CN104442369A - 一种辅助动力传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助动力传动系统，包括主动力、主传动机构、主传动轴和负载系统，所述的主动力与主传动机构连接，所述的主传动机构通过主传动轴与负载系统连接，还包括辅助动力源、辅助动力源开关控制机构、能量转换装置和辅助动力输出轴，所述的辅助动力源通过辅助动力源开关控制机构与能量转换装置连接，所述的能量转换装置通过辅助动力输出轴与主传动机构或主传动轴连接，所述的能量转换装置上设置有能量转换开关控制机构。该辅助动力传动系统，使辅助动力与主动力传动得以柔性合成，改善了传动系统的运行效果，使回收的能量得以合理利用，降低了传动系统的能量消耗，开发周期短，改造方便，结构紧凑，成本低。

Description

一种辅助动力传动系统

技术领域

本发明涉及动力传动技术领域，尤其是涉及辅助动力与主动力的合成传动系统，特别是涉及一种辅助动力传动系统。

背景技术

在汽车、行走机械等行业，为了使动力传动系统运行更高效和合理，会设置辅助动力源，或者为了利用运行过程中浪费的能量而进行回收形成辅助动力源，从而在某些工况下将辅助动力合成到主动力系统或有时仅使用辅助动力，于是如何使辅助动力与主动力系统得以更好的合成成为大家的研究课题。现有或正在开发的辅助动力合成系统有两类，一类是在主动力传动路线中增加动力合成装置或直接改造主传动机构，使辅助动力和主动力经动力合成混合后驱动负载系统；另一类是改变主动力源能量转换方式使辅助动力和主动力先形成同一种能量状态以便合成再转换成机械能，传递至主传动系统。这两类系统均需对原主动力传动系统作较大改造，才能达到动力合成目的，增加动力合成装置使结构更复杂，增加主动力能量转换环节不但结构复杂而且降低效率，两类系统均是造价高，开发周期长。还有一类利用辅助动力的传动系统，是未改变主动力传动统统，开发周期短，但辅助动力不能与主动力合成，只能单独在某些工况下使用，存在很大局限性。

中国专利文献（公告日：2014年3月5日公告号：103620126A）公开了一种通过使用蓄能器储存和释放液压流体来将辅助动力提供给动力传动系和液压回路的液压系统。一种液压驱动系统包括：发动机、可操作地连接至所述发动机的液压装置、泵、蓄能器，以及至少一个阀。所述泵由所述发动机驱动并且构造成控制液压回路。所述蓄能器流体地连接至所述液压回路和所述液压装置。在一种情况下，所述至少一个阀能操作以引导来自所述液压装置和所述泵中的至少一者的加压流体用以充填所述蓄能器。替代地，所述至少一个阀能操作用以将加压流体从所述蓄能器引导至所述液压装置和所述液压回路中的至少一者。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题，而提供一种在不改变原主动力传动路线的前提下，能够使辅助动力与主动力传动得以柔性合成，从而改善传动系统的运行效果，使回收的浪费能量合理利用，降低传动系统的能量消耗，开发周期短，改造方便，结构紧凑，成本低的辅助动力传动系统。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种辅助动力传动系统，包括主动力、离合器、主传动机构、主传动轴和负载系统，所述的主动力通过离合器与主传动机构连接，所述的主传动机构通过主传动轴与负载系统连接，还包括辅助动力源、辅助动力源开关控制机构、能量转换装置和辅助动力输出轴，所述的辅助动力源通过辅助动力源开关控制机构与能量转换装置连接，所述的能量转换装置通过辅助动力输出轴与主传动机构或主传动轴连接，所述的能量转换装置上设置有能量转换开关控制机构。该辅助动力传动系统，通过辅助动力输出轴与主传动机构或者主传动轴实现同步运行连接，并通过能量转换开关控制机构使辅助动力柔性合成至主动力系统中，并根据工况需要和辅助动力源状况，通过能量转换开关控制机构控制能量转换装置的工作情况，使能量转换装置可以部分工作或全部工作或不工作，减轻主动力系统负荷以减少能耗或利用辅助动力使主动力系统不增加能耗，而达到增强承载能力的目的。能量转换装置不工作时，该辅助动力输出轴处于空运转极低功耗的待转状态。该辅助动力传动系统，使辅助动力与主动力传动得以柔性合成，从而改善了传动系统的运行效果，并能够使回收的能量得以合理利用，降低了传动系统的能量消耗，同时，该辅助动力传动系统不改变原主动力传动路线，与原传动系统兼容，开发周期短，改造方便，结构紧凑，成本低。

作为优选，所述的能量转换装置为流体机械或者电磁设备，能量转换装置为流体机械时，包括流体工作腔和主摩擦副，所述的主摩擦副包括至少两个摩擦件，其中至少一个摩擦件与流体工作腔相通并与能量转换开关控制机构连接。能量转换装置可以是流体机械或电磁设备或其他形式。是流体机械时，其主摩擦副两摩擦体间具有相对运动，并保持摩擦接触，通过该相对运动关系使流体工作腔实现流体循环工作，完成能量转换，若两摩擦件不接触而保持分开状态，则流体循环停止工作，能量转换也停止。能量转换开关控制机构与摩擦件连接，是实现能量转换装置主摩擦副的摩擦件间保护接触或保持分离的控制机构。

作为优选，能量转换开关控制机构为液压控制机构、气动控制机构、电磁控制机构或者机械控制机构，所述的能量转换开关控制机构采用分段控制或组合控制或整体控制方式。能量转换开关控制机构是为实现能量转换装置主摩擦副的摩擦件间保护接触或保持分离的控制机构。能量转换开关控制机构优选液压、气动、电磁或者机械等形式，并根据工况需要和辅助动力源状况，采用分段控制或组合控制或整体控制方式，控制能量转换装置工作情况，使能量转换装置实现部分工作或全部工作或不工作，确保动力合成过程分步或整体实现时符合工况要求，从而改善传动系统的运行效果，使回收的能量合理利用，降低传动系统的能量消耗。

作为优选，所述的辅助动力输出轴与主传动机构或主传动轴同步连接传动。辅助动力输出轴与主传动机构或主传动轴同步连接传动，从而通过能量转换开关控制机构使辅助动力柔性合成至主动力系统，减轻主动力系统负荷，以减少能耗或利用辅助动力使主动力系统不增加能耗，进而达到增强承载能力的目的。

作为优选，所述的辅助动力输出轴经联轴器与装在主传动机构上的辅助动力输入轴相连接。该辅助动力传动系统可以通过辅助动力输出轴经联轴器与装在主传动机构上的辅助动力输入轴相连接，实现辅助动力传动系统与主传动系统的柔性合成。

作为另一种优选，所述的辅助动力输出轴经传动件与主传动轴相连接。该辅助动力传动系统也可以通过辅助动力输出轴经传动件与主传动轴连接，实现辅助动力传动系统与主传动系统的柔性合成。

作为第三种优选，所述的辅助动力输出轴经联轴器与主传动轴同轴串联连接。当然在一些主传动系统结构方便连接时，也可将该辅助动力传动系统通过辅助动力输出轴与主传动轴直接同轴串联连接，实现与主传动系统的柔性合成。

作为优选，辅助动力源来自于对主传动系统进行能量回收的回收装置或外接动力装置。辅助动力源可以是来自于通过能量回收装置回收的主传动系统不需要的多余的或以前直接浪费的能量，也可以是来自于与主传动系统无关的外接动力，不论是来自于哪里的辅助动力源都能够实现本辅助动力传动系统与主传动系统的柔性合成。

作为优选，回收装置与能量转换装置是一体互逆结构或者分体结构。回收装置与能量转换装置为一体互逆结构时，当用于能量回收时，可以将主传动系统浪费的能量经能量转换装置回收形成可储存的辅助动力，而在必要场合需要释放辅助动力时，又经能量转换装置将辅助动力输入主传动系统。

本发明的有益效果是：该辅助动力传动系统，在不改变原主动力传动路线的前提下，与主传动系统兼容，使辅助动力与主动力传动得以柔性合成，改善了传动系统的运行效果，使回收的能量得以合理利用，降低了传动系统的能量消耗，并且该辅助动力传动系统，开发周期短，改造方便，结构紧凑，成本低。

附图说明

图1是本发明辅助动力传动系统的一种连接框图；

图2是本发明辅助动力传动系统的第二种连接框图；

图3是本发明辅助动力传动系统的第三种连接框图；

图4是本发明中能量转换装置主摩擦副保持接触状态的一种结构示意图；

图5是本发明中能量转换装置主摩擦副保持分离状态的一种结构示意图；

图中：1、主动力， 3、主传动机构，4、主传动轴，5、负载系统，6、辅助动力源，7、辅助动力源开关控制机构，8、能量转换装置，9、辅助动力输出轴，10、能量转换开关控制机构，11、联轴器，12、辅助动力输入轴，13、传动件，14、回收装置，15、外接动力装置，16、主传动系统，17、辅助动力传动系统，18、流体工作腔，19、主摩擦副。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

在图1所示的实施例中，一种辅助动力传动系统，包括主动力1、、主传动机构3、主传动轴4和负载系统5，主动力1与主传动机构3连接，主传动机构3通过主传动轴4与负载系统5连接，还包括辅助动力源6、辅助动力源开关控制机构7、能量转换装置8和辅助动力输出轴9，辅助动力源6来自于对主传动系统进行能量回收的回收装置14，回收装置14与能量转换装置8是一体互逆结构。辅助动力源6通过辅助动力源开关控制机构7与能量转换装置8连接，能量转换装置8通过辅助动力输出轴9与主传动机构3同步连接传动，能量转换装置8上设置有能量转换开关控制机构10。能量转换装置8为流体机械，包括流体工作腔18和主摩擦副19（见图4、图5），主摩擦副19包括至少两个相对运动的摩擦件，且至少一个摩擦件与流体工作腔18相通并与能量转换开关控制机构10连接。能量转换开关控制机构10为液压控制机构，并采用分段控制，实现对能量转换装置8的控制，辅助动力输出轴9经联轴器11与装在主传动机构3上的辅助动力输入轴12相连接。

实施例2：

在图2所示的实施例中，一种辅助动力传动系统，包括主动力1、主传动机构3、主传动轴4和负载系统5，主动力1通过离合器2与主传动机构3连接，主传动机构3通过主传动轴4与负载系统5连接，还包括辅助动力源6、辅助动力源开关控制机构7、能量转换装置8和辅助动力输出轴9，辅助动力源6来自于对主传动系统进行能量回收的回收装置14，回收装置14与能量转换装置8是分体式结构。辅助动力源6通过辅助动力源开关控制机构7与能量转换装置8连接，能量转换装置8为流体机械，包括流体工作腔18和主摩擦副19，主摩擦副19包括至少两个相对运动的摩擦件，且至少一个摩擦件与流体工作腔18相通并与能量转换开关控制机构10连接。能量转换装置8通过辅助动力输出轴9与主传动轴4同步连接传动，能量转换装置8上设置有能量转换开关控制机构10。能量转换开关控制机构10为气动控制机构并采用组合控制方式，对能量转换装置8进行控制，辅助动力输出轴9经传动件13与主传动轴4相连接。

实施例3：

在图3所示的实施例中，一种辅助动力传动系统，包括主动力1、主传动机构3、主传动轴4和负载系统5，主动力1通过离合器2与主传动机构3连接，主传动机构3通过主传动轴4与负载系统5连接，还包括辅助动力源6、辅助动力源开关控制机构7、能量转换装置8和辅助动力输出轴9，辅助动力源6来自于外接动力装置15，辅助动力源6通过辅助动力源开关控制机构7与能量转换装置8连接，能量转换装置8为电磁设备。能量转换装置8通过辅助动力输出轴9与主传动轴4同步连接传动，能量转换装置8上设置有能量转换开关控制机构10。能量转换开关控制机构10为电磁控制机构并采用整体控制方式，对能量转换装置8进行控制，辅助动力输出轴9经联轴器11与主传动轴4同轴串联连接。

上述实施例所示的辅助动力传动系统，该辅助动力传动系统17由辅助动力源6、辅助动力源开关控制机构7、能量转换装置8、能量转换开关控制机构10、辅助动力输出轴9和辅助动力输入轴12及联轴器11等组成，辅助动力输出轴9与主传动机构3或主传动轴4间经联轴器11或传动件13保持同步连接传动。主传动系统16包括主动力1、主传动机构3和主传动轴4，主传动系统16和辅助动力传动系统17经柔性动力合成后输入到负载系统5。能量转换装置8可以采用流体机械或电磁设备或其他形式。当采用流体机械时，其主摩擦副两摩擦体间具有相对运动，并保持摩擦接触，通过该相对运动关系使流体工作腔实现流体循环工作，完成能量转换，若两摩擦件不接触而保持分开状态，则流体循环停止工作，能量转换也停止。能量转换开关控制机构10可以是液压的、气动的、电磁的，或者机械的等形式，根据工况需要和辅助动力源状况，控制能量转换装置8工作情况，使能量转换装置8可以部分工作或全部工作或不工作，由于辅助动力输出轴9与主传动系统16同步连接运行，从而通过能量转换开关控制机构10使辅助动力柔性合成至主动力系统，减轻主动力系统负荷以减少能耗或利用辅助动力使主动力系统不增加能耗，从而达到增强承载能力的目的。能量转换装置8不工作时，辅助动力输出轴9处于空运转极低功耗的待转状态。

该辅助动力传动系统，使辅助动力传动系统17与主动力传动系统16得以柔性合成，从而改善了传动系统的运行效果，使原来浪费的能量得以回收并合理利用，降低了传动系统的能量消耗，并且该辅助动力传动系统不改变原有主传动系统的传动路线，与原传动系统柔性兼容，开发周期短，改造方便，结构紧凑，成本低。

Claims (9)

1.一种辅助动力传动系统，包括主动力（1）、主传动机构（3）、主传动轴（4）和负载系统（5），所述的主动力（1）与主传动机构（3）连接，所述的主传动机构（3）通过主传动轴（4）与负载系统（5）连接，其特征在于：还包括辅助动力源（6）、辅助动力源开关控制机构（7）、能量转换装置（8）和辅助动力输出轴（9），所述的辅助动力源（6）通过辅助动力源开关控制机构（7）与能量转换装置（8）连接，所述的能量转换装置（8）通过辅助动力输出轴（9）与主传动机构（3）或主传动轴（4）连接，所述的能量转换装置（8）上设置有能量转换开关控制机构（10）。

2.根据权利要求1所述的一种辅助动力传动系统，其特征在于：所述的能量转换装置（8）为流体机械或者电磁设备，能量转换装置（8）为流体机械时，包括流体工作腔（18）和主摩擦副（19），所述的主摩擦副（19）包括至少两个相对运动的摩擦件，且至少一个摩擦件与流体工作腔（18）相通并与能量转换开关控制机构（10）连接。

3.根据权利要求2所述的一种辅助动力传动系统，其特征在于：所述的能量转换开关控制机构（10）为液压控制机构、气动控制机构、电磁控制机构或者机械控制机构，所述的能量转换开关控制机构（10）采用分段控制或组合控制或整体控制方式。

4.根据权利要求1所述的一种辅助动力传动系统，其特征在于：所述的辅助动力输出轴（9）与主传动机构（3）或主传动轴（4）同步连接传动。

5.根据权利要求4所述的一种辅助动力传动系统，其特征在于：所述的辅助动力输出轴（9）经联轴器（11）与装在主传动机构（3）上的辅助动力输入轴（12）相连接。

6.根据权利要求4所述的一种辅助动力传动系统，其特征在于：所述的辅助动力输出轴（9）经传动件（13）与主传动轴（4）相连接。

7.根据权利要求4所述的一种辅助动力传动系统，其特征在于：所述的辅助动力输出轴（9）经联轴器（11）与主传动轴（4）同轴串联连接。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种辅助动力传动系统，其特征在于：辅助动力源（6）来自于对主传动系统进行能量回收的回收装置（14）或外接动力装置（15）。

9.根据权利要求8所述的一种辅助动力传动系统，其特征在于：回收装置（14）与能量转换装置（8）是一体互逆结构或者分体结构。