液压能量回收技术

由于液压蓄能器有很大的功率密度，可以在短时间内提供所需要的足够转矩，能够满足能量储存和释放的快速性要求，同时可较长时间储能，各个部件技术成熟，工作可靠，整个系统实现技术难度小，便于实际商业化应用，其特别适用于负载频繁变化的场合。但由于液压蓄能器的能量密度较低，因而其安装体积较大，详细介绍参考第6章。

目前，采用液压蓄能器的能量回收方法已经开始在液压混合动力大客车上得到了应用。图4-22所示为一种液压混合动力汽车的制动能量回收原理图^[10]。其工作原理：汽车在制动、减速以及下坡过程中，主离合器2断开，泵/马达离合器7闭合，汽车的动能通过驱动桥5、动力传动装置4后由变量泵/马达8（此时工作在泵模式）转换成液压能，并将液压能存储在液压蓄能器10中；当汽车再次起动、加速或爬坡时，系统又通过变量泵/马达8（此时工作在马达模式）将液压蓄能器10中的液压势能转化为车辆动能，用来辅助发动机满足驱动汽车所要求的峰值功率。

图4-22 车辆制动能量能量回收示意图

A—加速信号 B—制动信号 C—蓄能器压力信号 D、E—液压阀控制信号 F—变量泵/马达控制信号 G—泵/马达离合器控制信号 H—主离合器控制信号 1—发动机 2—主离合器 3—变速箱 4—动力传动装置 5—驱动桥 6—电控单元 7—泵/马达离合器 8—变量泵/马达 9—方向控制阀 10—液压蓄能器 11—安全阀 12—油箱

图4-23 装载机制动能量回收示意图(www.xing528.com)

与汽车不同，装载机除了要驱动车辆行驶之外，还要满足工作液压系统、制动系统和转向系统等多方面的动力需求。装载机作业工况时存在着频繁的制动和下坡，可回收能量大。因此，如图4-23所示，采用液压蓄能器回收浪费掉的制动动能成为装载机节能降耗的一项有效措施。但制动时需要协调再生制动与摩擦制动关系，保证整车制动性能安定性，避免再生制动过程中因天气原因、路面状况、制动深度变化引起的制动跑偏、驱动轮抱死等危险。由于液压再生制动系统具有强非线性、参数大范围摄动及存在严重外界干扰等问题，严重影响到行车安全。

在行走型装载机制动时，机械式摩擦制动器和液压泵/马达同时对车轮施加再生制动力，复合制动系统应满足以下功能。

1）制动安全性：在相同的制动强度需求输入下，保证制动时方向的稳定性，确保整机的安全性。

2）回收制动能量：在安全制动的前提下，最大限度地回收装载机的制动能量和下坡惯性能量。

3）制动踏板感觉：不同制动模式及模式切换过程中，保证驾驶人有相同的制动踏板感觉，同时完成两种制动形式的平稳切换。