混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統的製作方法

2023-12-12 22:37:42 1

專利名稱：混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車附屬設備的驅動系統，特別涉及一種混合動力汽車空 調壓縮機及液壓泵驅動系統。
背景技術：
汽車空調以及液壓助力或制動系統是汽車不可缺少的裝置。傳統的發動機 動力汽車，是通過發動機提供動力來源，通過傳動系統將動力傳遞至汽車空調 以及液壓泵，完成相應的功能，不但增加了發動機的動力消耗，還增加了對環
境的汙染。
隨著能源枯竭和環境保護的壓力日益增大，出現了混合動力汽車，混合動 力汽車使用燃油驅動和電力驅動兩種驅動方式，通過合理的控制策略協調兩種 驅動方式，以達到較高的燃油經濟性和排放特性。
空調系統和液壓系統在混合動力車中可以通過電動機驅動，但是，在現有 技術的空調設計結構中，如果只使用電動機作為空調的動力源，動力能量需要 在發動機，發電機，電池，電機等多個環節中轉化，大大的增加了動力消耗，
降低發動機驅動空調壓縮機的效率；而為保證車輛的正常運行，要求車載液壓 系統必須是連續工作的且不同工況下液壓系統的工作壓力需求是不同的；在傳 統車載液壓泵驅動方案中為了滿足車載液壓系統的正常工作，必然要求液壓泵 持續工作在液壓系統的最大壓力需求點；因此，當液壓系統工作於最大工作點 以外的工況時，液壓泵的輸出能量必然產生盈餘，造成了能量的浪費。
同時，在混合動力汽車中，由於存在純電動工況即發動機停機而完全由電 動機為混合動力汽車提供動力的工況。在這種工況下，為了保證車載空調系統以及車輛運行所必須的液壓轉向系統的正常運行，必須存在輔助動力源為液壓 泵和空調驅動系統提供動力，電機驅動是很好的選擇。在混合動力汽車中解決 這一問題的辦法就是用兩個電機分別作為空調壓縮機和液壓泵的動力源，這樣 空調壓縮機和液壓泵就可以脫離發動機而由電機帶動獨立工作，解決了混合動 力汽車在純電動工況下的空調壓縮機和液壓泵驅動問題。但是，必然造成在有 限的空間結構內布置傳動設備上的困難以及成本的相對增加，從而造成安裝和 維修上的困難；而且傳動過程會造成幹擾，帶動附加負載運行，必然造成能量 轉換效率的降低，不利於混合動力汽車節能目標的實現。
因此，需要一種混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，能夠避免發 動機和電動機對空調壓縮機和液壓泵驅動時所產生的幹擾，能夠解決在混合動 力汽車中純電動工況(發動機停機)下液壓泵和空調壓縮機的驅動問題，避免 液壓泵和空調壓縮機單獨由電機驅動所帶來的能量轉化率低，能量損耗大的問 題，達到了節能的目的。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅 動系統，車用空調和液壓泵的驅動傳動系統由兩套相對獨立的驅動系統組成，
能夠避免發動機和電動機對空調壓縮機和液壓泵驅動時所產生的幹擾，能夠解 決在混合動力汽車中純電動工況(發動機停機)下液壓泵和空調壓縮機的驅動 問題，避免液壓泵和空調壓縮機單獨由電機驅動所帶來的能量轉化率低，能量 損耗大的問題，達到了節能的目的。
本發明的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，包括發動機和電動
機，所述發動機分別通過離合器i和離合器n驅動空調壓縮機和液壓泵，電動 機分別通過離合器ni和離合器iv驅動空調壓縮機和液壓泵。
進一步，所述離合器i和離合器ni與空調壓縮機同軸連接；
進一步，所述離合器n和離合器iv與液壓泵同軸連接；進一步，還包括控制器，所述離合器i、離合器n、離合器m和離合器iv 為電磁離合器，所述控制器分別控制離合器i 、離合器n、離合器ni和離合器 iv的分離或接合；
進一步，所述控制器控制電動機的啟動或停止；
進一步，所述發動機與離合器i和離合器n之間分別通過傳動裝置i和傳 動裝置n進行傳動；電動機與離合器ni和離合器iv之間分別通過傳動裝置in和 傳動裝置iv進行傳動；
進一步，空調壓縮機動力輸入軸和液壓泵動力輸入軸並列設置；
進一步，所述傳動裝置i、傳動裝置n和傳動裝置in為皮帶傳動機構，傳 動裝置iv為直連式聯軸器；
進一步，所述液壓泵出口設置單向閥，單向閥後與被驅動裝置並聯設置蓄
能器；
進一步，所述控制器分別通過繼電器開關控制離合器i、離合器n、離合 器m和離合器iv的分離或接合以及電動機的啟動或停止。
本發明的有益效果是本發明的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系
統，保留了傳統的發動機驅動空調壓縮機和液壓泵的結構，使空調壓縮機和液 壓泵分別通過離合器由發動機和電動機驅動，傳動系統相對獨立，解決了發動
機停機後空調壓縮機和液壓泵的驅動問題；驅動時，能夠切斷髮動機與電動機
的機械連接，從而消除電動機對發動機的機械負載，能夠避免發動機和電動機 對空調壓縮機和液壓泵驅動時所產生的幹擾，能夠解決在混合動力汽車中純電 動工況(發動機停機)下液壓泵和空調壓縮機的驅動問題，避免液壓泵和空調 壓縮機單獨由電機驅動所帶來的能量轉化率低，能量損耗大的問題，達到了節
能的目的。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。 附圖為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
附圖為本發明的結構示意圖，如圖所示本實施例的混合動力汽車空調壓
縮機及液壓泵驅動系統，包括發動機2、蓄電池8和電動機7，蓄電池8為電動 機7的電源；發動機2分別通過離合器I 12和離合器II11驅動空調壓縮機3和 液壓泵10，電動機7分別通過離合器I114和離合器IV9驅動空調壓縮機3和液壓 泵10;本實施例中，離合器I12和離合器III4與空調壓縮機3同軸連接，離合 器II11和離合器IV9與液壓泵10同軸連接，使整個驅動系統結構緊湊，安裝維 護方便，並減少傳動過程中的能量損失；
還包括控制器6，離合器I12、離合器IIll、離合器III4和離合器IV9為電 磁離合器，控制器6分別通過繼電器開關控制離合器I 12、離合器IIll、離合 器IH4和離合器IV9的分離或接合；控制器6還通過繼電器開關控制電動機7的 啟動或停止，保證控制過程靈敏，避免傳動幹擾和多餘能量消耗；
發動機2與離合器I 12和離合器II 11之間分別通過傳動裝置I 1和傳動裝 置II13進行傳動；電動機7與離合器I114和離合器IV9之間分別通過傳動裝置III 5和傳動裝置IV12進行傳動，空調壓縮機3動力輸入軸和液壓泵10動力輸入軸
並列設置，傳動裝置ii、傳動裝置ni3和傳動裝置ni5為皮帶傳動機構，傳動
裝置IV12為直連式聯軸器，採用本實施例的布置結構，能夠最大限度的節約有 限空間，使設備的安裝和檢修簡單方便，使成本相對降低；當然，也可以是齒 輪傳動或鏈傳動，也可以是多種傳動方式的結合，都能達到發明目的；
本實施例中，液壓泵10出口設置單向閥14，單向閥14後與被驅動裝置並 聯設置蓄能器15;本實施例中，被驅動裝置為液壓制動系統16以及液壓轉向助 力系統17，當發動機工作時，如果液壓蓄能器15的壓力小於液壓制動系統16 以及液壓轉向助力系統17實時需求工作壓力時，可以通過控制器6控制離合器nil結合離合器IV9分離，發動機2驅動液壓泵10開始工作，為液壓制動系統 16以及液壓轉向助力系統17提供壓力；此時如果液壓制動系統16以及液壓轉 向助力系統17實時需求工作壓力小於液壓泵10輸出壓力，則可利用液壓泵10 盈餘輸出能量對蓄能器15進行充能，以避免此工況下液壓泵輸出盈餘能量的浪 費，達到了節能的目的；如果液壓制動系統16以及液壓轉向助力系統17實時 需求工作壓力小於液壓蓄能器15的壓力時，可以通過控制器6控制離合器I111 分離，切斷髮動機2與液壓泵10之間的動力連接，液壓泵10停止工作；儲能 器15利用儲存的能量驅動液壓制動系統16以及液壓轉向助力系統17;由於切 斷了發動機2與液壓泵10之間的機械連接，消除了液壓泵10對發動機2的機 械負載，達到了節能的目的；同時，如果此工況下不需要車載空調工作時，亦 可通過控制器6控制離合器I 12分離，切斷髮動機2與空調壓縮機3之間的機 械連接，消除空調壓縮機3對發動機2的機械負載；如果此工況下需要車載空 調工作時，可通過控制器6控制離合器I 12結合離合器IH4分離，讓發動機直 接驅動空調壓縮機工作；當汽車處於發動機停機的純電動工況時，如果液壓蓄 能器15的壓力小於液壓制動系統16以及液壓轉向助力系統17實時需求工作壓 力時，可以通過控制器6控制離合器IV9結合離合器nil分離，由電機7驅動 液壓泵10開始工作，為液壓制動系統16以及液壓轉向助力系統17提供壓力， 此時如果液壓制動系統16以及液壓轉向助力系統17實時需求工作壓力小於液 壓泵10輸出壓力，則可利用液壓泵10盈餘輸出能量對蓄能器15進行充能，以 避免此工況下液壓泵輸出盈餘能量的浪費，達到了節能的目的；如果蓄能器15 的壓力大於液壓制動系統16以及液壓轉向助力系統17實時需求工作壓力時， 可以通過控制器6控制離合器IV9分離，切斷電動機7與液壓泵10之間的動力 連接，液壓泵10停止工作；儲能器15利用儲存的能量驅動液壓制動系統16以 及液壓轉向助力系統17;同時，如果此工況下不需要車載空調工作時，亦可通 過控制器6控制離合器I114分離，切斷電動機7與空調壓縮機3之間的機械連接， 消除空調壓縮機對電動機7的機械負載；如果此工況下需要車載空調工作時，可通過控制器6控制離合器I114結合離合器I 12分離，讓電動機7直接驅動空
調壓縮機3工作；由此可見，本發明將蓄能器引入車載液壓系統中，不但避免
了傳統車載液壓系統中液壓泵輸出盈餘能量的耗散，同時亦使液壓泵從傳統液 壓驅動系統中的連續性工作狀態轉變成間歇性工作狀態，減小了液壓泵的機械 磨損，延長其使用壽命。
本發明採用一個電動機7和發動機2通過四個離合器分別驅動空調壓縮機3 和液壓泵10的結構，無論混合動力汽車處於何種工況，均可靈活切換空調壓縮 機和液壓泵的驅動方式；當汽車處於發動機工作的工況時，可以通過發動機2 直接為空調壓縮機3和液壓泵10提供動力，從而避免了此工況下空調壓縮機和 液壓泵由電機驅動所造成的能量轉化效率低下的問題，達到了節能減排的目的； 當汽車處於發動機停機的純電動工況時，可以通過電動機7為空調壓縮機3和 液壓泵10提供動力，保證空調壓縮機和液壓泵的正常工作，從而保證該工況下 車輛系統的正常運行；本實施例中，液壓泵10出口設置單向閥14，單向閥14 後與被驅動裝置並聯設置蓄能器15，通過蓄能器15的使用，在延長液壓泵使用 壽命的同時，避免了液壓泵輸出盈餘能量的耗散，從而達到節能減排的目的； 而且與現有技術相比本發明整套系統結構更為緊湊，布置合理，節約安裝空間。
最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管 參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的 宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1. 一種混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，包括發動機(2)和電動機(7)，其特徵在於所述發動機(2)分別通過離合器I(12)和離合器II(11)驅動空調壓縮機(3)和液壓泵(10)，電動機(7)分別通過離合器III(4)和離合器IV(9)驅動空調壓縮機(3)和液壓泵(10)。
2. 根據權利要求1所述的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，其 特徵在於所述離合器I (12)和離合器III (4)與空調壓縮機(3)同軸連接。
3. 根據權利要求2所述的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，其 特徵在於所述離合器II (11)和離合器IV (9)與液壓泵(10)同軸連接。
4. 根據權利要求3所述的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，其 特徵在於還包括控制器(6)，所述離合器I (12)、離合器II (11)、離合器 m(4)和離合器W(9)為電磁離合器，所述控制器(6)分別控制離合器I (12)、 離合器II (11)、離合器III (4)和離合器IV (9)的分離或接合。
5. 根據權利要求4所述的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，其 特徵在於所述控制器(6)控制電動機(7)的啟動或停止。
6. 根據權利要求5所述的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，其 特徵在於所述發動機(2)與離合器I (12)和離合器II (11)之間分別通過傳動裝置i (i)和傳動裝置n (13)進行傳動；電動機(7)與離合器m (4)和離合器IV (9)之間分別通過傳動裝置III (5)和傳動裝置IV (12)進行傳動。
7. 根據權利要求6所述的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，其 特徵在於空調壓縮機(3)動力輸入軸和液壓泵(10)動力輸入軸並列設置。
8. 根據權利要求7所述的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，其特徵在於所述傳動裝置i (i)、傳動裝置n (13)和傳動裝置in (5)為皮帶傳動機構，傳動裝置IV (12)為直連式聯軸器。
9. 根據權利要求1至8任一權利要求所述的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，其特徵在於所述液壓泵(10)出口設置單向閥(14)，單向閥 (14)後與被驅動裝置並聯設置蓄能器(15)。
10.根據權利要求9所述的混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，其特徵在於所述控制器(6)分別通過繼電器開關控制離合器I (12)、離合器II (11)、離合器III (4)和離合器W (9)的分離或接合以及電動機(7)的啟 動或停止。
全文摘要
本發明公開了一種混合動力汽車空調壓縮機及液壓泵驅動系統，包括發動機和電動機，發動機分別通過離合器I和離合器II驅動空調壓縮機和液壓泵，電動機分別通過離合器III和離合器IV驅動空調壓縮機和液壓泵，本發明空調壓縮機和液壓泵分別通過離合器由發動機和電動機驅動，傳動系統相對獨立，解決了發動機停機後空調壓縮機和液壓泵的驅動問題；驅動時能夠切斷髮動機與電動機的機械連接，從而消除電動機對發動機的機械負載，能夠避免發動機和電動機對空調壓縮機和液壓泵驅動時所產生的幹擾，避免液壓泵和空調壓縮機單獨由電機驅動所帶來的能量轉化率低，能量損耗大的問題，達到了節能減排的目的。
文檔編號B60K6/20GK101439663SQ200810237248
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月25日 優先權日2008年12月25日
發明者秦大同, 胡宏奎, 胡建軍, 胡明輝, 董小洪 申請人:重慶大學