CN104309467B - 混合动力切换机构及包含该切换机构的混凝土泵车 - Google Patents

Abstract

本发明公开的混合动力切换机构，其包括第一动力分配装置和第二动力分配装置，其中，第一动力分配装置设置在工程车辆的底盘发动机和第二动力分配装置之间，该第一动力分配装置能够将底盘发动机的动力传递给底盘或第二动力分配装置，而第二动力分配装置还能够接收来自工程车辆的电动机的动力，该第二动力分配装置用于将动力传递给工程车辆的一套液压装置以进行工程车辆的施工工作。本发明的混合动力切换机构只需一套液压装置即可实现混合动力工程机械在行驶与施工过程中的动力切换，解决了现有混合动力工程机械动力执行装置结构复杂的问题，有效降低了整机结构的复杂程度，能够降低整机成本、减小整机体积及重量。

Description

混合动力切换机构及包含该切换机构的混凝土泵车

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种混合动力切换机构及包含该切换机构的混凝土泵车。

背景技术

随着世界各国节能环保的措施越来越严格，替代燃油发动机工程机械的方案越来越多，如氢能源动力、燃料电池动力、混合动力等。但目前最有实用性价值并已有商业化运转模式的，只有混合动力工程机械。混合动力工程机械是由两种或两种以上的动力源提供动力，目前比较常用的是油电混合动力，例如采用发动机与电动机组合提供动力。因此，如何实现混合动力工程机械在行驶与施工过程中的动力切换，对混合动力工程机械至关重要。

目前混凝土泵车的混合动力源主要有两种形式：一种采用独立发动机和电动机组合，独立发动机和电动机分别后接一组液压泵和单向阀，液压泵高压油通过单向阀后到达液压阀，最终实现液压系统的运转，但由于独立发动机只能提供施工动力，想要实现行驶功能，还需额外增加一个行驶用发动机；另一种采用底盘发动机和电动机组合，底盘发动机和电动机也分别后接一组液压泵、单向阀，在这种混合动力工程机械中，要想实现底盘行驶与施工状态的动力切换，则必须在底盘发动机后、液压泵之前连接动力分配装置。

可见，现有技术中的混合动力工程机械，其油电动力分别对应一组液压装置，由于液压装置一般都比较复杂和庞大，因此现有的混合动力切换机构会导致整车结构复杂，整车体积重量大，成本高，维修保养困难。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：现有混合动力工程机械的油电动力分别对应一组液压装置，导致整车结构复杂，整车体积重量大，成本高，维修保养困难。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种混合动力切换机构，其包括第一动力分配装置和第二动力分配装置，其中，第一动力分配装置设置在工程车辆的底盘发动机和第二动力分配装置之间，该第一动力分配装置能够将底盘发动机的动力传递给底盘或第二动力分配装置，而第二动力分配装置还能够接收来自工程车辆的电动机的动力，该第二动力分配装置用于将动力传递给工程车辆的一套液压装置以进行工程车辆的施工工作。

可选地，第一动力分配装置包括动力输入端、第一动力输出端和第二动力输出端，其中，动力输入端用于接收来自底盘发动机的动力，第二动力输出端用于向底盘提供行驶动力，第一动力输出端用于传递施工动力；第二动力分配装置包括第一动力输入端、第二动力输入端和第一动力输出端，其中，第一动力输入端用于接收来自电动机的动力，第二动力输入端和第一动力输出端驱动相连；第二动力分配装置的第二动力输入端连接至第一动力分配装置的第一动力输出端以接收来自第一动力分配装置的动力，第二动力分配装置的第一动力输出端用于向液压装置提供施工动力。

可选地，当第一动力分配装置的动力输入端与其第一动力输出端在动力传送上处于接合和脱开中的一个状态时，第二动力分配装置的第一动力输入端与其第二动力输入端在动力传送上处于接合和脱开中的另一个状态。

进一步地，当第一动力分配装置的动力输入端齿轮与其第一动力输出端齿轮处于啮合和脱离中的一个状态时，第二动力分配装置的第一动力输入端齿轮与其第二动力输入端齿轮处于啮合和脱离中的另一个状态。

可选地，第一动力分配装置能够将底盘发动机的动力分配至第一动力分配装置的第一动力输出端；和/或第一动力分配装置能够将底盘发动机的动力分配至第一动力分配装置的第二动力输出端。

可选地，第二动力分配装置的第二动力输入端和第一动力输出端是同轴的。

可选地，第一动力分配装置为夹心式取力器，第二动力分配装置为分动箱。

可选地，第一动力分配装置和第二动力分配装置都为分动箱。

本发明另一方面还提供了一种工程车辆，其包括底盘发动机、电动机和一套液压装置，该工程车辆还包括以上任一混合动力切换机构。

可选地，上述工程车辆为混凝土泵车。

本发明所提供的混合动力切换机构，第一动力分配装置能够对底盘发动机动力进行分配，第二动力分配装置则不仅能够对电动机动力进行分配，将电动机动力传递至液压装置，还能够将底盘发动机动力传递至液压装置，这样使得混合动力切换机构只需一套液压装置即可实现混合动力工程机械在行驶与施工过程中的动力切换，解决了现有混合动力工程机械动力执行装置结构复杂的问题，有效降低了整机结构的复杂程度，能够降低整机成本、减小整机体积及重量。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明提供的混合动力切换机构的结构示意图。

图中：1、混合动力切换机构；10、底盘发动机；20、电动机；30、第一动力分配装置；40、第二动力分配装置；50、液压装置；301、第一动力分配装置的第三动力输出端；302、第一动力分配装置的第一动力输出端；303、第一动力分配装置的动力输入端；304、第一动力分配装置的第二动力输出端；401、第二动力分配装置的第二动力输入端；402、第二动力分配装置的第一动力输出端；403、第二动力分配装置的第一动力输入端；404、第二动力分配装置的第二动力输出端；501、液压泵；502、液压阀。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参照图1，本发明所提供的混合动力切换机构1，其包括第一动力分配装置30和第二动力分配装置40，其中，第一动力分配装置30设置在工程车辆的底盘发动机10和第二动力分配装置40之间，该第一动力分配装置30能够将底盘发动机10的动力传递给底盘或第二动力分配装置40，而第二动力分配装置40还能够接收来自工程车辆的电动机20的动力，该第二动力分配装置40用于将动力传递给工程车辆的一套液压装置50以进行工程车辆的施工工作。

参照图1，本发明中的液压装置50可以为液压泵501和液压阀502。

本发明中的动力分配装置为对混合动力源的动力进行分配的装置，例如夹心式取力器、分动箱等，这类动力分配装置通常是通过其内部齿轮的啮合与脱离实现混合动力的切换。

本发明所提供的上述混合动力切换机构1，第一动力分配装置30能够对底盘发动机10动力进行分配，第二动力分配装置40则不仅能够对电动机20动力进行分配，将电动机20动力传递至液压装置50，还能够将底盘发动机10的动力传递至液压装置50，这样使得混合动力切换机构1只需一套液压装置50即可实现混合动力工程机械在行驶与施工过程中的动力切换，解决了现有混合动力工程机械动力执行装置结构复杂的问题，有效降低了整机结构的复杂程度，能够降低整机成本、减小整机体积及重量。

可选地，第一动力分配装置30包括动力输入端303、第一动力输出端302和第二动力输出端304，其中，动力输入端303用于接收来自底盘发动机10的动力，第二动力输出端304用于向底盘提供行驶动力，第一动力输出端302用于传递施工动力；第二动力分配装置40包括第一动力输入端403、第二动力输入端401和第一动力输出端402，其中，第一动力输入端403用于接收来自电动机20的动力，第二动力输入端401和第一动力输出端402驱动相连；第二动力分配装置40的第二动力输入端401连接至第一动力分配装置30的第一动力输出端302以接收来自第一动力分配装置30的动力，第二动力分配装置40的第一动力输出端402用于向液压装置50提供施工动力。

可选地，第一动力分配装置30通常还包括如图1所示的第三动力输出端301。第二动力分配装置40还包括第二动力输出端404，一般用于输出行驶动力。优选地，该第三动力输出端301与第一动力分配装置30的第一动力输出端302同轴，这样第一动力分配装置30可以通过其动力输入端303将动力传递给其第三动力输出端301来将动力传递给第一动力输出端302。

优选地，当第一动力分配装置30的动力输入端303与其第一动力输出端302在动力传送上处于接合和脱开中的一个状态时，第二动力分配装置40的第一动力输入端403与其第二动力输入端401在动力传送上处于接合和脱开中的另一个状态。例如，当第一动力分配装置30的动力输入端303齿轮与其第一动力输出端302齿轮处于啮合和脱离中的一个状态时，第二动力分配装置40的第一动力输入端403齿轮与其第二动力输入端401齿轮处于啮合和脱离中的另一个状态，这样可以防止动力传递出现混乱。

第一动力分配装置30通过动力输入端303齿轮与不同输出端齿轮的啮合，可以将底盘发动机10的动力分别传递至不同的输出端，即第一动力分配装置30能够将底盘发动机10的动力分配至其第一动力输出端302，也可以将底盘发动机10的动力分配至其第二动力输出端304。优选地，第一动力分配装置30在将动力分配至其第一动力输出端302时，就不再将动力分配至其第二动力输出端304。

优选地，第二动力分配装置40的第二动力输入端401和其第一动力输出端402是同轴的，这样当第二动力分配装置40的第二动力输入端401接收到来自第一动力分配装置30的动力或者电动机20的动力时，就能够同步地将动力传递给第二动力分配装置40的第一动力输出端402，进而将动力传递给液压装置50以进行施工工作，结构简单。

本发明中的第一动力分配装置30可以为夹心式取力器或分动箱；第二动力分配装置40可以为分动箱。由于采用比较成熟的夹心式取力器和分动箱作为的动力分配装置，使本发明混合动力切换机构1具有较高的可靠性。

本发明所提供的混合动力切换机构1可以实现“底盘行驶”、“发动机动力驱动施工”和“电动机动力驱动施工”三种工况。接下来以第一动力分配装置30为夹心式取力器、第二动力分配装置40为分动箱为例，来说明以上三种工况的实现过程，两个动力分配装置采用其他组合时的实现过程与之相同：

(1)“底盘行驶”工况：电动机20停止，底盘发动机10工作，底盘发动机10的动力传至夹心式取力器的动力输入端303，该动力输入端303将动力传至夹心式取力器的第二动力输出端304，此时，该动力输入端303齿轮与夹心式取力器的第三动力输出端301和第一动力输出端302的齿轮脱离，即夹心式取力器的第三动力输出端301和第一动力输出端302无动力输出，因此可实现底盘行驶工况。

(2)“发动机动力驱动施工”工况：底盘发动机10工作，底盘发动机10的动力传至夹心式取力器的动力输入端303，该动力输入端303的齿轮与夹心式取力器的第三动力输出端301的齿轮啮合，于是夹心式取力器能够将底盘发动机10的动力分配至其第一动力输出端302，并将动力等速传至分动箱的第二动力输入端401，由于分动箱的第二动力输入端401和分动箱的第一动力输出端402同轴，所以分动箱的第一动力输出端402的转速及旋向与夹心式取力器相同，又因为分动箱的第一动力输出端402与液压装置50相连，因此分动箱将底盘发动机10的动力传至液压装置50进行施工作业，此工况要求分动箱的第二动力输入端401和第一动力输出端402的齿轮与分动箱第一动力输入端403的齿轮脱离，电动机20停止工作，因此可实现发动机动力驱动施工工况。

(3)“电动机动力驱动施工”工况：电动机20工作，电动机20的动力传至分动箱的第一动力输入端403，该第一动力输入端403齿轮与分动箱的第二动力输入端401的齿轮啮合，于是分动箱将电动机20的动力分配至分动箱的第一动力输出端402，分动箱的第一动力输出端402进而将动力传递至液压装置50进行施工作业，此工况要求夹心式取力器的动力输入端303齿轮与其第三动力输出端301齿轮和第一动力输出端302的齿轮脱离，底盘发动机10停止工作，因此能够实现电动机动力驱动施工工况。

当然根据需要，也可以选择上述三种工况的组合。

本发明所提供的工程车辆，其底盘发动机10、电动机20和一套液压装置5，该工程车辆还包括以上任一混合动力切换机构1。此处的工程车辆可以为混凝土泵车。由于混合动力切换机构1具有上述技术效果，因此，本发明所提供的工程车辆，例如混凝土泵车，也具有相应的技术效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于工程车辆的混合动力切换机构(1)，其特征在于，所述混合动力切换机构(1)包括第一动力分配装置(30)和第二动力分配装置(40)，所述第一动力分配装置(30)设置在工程车辆的底盘发动机(10)和所述第二动力分配装置(40)之间，所述第一动力分配装置(30)能够将所述底盘发动机(10)的动力传递给底盘或所述第二动力分配装置(40)，所述第二动力分配装置(40)还能够接收来自工程车辆的电动机(20)的动力，所述第二动力分配装置(40)用于将动力传递给工程车辆的一套液压装置(50)以进行工程车辆的施工工作；

所述第一动力分配装置(30)包括动力输入端(303)、第一动力输出端(302)和第二动力输出端(304)，所述动力输入端(303)用于接收来自所述底盘发动机(10)的动力，所述第二动力输出端(304)用于向底盘提供行驶动力，所述第一动力分配装置(30)的第一动力输出端(302)用于传递施工动力；所述第二动力分配装置(40)包括第一动力输入端(403)、第二动力输入端(401)和第一动力输出端(402)，所述第一动力输入端(403)用于接收来自所述电动机(20)的动力，所述第二动力输入端(401)和所述第一动力输出端(402)驱动相连；所述第二动力分配装置(40)的第二动力输入端(401)连接至所述第一动力分配装置(30)的第一动力输出端(302)以接收来自所述第一动力分配装置(30)的动力，所述第二动力分配装置(40)的第一动力输出端(402)用于向所述液压装置(50)提供施工动力；

所述第一动力分配装置(30)能够将所述底盘发动机(10)的动力分配至所述第一动力分配装置(30)的第一动力输出端(302)；且所述第一动力分配装置(30)能够将所述底盘发动机(10)的动力分配至所述第一动力分配装置(30)的第二动力输出端(304)。

2.根据权利要求1所述的混合动力切换机构(1)，其特征在于，当所述第一动力分配装置(30)的动力输入端(303)与其第一动力输出端(302)在动力传送上处于接合和脱开中的一个状态时，所述第二动力分配装置(40)的第一动力输入端(403)与其第二动力输入端(401)在动力传送上处于接合和脱开中的另一个状态。

3.根据权利要求2所述的混合动力切换机构(1)，其特征在于，当所述第一动力分配装置(30)的动力输入端(303)齿轮与其第一动力输出端(302)齿轮处于啮合和脱离中的一个状态时，所述第二动力分配装置(40)的第一动力输入端(403)齿轮与其第二动力输入端(401)齿轮处于啮合和脱离中的另一个状态。

4.根据权利要求1所述的混合动力切换机构(1)，其特征在于，所述第二动力分配装置(40)的所述第二动力输入端(401)和所述第二动力分配装置(40)的第一动力输出端(402)是同轴的。

5.根据权利要求1-4任一所述的混合动力切换机构(1)，其特征在于，所述第一动力分配装置(30)为夹心式取力器，所述第二动力分配装置(40)为分动箱。

6.根据权利要求1-4任一所述的混合动力切换机构(1)，其特征在于，所述第一动力分配装置(30)和所述第二动力分配装置(40)都为分动箱。

7.一种工程车辆，包括底盘发动机(10)、电动机(20)和一套液压装置(5)，其特征在于，所述工程车辆还包括如权利要求1-6任一所述的混合动力切换机构(1)。

8.根据权利要求7所述的工程车辆，其特征在于，所述工程车辆为混凝土泵车。