工作，不受影响，即使多个液压马达出现问题，只要有能够正常工作的液压马达，整体液压车依然可以在减轻负重的前提下继续工作。而传统电机驱动的电机车出现问题必须立刻整体维修无法低负载运行，本申请的方案减少了意外停工的问题的出现。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。