CN102416857B - 推土机及混合动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合动力系统，包括发电机和行走装置，还包括：动力集成装置；动力集成装置包括：与发电机相连的电动机(1)；与电动机(1)固定相连的齿圈(3)；与电动机(1)的输出轴(2)连接的太阳轮(6)；与齿圈(3)和太阳轮(6)啮合的行星轮(4)；行星架(5)，行星轮(4)设置在行星架(5)上；与行星架(5)相连且套设在齿圈(3)上，用于制动行星架(5)的制动鼓(8)；与行星架(5)相连且驱动行走装置的动力输出轴(7)。此动力集成装置的结构紧凑，所需安装空间较小，也具有密封性好、缩短原混合动力系统传递路线、提高传递效率的优点。本发明还提供了一种具有上述混合动力系统的推土机。

Description

推土机及混合动力系统

技术领域

本发明涉及推土机研发技术领域，更具体地说，涉及一种混合动力系统，本发明还涉及一种具有上述混合动力系统的推土机。

背景技术

随着我国社会经济的逐渐繁荣，国家对基础建设的投入不断加大，建筑行业在得到高速发展的同时也使得建筑机械在各种建筑工程中被广泛应用，对社会主义发展起到了巨大的推动作用。因此，人们对建筑机械的研究热情也大大提高，推土机作为建筑机械中一种非常重要的建筑工具，其地位是无可取代的，人们为推土机各部分的改进升级一直做着不懈的努力，使得推土机的性能和制造工艺愈加完善。

动力系统作为推土机的核心部分，理所当然的成为人们研究的重点。在传统的推土机传动系统中，发动机是主要的动力源，其动力传递路线为：发动机→液力变矩器→变速箱→中央锥齿轮传动→转向离合器、制动器→主减速器→行走系统。但是，受能源匮乏、发动机排放标准越来越严格等条件的影响，传统动力系统的推土机在发展中面临很大的阻碍，因此出现了混合动力的新兴推土机。在混合动力推土机中，其牵引力多于一个驱动源，可以是内燃机与电动机的组合，也可以是燃料电池与电动机的组合，驱动源从贮能器(燃油箱、蓄电池)中获得能量，满足推土机的功能需求。

在混合动力推土机的传动系统中，只保留了传统推土机动力传递路线主减速器以后的部分，动力源改为电动机，发动机只起到发电的作用，左右两侧行走系统分别由行走电机独立驱动。考虑到推土机工作时负载大，电机需要提供大扭矩，因此，需要应用减速装置提升电机输出扭矩，这样，混合动力推土机动力的传递路线为：发动机→发电机→电动机→减速器→制动器→主减速器→行走系统。传统的推土机结构并非全部适用于混合动力机型，而现有的混合动力的推土机的上述传递路线中独立部件较多，轴向距离较长，结构不紧凑，所需安装空间较大，密封性较差，传递效率较低。

综上所述，如何提供一种混合动力系统，以实现使得混合动力推土机的动力系统结构更加紧凑，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种混合动力系统，以实现使推土机的混合动力系统结构更加紧凑，节省安装空间的目的。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混合动力系统，包括发电机和行走装置，其特征在于，还包括：动力集成装置；所述动力集成装置包括：

与所述发电机相连的电动机；

与所述电动机固定相连的齿圈；

与所述电动机的输出轴连接的太阳轮；

与所述齿圈和所述太阳轮啮合的行星轮；

行星架，所述行星轮设置在所述行星架上；

与所述行星架相连且套设在所述齿圈上，用于制动所述行星架的制动鼓；

与所述行星架相连且驱动所述行走装置的动力输出轴。

优选的，上述混合动力系统中，所述行星架上设置有与其同心的凸台且围绕所述凸台圆心均匀设置有3个圆柱体，所述行星轮通过轴承与所述圆柱体相连。

优选的，上述混合动力系统中，所述凸台的中心开有固设所述动力输出轴的圆孔，所述凸台外侧的所述行星架的边缘上均匀设置有若干个螺钉孔，所述制动鼓通过螺纹连接件与所述行星架相连。

优选的，上述混合动力系统中，所述太阳轮与所述电动机的输出轴之间、所述行星架与所述动力输出轴之间均为键连接。

优选的，上述混合动力系统中，所述制动鼓外设置有控制制动鼓工作的制动器。

优选的，上述混合动力系统中，所述齿圈上设置有若干个贯通其侧壁的润滑孔，且所述润滑孔沿所述齿圈的周向均布。

优选的，上述混合动力系统中，所述电动机、齿圈、行星架和制动鼓为密封连接。

基于上述提供的混合动力系统，本发明还提供了一种推土机，其具有上述任意一项所述的混合动力系统。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

本发明提供的混合动力系统中，发电机在工作时，发电驱动动力集成装置内的电动机工作，电动机的输出轴带动连接在其上的太阳轮转动，从而带动与太阳轮啮合的行星轮围绕行星架上的圆柱体旋转，又因为与行星轮同时啮合的齿圈固定不动，所以行星轮会沿齿圈的的内壁运动，这样就实现了行星轮围绕太阳轮的的公转，也实现了带动与其相连的行星架转动，进而带动设置在行星架上的动力输出轴的旋转，最终达到驱动行走装置的目的；与行星架相连的制动鼓会随着行星架的转动而旋转，当需要制动时，转动的制动鼓会与固定的齿圈接触，通过它们之间的摩擦力来实现动力集成装置的制动。此动力集成装置的结构紧凑，所需安装空间较小，也具有密封性好、缩短原混合动力系统传递路线、提高传递效率的优点。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的混合动力系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的混合动力系统的装配图；

图3为图2的右视图；

图4为本发明实施例中提供的混合动力系统中的行星架的结构示意图；

图5为图4的剖面图；

图6为本发明实施例中提供的混合动力系统中的制动鼓的结构示意图；

图7为图6的剖面图；

图8为本发明实施例中提供的混合动力系统中的齿圈的结构示意图；

图9为图8的剖面图。

上图1-图9中：

电动机1、电动机输出轴2、齿圈3、行星轮4、行星架5、太阳轮6、动力输出轴7、制动鼓8、凸台9、圆柱体10、螺钉孔11、轴承12、润滑孔13、圆孔14、环形凸台15。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，下面将本专利中涉及到的技术名词解释如下：

行星齿轮减速机构：由太阳轮、行星轮、齿圈、行星架四部分组成，齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动，可达到降速增扭效果。

本发明提供了一种混合动力系统，实现了使混合动力系统的结构更加紧凑，节省了安装空间，提高了密封性，缩短了动力传递路线，提高了动力传递效率。

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，所描述的实施例仅仅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。

请参考附图1-3，图1为本发明实施例提供的混合动力系统的结构示意图；图2为本发明实施例中提供的混合动力系统的装配图；图3为图2的右视图。

本发明实施例提供的混合动力系统，包括电动机、发电机、主减速器和行走装置，还包括：动力集成装置；所述动力集成装置包括：

与所述发电机相连的电动机1；

与所述电动机1固定相连的齿圈3；

与所述电动机1的输出轴2连接的太阳轮6；

与所述齿圈3和所述太阳轮6啮合的行星轮4；

行星架5，所述行星轮4设置在所述行星架5上；

与所述行星架5相连且套设在所述齿圈3上，用于制动所述行星架5的制动鼓8；

与所述行星架5相连且驱动所述行走装置的动力输出轴7。

此动力集成装置是将原混合动力推土机动力传递路线中的电动机、减速器和制动器三个部件进行集成化设计，形成一个集合的整体，使其具有驱动、减速和制动功能。

本实施例中提供的混合动力系统的工作过程如下：

发电机发电驱动动力集成装置中的电动机1工作，电动机1的输出轴2在运转时带动太阳轮6转动，从而带动与太阳轮6啮合的行星轮4围绕行星架5上的圆柱体10自转，因为行星轮4也与齿圈3啮合，且齿圈3固定在电动机1上，所以自转的行星轮4会沿着齿圈3的内壁转动，因此实现了行星轮4围绕太阳轮6的公转，进而带动行星架5旋转，再通过与行星架5相连的动力输出轴7驱动行走装置并达到减速的目的，与行星架5相连的制动鼓8在行星架5旋转时也会随之转动，当需要制动时，旋转的制动鼓8会与固定的齿圈3接触，利用它们之间的摩擦力达到为动力集成装置制动的目的。

通过上述工作过程可以得出，本发明实施例提供的混合动力系统通过将现有技术中推土机混合动力系统中的电动机、减速器和制动器三个部件集合成一个整体，利用电动机1驱动，行星齿轮减速机构减速，制动鼓8制动，成功使得混合动力系统的结构更加紧凑，缩小了安装空间，提高了机构的密封性，以行星齿轮减速机构作为减速装置的主体，既降低了电机转速，又大幅提高输出扭矩。本发明实施例提供的混合动力系统保留了原来传动系统中的大部分结构，最小的变动原推土机的传动结构，只需要将本动力集成装置与保留的传动部分连接就能实现整个推土机的运动，降低了生产成本，又保证的新设计的可靠性，使得混合动力推土机的生产工艺更加完善。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的混合动力系统，所述行星架5上设置有与其同心的凸台9且围绕所述凸台9圆心均匀设置有3个圆柱体10，所述行星轮4通过轴承12与所述圆柱体10相连。如图4和图5，在圆形凸台9上均匀设置3个圆柱体10使得与安装在圆柱体10上的3个行星轮4啮合的太阳轮6受力均匀，合理布局会均衡齿轮的受到的力，延长齿轮的使用寿命，具体的，圆柱体10的数量不是固定的，只要不影响齿轮的正常运转且分布均匀即可。行星轮4通过轴承12与行星架5上的圆柱体10相连，行星轮4在实现公转带动行星架5运动的同时还要使其围绕行星架5上的圆柱体10自转，以实现传递动力的目的。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的混合动力系统，所述凸台9的中心开有固设所述动力输出轴7的圆孔14，所述凸台9外侧的所述行星架5的边缘上均匀设置有若干个螺钉孔11，所述制动鼓8通过螺纹连接件与所述行星架5相连。如图2、图4和图5所示，行星架5通过此圆孔14与动力输出轴7相连，将行星架5得到的动力传递出去，以驱动行走装置工作。螺钉孔11易于加工，行星架5上的螺钉孔用以穿插螺钉而连接行星架5和制动鼓8，提高了整个动力集成装置的密封性。具体的，行星架5和制动鼓8之间还可以为其他的连接方式。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的混合动力系统，所述太阳轮6与所述电动机1的输出轴2之间、所述行星架5的圆孔14与所述动力输出轴7之间均为键连接。连接键即可以为平键也可以为花键，具体的，还可以为其他的连接方式。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的混合动力系统，所述制动鼓8为筒形且其所述行星架5相连的一端内壁上设置有环形凸台15。如图6和图7所示，在此环形凸台15上设置有与所述行星架5上螺钉孔11配合使用的螺钉孔，用于通过螺钉将制动鼓8与行星架5相连，具体的，制动鼓8还可以采用以内圆柱面为工作表面的内张型制动原理，而且还可以反向安装，同样可以实现制动的功能。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的混合动力系统，所述制动鼓8外设置有控制制动鼓8工作的制动器。此制动器可以是湿式、带式或者浮式，其带液压助力，是控制制动鼓的直接部件。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的混合动力系统所述齿圈3上设置有若干个贯通其侧壁的润滑孔13，且所述润滑孔13沿所述齿圈3的周向均布。如图8和图9所示，润滑油可以通过此润滑孔13进入行星齿轮减速机构，对齿轮进行润滑，延长了齿轮的使用寿命。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例提供的混合动力系统，所述电动机1、齿圈3、行星架5和制动鼓8为密封连接。由于推土机的工作环境比较恶劣，特别是粉尘对齿轮的寿命有很大影响，所以密封性对整个混合动力系统非常重要。

基于上述实施例中提供的混合动力系统，本发明实施例还提供了一种推土机，该推土机具有上述实施例中提供的混合动力系统。

由于该推土机采用了上述实施例的混合动力系统，所以该推土机由混合动力系统带来的有益效果请参考上述实施例中相应的部分，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的混合动力系统进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干的改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种混合动力系统，包括发电机和行走装置，其特征在于，还包括：动力集成装置；所述动力集成装置包括：

与所述发电机相连的电动机（1）；

与所述电动机（1）固定相连的齿圈（3）；

与所述电动机（1）的输出轴（2）连接的太阳轮（6）；

与所述齿圈（3）和所述太阳轮（6）啮合的行星轮（4）；

行星架（5），所述行星轮（4）设置在所述行星架（5）上；

与所述行星架（5）相连且套设在所述齿圈（3）上，用于与所述齿圈（3）接触摩擦以制动所述行星架（5）的制动鼓（8）；

与所述行星架（5）相连且驱动所述行走装置的动力输出轴（7）。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述行星架（5）上设置有与其同心的凸台（9）且围绕所述凸台（9）圆心均匀设置有3个圆柱体（10），所述行星轮通过轴承（12）与所述圆柱体（10）相连。

3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述凸台（9）的中心开有固设所述动力输出轴（7）的圆孔（14），所述凸台（9）外侧的所述行星架（5）的边缘上均匀设置有若干个螺钉孔（11），所述制动鼓（8）通过螺纹连接件与所述行星架（5）相连。

4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述太阳轮（6）与所述电动机（1）的输出轴（2）之间、所述行星架（5）与所述动力输出轴（7）之间均为键连接。

5.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述制动鼓（8）为筒形且其所述行星架（5）相连的一端内壁上设置有环形凸台（15）。

6.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述制动鼓（8）外设置有控制所述制动鼓（8）工作的制动器。

7.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述齿圈（3）上设置有若干个贯通其侧壁的润滑孔（13），且所述润滑孔（13）沿所述齿圈（3）的周向均布。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述电动机（1）、齿圈（3）、行星架（5）和制动鼓（8）为密封连接。

9.一种推土机，其特征在于，其具有上述权利要求1-8中任意一项所述的混合动力系统。