CN101863437A - 高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置 - Google Patents

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严军
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尹明陆
王媚
郎建中
吴留华
余卓平
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Abstract

本发明公开了一种高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，包括由第一动力源依次输入的变速箱、取力器、万向节传动装置，及双动力耦合装置，所述双动力耦合装置还包括第二动力源，所述第二动力源与输入的第一动力源合成输出至同一个液压泵。与已有的高空作业车油电双动力驱动液压升降系统相比，本发明不仅省去了一个液压泵，还使系统结构与控制模式具有了更多的选择可能性。从而，可望为高空作业车液压升降系统节能环保性能的进一步优化提供更宽广的设计空间。

Description

高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置
技术领域
本发明涉及一种工程机械，具体说涉及一种工控作业车液压升降系统油电双动力驱动装置。
背景技术
目前，普遍使用的高空作业车液压升降系统，大多以原车柴油机为动力源，通过变速箱取力器和万向传动轴驱动液压泵，使液压升降系统工作。这种动力驱动工作方式，存在发动机噪声大、废气排放污染严重的问题，对环境影响较大。在带电高空作业期间，如果要求发动机保持怠速状态以保障安全，则其燃油经济性更差。为了实现低噪声和零排放的高空作业，日本某企业开发生产了一种采用油电双动力驱动液压系统的高空作业车，其结构特点是液压升降系统设有两个液压泵，分别由发动机和电机独立驱动。高空升降作业时，用户可通过驱动模式的切换控制，选择传统的发动机驱动或基于纯电动的电机驱动。显然，后者具有低噪声和零排放的节能环保优势。实用新型专利CN2878330Y针对自行式高空作业车也提出了结构相似的双液压泵液压升降系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，能实现由发动机或电机对液压泵的独立驱动控制，也能实现发动机和电机对液压泵的混合驱动，有利于节能环保。
本发明采用以下技术方案：
一种高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，包括由第一动力源依次输入的变速箱、取力器、万向节传动装置，及双动力耦合装置，所述双动力耦合装置还包括第二动力源，所述第二动力源与输入的第一动力源合成输出至同一个液压泵。
本发明的特点在于：工作装置液压系统只用一个液压泵，发动机和电机输出的动力通过双动力耦合装置合成后驱动所述的一个液压泵。双动力耦合装置能实现两种动力源匹配，所谓双动力输入是指分别来自发动机(经由取力器和万向传动轴传入)和电机二种不同的动力源。双动力耦合装置可以是采用齿轮传动的双动力耦合箱，也可以用带传动或链传动等传动机构，甚至还可以采用将车辆变速器取力器输出轴与电机同轴联接的最简方式(传动比为1)。当用户选择电机独立驱动液压泵的纯电动模式时，需将高空作业车取力器的操纵杆(PTO)置于断开位置，或通过离合器(含单向离合器)切断发动机与双动力耦合箱之间的传动联接，以免发动机和变速箱成为电机独立驱动时的阻力源；而在发动机经由双动力耦合箱驱动液压泵时，可以选择电机参与驱动助力的混合动力模式，也可以选择电机不参与驱动的发动机独立驱动模式。因此，两种动力源可通过双动力耦合箱合成，共同驱动所述的一个液压泵；也可由电机或发动机独立驱动此液压泵。当发动机和电机同时工作时，通过双动力耦合箱进行扭矩合成，输出混合动力，驱动所述的液压泵。
优选地，所述双动力耦合装置分别设有第一、第二输入，所述万向节传动装置与第一输入连接，所述第二动力源与第二输入连接。
优选地，在所述万向节传动装置与第一输入之间设第一离合器。
当电机独立驱动所述的液压泵工作时，可通过将取力器操纵杆PTO置于断开位置或通过离合器(含单向离合器)，切断发动机与双动力耦合箱之间的动力联接；当发动机独立驱动所述的液压泵工作时，电机不输出动力，其转子系统对发动机构成的可能阻力应足够小。
优选地，所述取力器输出端通过万向节传动装置与第二动力源同轴连接。
优选地，在所述万向节传动装置与第二动力源之间设第三离合器。采用本技术方案，结构更简单。
优选地，所述双动力耦合装置通过齿轮传动、带传动或链传动合成所述第一、第二动力源。
优选地，在所述双动力耦合装置与液压泵之间设联轴器。
优选地，所述第一动力源为发动机，所述第二动力源为电机。
与已有的高空作业车油电双动力驱动液压升降系统相比，本发明不仅省去了一个液压泵，还使系统结构与控制模式具有了更多的选择可能性。从而，可望为高空作业车液压升降系统节能环保性能的进一步优化提供更宽广的设计空间。
如果针对现有大量在用的传统高空作业车液压升降系统，利用本发明的原理方案进行油电双动力驱动的系统改造，可以克服传统高空作业车在高空作业时噪声大、废气排放和燃油经济性差的缺点，有效提升高空作业车节能减排的性能。可望大大提升高空作业车的环保性能和用户形象，产生良好的社会与经济效益。
附图说明
图1为本发明所涉及的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置的结构原理图。
图2为本发明所涉及的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置的一个实施例，在该实施例中，双动力驱动装置具有一个单向离合器。
图3为本发明所涉及的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置的一个实施例，在该实施例中，双动力驱动装置具有两个单向离合器。
图4为本发明所涉及的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置的一个实施例，在该实施例中，电机与取力器共轴线输出。
具体实施方式
本发明涉及的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置有两个动力源，即第一动力源为发动机，第二动力源为电机10。由第一动力源出发，依次输入变速箱1、取力器3、万向节传动装置、及双动力耦合装置，所述双动力耦合装置还包括第二动力源，双动力耦合装置能实现两种动力源合成，即第二动力源与输入的第一动力源混合后只通过一个输出端输出至一个液压泵9中。
图1是高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置的结构原理图。其基本结构是：从发动机(图中未示出)输出的动力，经由变速箱1，取力器3(由PTO操纵杆2控制其接合或断开)、第一万向节4、传动轴5、第二万向节6，将动力传至双动力耦合箱7，由联轴器8输出驱动液压泵9；电机10的动力被输入双动力耦合箱7，经传动变换后，由联轴器8输出驱动液压泵9；液压油来自液压油箱11。
当需要发动机和电机10同时提供动力时，将取力器操纵杆2(PTO)置于“接通”位置，发动机和电机10的动力通过双动力耦合箱7进行动力合成，共同驱动液压泵9。
当发动机独立驱动液压泵9工作时，将取力器操纵杆2(PTO)置于“接通”位置，动力经过双动力耦合箱7，经联轴器8，驱动液压泵9。电机10不参与驱动(空转或设置第三离合器14断开，见图3)。
当电机10独立驱动液压泵9工作时，应使取力器操纵杆2(PTO)置于“分离”位置(或者通过设置第一离合器12等)，以切断发动机与双动力耦合箱7之间的动力传递。
由图1可知，双动力耦合箱7有第一、第二输入15、16，两动力源分别从两输入端进入，双动力扭矩合成后，输出给一个液压泵9。其中，来自发动机的动力通过取力器3、万向节传动装置，由第一输入15进入双动力耦合箱7；来自电机10的动力由第二输入16进入双动力耦合箱。
图2所示为在图1所示结构基础上，取力器3输出端与双动力耦合箱7之间设置一个单向离合器(即第一离合器12)的具体实施例。第一离合器12的作用，可使电机10与发动机各自独立地经由双动力耦合箱7驱动液压泵9而互不干涉。
图3所示为在图1所示结构基础上，在取力器3输出端与双动力耦合箱7输出轴之间设置一个单向离合器(即第一离合器12)、在电机10与双动力耦合箱7输入轴之间设置一个单向离合器(即第二离合器13)的具体实施例。增设第二离合器13可让电机转子系统不成为发动机独立驱动液压泵9时的惯性阻力。
图4所示为将取力器3输出端经由单向离合器(第三离合器14)与电机10的电机轴同轴联接的实施例。在该实施例中，双动力耦合装置只有一个输入端，取力器3输出端经第三离合器14输入电机轴。当需要发动机和电机10同时提供动力时，将取力器操纵杆2(PTO)置于“接通”位置，发动机的动力经第三离合器14，再进电机10后动力合成，驱动液压泵9。当发动机独立驱动液压泵9工作时，将取力器操纵杆2(PTO)置于“接通”位置，动力经过电机10(电机空转)，经联轴器8，驱动液压泵9。当电机10独立驱动液压泵9工作时，应使取力器操纵杆2(PTO)置于“分离”位置(或者通过设置第三离合器14断开等)，以切断来自发动机的动力传递。本实施例的特点是省去了双动力耦合箱，结构更简单。不足之处是因没有双动力耦合箱通常兼备的减速功能，一般需要采用低速大扭矩电机与液压泵9相匹配，将使电机功率密度降低(体积与重量增加)。

Claims (10)

1.一种高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：包括由第一动力源依次输入的变速箱(1)、取力器(3)、万向节传动装置，及双动力耦合装置，所述双动力耦合装置还包括第二动力源，所述第二动力源与输入的第一动力源合成输出至同一个液压泵(9)。
2.根据权利要求1所述的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：所述双动力耦合装置分别设有第一、第二输入(15、16)，所述万向节传动装置与第一输入(15)连接，所述第二动力源与第二输入(16)连接。
3.根据权利要求2所述的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：在所述万向节传动装置与第一输入之间设第一离合器(12)。
4.根据权利要求3所述的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：在所述第二动力源与第二输入之间设第二离合器(13)。
5.根据权利要求1所述的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：所述取力器(3)输出端通过万向节传动装置与第二动力源同轴连接。
6.根据权利要求5所述的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：在所述万向节传动装置与第二动力源之间设第三离合器(14)。
7.根据权利要求2-4中任一项所述的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：所述双动力耦合装置通过齿轮传动合成所述第一、第二动力源。
8.根据权利要求2-4中任一项所述的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：所述双动力耦合装置通过带传动或链传动合成所述第一、第二动力源。
9.根据权利要求7所述的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：在所述双动力耦合装置与液压泵(9)之间设联轴器(8)。
10.根据权利要求9所述的高空作业车液压升降系统油电双动力驱动装置，其特征是：所述第一动力源为发动机，所述第二动力源为电机(10)。
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