CN105150838A - 一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环卫机械领域，特指一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统，其包括有：发动机和动力电池组两种动力源、洗扫动力驱动系统和行驶动力驱动系统，其特征在于：所述洗扫动力驱动系统用以驱动洗扫组件工作，其包括有：取力器、分动箱、离合器；所述行驶动力驱动系统用以驱动车辆转场和清扫模式下低速行驶，其包括有：变速器、动力组合器、电动机、动力电池组、电机控制器以及驱动桥。只保留一台发动机，对原车的底盘动力传递系统改动小，有效地降低了整车的改装成本，并且保证了原车的操纵稳定性，发动机在清扫作业模式和转场模式都具有较高的负荷率，改善了整车的NVH性能、油耗及排放。

Description

一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统

技术领域

本发明涉及环卫机械领域，特指一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统。

背景技术

洗扫车作为一种环卫设备，是一种集清扫、清洗、除污、清运于一体的高效洗扫设备。随着我国高速公路、城市道路的快速发展和人民生活水平的极大提高，对生活环境以及工作环境的卫生要求也越来越高。在这样的背景下，道路洗扫车以其高效、快捷、安全等特点取得了大量应用。

传统洗扫车通常在二类汽车底盘上加装副车架、副发动机、风机、水泵、洗水箱、垃圾箱、左右扫盘、吸嘴等改制而成，即双发动机方案：转场模式时，只有主发动机工作，副发动机处于闲置状态；清扫模式时，主副发动机同时工作，主发动机驱动车辆行驶，副发动机驱动水泵、风机、扫盘以及吸嘴，以实现洗扫工作。但在清扫模式时，车辆多以3～20km/h的速度行驶，此时主发动机负荷率极低、油耗大、排放较差，而副发动机高速运转，产生较大的噪声。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的不足，提供一种传动效率高、功率损耗低的并联式混合动力洗扫车动力驱动系统，以实现发动机在转场和清扫作业时都能高效地工作，并实现清扫作业时上装与下装的动力解耦。

本发明采用的技术方案是：一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统，包括有：发动机和动力电池组两种动力源、洗扫动力驱动系统和行驶动力驱动系统，其特征在于：所述洗扫动力驱动系统用以驱动洗扫组件工作，其包括有：取力器、分动箱、离合器；所述行驶动力驱动系统用以驱动车辆转场和清扫模式下低速行驶，其包括有：变速器、动力组合器、电动机、动力电池组、电机控制器以及驱动桥。

在上述洗扫动力驱动系统中，所述取力器从发动机曲轴后端、主离合器C0之前处取力；所述分动箱通过离合器与所述取力器传动连接，分动箱有三根输出轴，分别通过离合器与高压水泵、风机及液压泵相连接，以便于洗扫组件的独立控制；所述低压水泵通过变速器上的取力口取力，用于转场模式时洗扫车洒水除尘；所述洗扫组件包括：高压水泵、风机、液压泵、低压水泵以及扫盘、吸嘴等。

在上述行驶动力驱动系统中，所述变速器安装在主离合器C0之后，变速器通过底盘前传动轴连接到动力组合器，所述动力组合器的输出连接到驱动桥，从而驱动车辆行驶。

进一步，所述动力组合器安装在变速器与驱动桥中间的底盘传动轴上，其包含有三根输入轴和一根输出轴，三根输入轴分别连接底盘前传动轴、第一驱动电机和第二驱动电机输出轴，一根输出轴连接驱动桥，以便将发动机或驱动电机的动力传递到驱动轮，动力组合器两个驱动电机输入轴上均设有离合器。

进一步，洗扫车转场时，所述发动机发出的动力依次通过主离合器C0、变速器、底盘前传动轴、动力组合器、主减速器、差速器和半轴，最后传递到车轮驱动车辆行驶。此时，分动箱离合器断开，只有低压水泵参与作业，其他洗扫组件不工作。

进一步，洗扫车进行清扫作业时，变速器位于空挡位置，发动机动力被隔断，仅用第一驱动电机和第二驱动电机来驱动车辆低速行驶，此时分动箱离合器C2接合，发动机动力经取力器、分动箱离合器传递到分动箱，驱动洗扫组件工作。当洗扫车在良好水平路面上作业时，所述动力组合器内第一驱动电机输入轴上离合器接合，第二驱动电机输入轴上离合器断开，所述动力电池组的能量经电机控制器、第一驱动电机、动力组合器传递到驱动桥，驱动洗扫车在水平路面作业；当洗扫车在坡道路面作业时，所述动力组合器内第一驱动电机输入轴上离合器断开，第二驱动电机输入轴上离合器接合，所述动力电池组的能量经电机控制器、第二驱动电机、动力组合器传递到驱动桥，驱动洗扫车在坡道路面作业。

本发明与现有的技术相比所具有的有益效果为：

1、只保留一台发动机，发动机在清扫模式和转场模式都具有较高的负荷率，改善了整车的NVH性能、油耗及排放；

2、对原车的底盘动力传递系统改动较小，有效地降低了整车的改装成本，并且保证了原车的操纵稳定性；

3、采用发动机和动力电池组两种动力源，确保洗扫车上装与下装的解耦，驱动电机相比发动机效率较高，改善了整车的燃油经济性；

4、洗扫车的工作时段多为凌晨，其充电时间一般在夜间，对电网系统而言，可以起到非常好的“削峰填谷”作用，有利于维持电网系统的稳定，避免电力浪费。

附图说明

图1为动力驱动系统结构示意图。

图2为洗扫动力驱动系统结构示意图。

图3为清扫作业行驶动力驱动系统结构示意图。

图4为转场模式行驶动力驱动系统结构示意图。

图1—图4中：1—发动机；2—变速器；3—低压水泵；4—第二驱动电机；5—电机控制器；6—动力电池组；7—电机控制器；8—第一驱动电机；9—车轮；10—驱动桥；11—动力组合器；12—底盘前传动轴；13—高压水泵；14—风机；15—液压泵；16—分动箱；17—取力器；C0—主离合器；C2—分动箱离合器；C1、C3、C4、C5—洗扫组件离合器。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明公开的洗扫车动力驱动系统结构示意图，包括有：发动机1和动力电池组6两种动力源、行驶动力驱动系统20和洗扫动力驱动系统30，其特征在于：所述行驶动力驱动系统用于驱动车辆行驶，其包括有：主离合器C0、变速器2、动力组合器11、第一驱动电机8、第二驱动电机4、电机控制器5以及电机控制器7；所述洗扫动力驱动系统用于实现洗扫车的洗扫功能，其包括有：取力器17、分动箱16、洗扫组件离合器C2、C3、C4、C5；所述洗扫组件主要包括：低压水泵3、高压水泵13、风机14、液压泵15以及扫盘、吸嘴等。

在清扫作业时，动力电池组6带动电机驱动洗扫车低速行驶。此时，变速器2位于空挡位置，发动机1至驱动桥10的动力被切断，而是经取力器17传给分动箱16以驱动洗扫组件作业，驱动电机经动力组合器11传递给驱动桥10，驱动洗扫车低速行驶；在转场模式时，动力电池组6不对外输出能量，分动箱离合器C2断开，将发动机1至分动箱16的动力隔断，只有低压水泵3作业，其他洗扫组件不工作，发动机1动力传给驱动桥驱动车辆转场。

采用上述的动力驱动系统的布置和连接方式，在保证洗扫车的行驶和洗扫功能的同时，相较于传统的双发动机方案，本发明的动力驱动系统减少了一个发动机，取而代之的是驱动电机和动力电池组。电动机本身的特性使其在振动与噪声等方面明显优于内燃机，因而该发明可极大改善洗扫车的NVH性能及燃油经济性。

图2是本实施例的洗扫车作业时洗扫动力驱动系统结构示意图。发动机1的动力经取力器17、分动箱离合器C2传递给分动箱16，分动箱16传动连接高压水泵13、风机14、液压泵15，高压水泵13、风机14、液压泵15与扫盘、吸嘴等相关洗扫组件协作，完成清扫、高压清洗和垃圾、污水的收集。

进一步，所述取力器17从发动机曲轴末端和主离合器C0之间取力；所述分动箱离合器C2位于取力器17和分动箱16之间；所述分动箱16上有一根输入轴和三根输出轴，三根输出轴分别通过洗扫组件离合器C3、C4、C5与高压水泵13、风机14、液压泵15相连，以实现洗扫组件的独立控制。其中，洗扫组件离合器与洗扫组件的连接可以采用皮带轮传动机构。

图3是本实施例的洗扫车作业时行驶动力驱动系统结构示意图。洗扫车作业时，行驶速度多在3～20km/h，其速度较低，若采用发动机驱动，则其负荷率极低，导致发动机燃油经济性和排放变差。为改善作业环境，降低油耗，采用电动机驱动车辆低速行驶。当洗扫车在良好水平路面作业时，整车需求功率及扭矩较低，而在坡道行驶时，其所需功率及扭矩较高，为保证驱动电机始终在一个较高的效率区运转，本发明采用两个驱动电机。

参见图3，本实施例中，所述动力组合器11安装在变速器2与驱动桥10之间的底盘前传动轴上，所述动力组合器11有两种动力输出方式，一种是转场模式下直接输出发动机动力，即保持原车的传动系统；另一种是洗扫作业下切断原传动轴的动力，通过第一驱动电机8和第二驱动电机4输入动力，来驱动洗扫车作业情况下低速行驶。

进一步，动力组合器11包含三根输入轴和一根输出轴，三根输入轴分别传动连接第一驱动电机8、第二驱动电机4和底盘前传动轴12，一根输出轴连接驱动桥10以便将发动机1或第一驱动电机8、第二驱动电机4的动力传递给驱动桥，所述动力组合器11两个驱动电机输入轴上均设有离合器。

进一步，本实施例的洗扫车作业时行驶部分具体实施过程为：洗扫车进行清扫作业时，变速器2位于空挡位置，发动机1动力被隔断，仅用第一驱动电机8和第二驱动电机4来驱动车辆低速行驶，分动箱离合器C2接合，发动机1动力经取力器17、分动箱离合器C2传递给分动箱16，驱动洗扫组件工作。当洗扫车在良好水平路面上作业时，所述动力组合器11内第一驱动电机8输入轴上离合器接合，第二驱动电机4输入轴上离合器断开，所述动力电池组6的能量经电机控制器7、第一驱动电机8、动力组合器11传递到驱动桥10，驱动洗扫车在水平路面作业；当洗扫车在坡道路面作业时，所述动力组合器11内第一驱动电机8输入轴上离合器断开，第二驱动电机4输入轴上离合器接合，所述动力电池组6的能量经电机控制器5、第二驱动电机4、动力组合器11传递到驱动桥10，驱动洗扫车在坡道路面作业。

图4为转场模式洗扫车行驶动力驱动系统结构示意图。本实施例中，分动箱离合器C2断开，洗扫组件不参与工作，发动机1的动力经主离合器C0传递给变速器2，在变速器2上设有取力口，发动机1部分动力用以带动低压水泵4运转，以便转场时洗扫车洒水除尘。发动机1大部分动力经动力组合器11传递给驱动桥10，驱动洗扫车转场。此时，动力组合器11另两根驱动电机输入轴上离合器断开，第一驱动电机8和第二驱动电机4不参与工作。进一步，低压水泵4和取力口可通过带传动连接。

以上所举实例仅为本发明的优选实例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统，包括有：发动机和动力电池组两种动力源、洗扫动力驱动系统和行驶动力驱动系统，其特征在于：所述洗扫动力驱动系统用以驱动洗扫组件工作，其包括有：取力器、分动箱、离合器；所述行驶动力驱动系统用以驱动车辆转场和清扫模式下低速行驶，其包括有：变速器、动力组合器、电动机、动力电池组、电机控制器以及驱动桥。

2.根据权利要求1所述的一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统，其特征在于：所述洗扫组件包括：高压水泵、风机、液压泵、低压水泵以及扫盘、吸嘴等。

3.根据权利要求1所述的一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统，其特征在于：所述动力组合器安装在变速器与驱动桥中间的底盘前传动轴上，其包含有三根输入轴和一根输出轴，三根输入轴分别连接底盘前传动轴、第一驱动电机和第二驱动电机输出轴，一根输出轴连接驱动桥，以便将发动机或驱动电机的动力传递到驱动轮，动力组合器两个驱动电机输入轴上均设有离合器。

4.根据权利要求1所述的一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统，其特征在于：洗扫车转场时，发动机发出的动力依次通过主离合器、变速器、底盘前传动轴、动力组合器、主减速器、差速器和半轴，最后传递到车轮驱动车辆行驶，此时分动箱离合器断开，只有低压水泵参与作业，其他洗扫组件不工作。

5.根据权利要求1所述的一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统，其特征在于：洗扫车进行清扫作业时，变速器位于空挡位置，发动机动力被隔断，仅用第一驱动电机和第二驱动电机驱动车辆低速行驶，此时分动箱离合器C2接合，发动机通过取力器、分动箱离合器传递到分动箱，驱动洗扫组件工作。

6.根据权利要求5所述的一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统，其特征在于：当洗扫车在良好水平路面上作业时，所述动力组合器内第一驱动电机输入轴上离合器接合，第二驱动电机输入轴上离合器断开，所述动力电池组的能量经电机控制器、第一驱动电机、动力组合器传递到驱动桥，驱动洗扫车在水平路面作业。

7.根据权利要求5所述的一种并联式混合动力洗扫车的动力驱动系统，其特征在于：当洗扫车在坡道路面作业时，所述动力组合器内第一驱动电机输入轴上离合器断开，第二驱动电机输入轴上离合器接合，所述动力电池组的能量经电机控制器、第二驱动电机、动力组合器传递到驱动桥，驱动洗扫车在坡道路面作业。