CN110203069A - 一种新型4x4纯电动双头驾驶传动及取力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，涉及车辆技术领域，包括驱动电机一、驱动电机二、动力分动箱、取力器、传动轴、换向分动箱、前转向驱动桥以及后转向驱动桥，本发明为纯电动动力系统，采用换向分动箱结构实现底盘的双向行驶，整车控制简单；充分考虑了上装取力的需求及使用状况,采用一个或多个取力器，将驱动电机一的一部分或全部动力分配给上装设备，如上装消防工作泵以及其他设备；在实现车辆双向行驶功能的基础上还可以实现车辆的全驱行驶。

Description

一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统。
背景技术
当高速公路隧道发生火灾事故时，急需对事故现场进行火灾扑救，目前采用的是一种双向行驶的特种车辆，消防员可通过一侧驾驶位将车开到事故现场进行抢险救援，当消防车需要原路返回时可使用另外一侧驾驶位将车驶回，无需掉头转向。
现有技术的缺陷和不足：
1、现有技术为常规柴油动力系统，当在比较长的隧道中有火灾发生时，因在相对密封的环境下，救援车辆可能会因缺氧而无法启动；
2、现有技术为实现双向行驶功能，采用前进及倒退均为相同档位的变速器，开发成本高；
3、现有技术使用局限性强，如车辆底盘需要双向行驶功能必须更换变速器总成及其附件；
4、现有技术不能实现车辆全驱行驶，如若实现车辆全驱需另行加装分动箱等。
中国专利公开号为CN202294225U公开了一种双向行驶动力传动总成。所述双向行驶动力传动总成包括发动机、全功率取力器、用于实现双向行驶功能的传动箱、顶置传动箱取力器和取力器离合器，发动机分别与全功率取力器和传动箱相连，全功率取力器和传动箱相连，传动箱和顶置传动箱取力器相连，顶置传动箱取力器和取力器离合器相连。该种双向行驶动力传动总成的传动箱承接发动机动力，可以完成动力传动和改变动力方向两个功能，实现车辆车头车尾两个方向均可行倒车的功能，即双向正常行驶功能；同时满足用户对多口取力的要求，结构合理，技术成熟，适于特种作业的车辆使用，可装载隧道、城市巷道、高速公路清障、铁轨维修等特殊场合作业车辆，具有广阔的市场前景。但是其仍然采用传统的动力传动方式，在相对密封且缺氧的情况下可能会出现车辆无法启动的情况，另其采用的是单个动力系统，动力可能存在不足，在极端情况下，当单驱动系统无法提供动力时，车辆将无法行驶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种新型X纯电动双头驾驶传动及取力系统，包括驱动电机Ⅰ、动力分动箱、驱动电机Ⅱ、传动轴Ⅰ、前转向驱动桥、传动轴Ⅱ、换向分动箱、传动轴Ⅲ、后转向驱动桥、取力器Ⅰ、取力器Ⅱ；
所述驱动电机Ⅰ通过动力分动箱(动力分动箱湿式离合器结合)与驱动电机Ⅱ连接，将动力通过传动轴Ⅰ传递到换向分动箱，并通过传动轴Ⅱ和传动轴Ⅲ将动力分别传递到前转向驱动桥、后转向驱动桥，从而实现车辆的全驱行驶。当上装需要停车取力时，驱动电机Ⅰ工作，驱动电机Ⅱ不工作，动力分动箱动力分动箱湿式离合器断开，根据上装工作需要结合取力器Ⅰ或取力器Ⅱ，从而实现整车停车取力需求；当上装需要行车取力时，驱动电机Ⅰ工作，动力分动箱湿式离合器断开，根据上装工作需要结合取力器Ⅰ或取力器Ⅱ，同时驱动电机Ⅱ工作，动力通过传动轴Ⅰ传递到换向分动箱，并通过传动轴Ⅱ和传动轴Ⅲ将动力分别传递到前转向驱动桥、后转向驱动桥，从而实现车辆的全驱行驶，从而实现整车的边行驶边取力的需求。
优选的，所述换向分动箱包括箱体、输入轴、中间轴以及输出轴，所述输入轴和输出轴通过轴承安装于箱体上，且输入轴上并列安装固定有第一输入齿轮和第二输入齿轮，输出轴上并列安装固定有第一输出齿轮和第二输出齿轮，且第一输入齿轮与第一输出齿轮啮合，所述中间轴固定安装于箱体内且位于输入轴与输出轴轴心连线的一侧，中间轴上通过轴承安装有中间齿轮，第二输入齿轮通过中间齿轮与第二输出齿轮连接，通过控制装置可以控制输出轴的正向与反向输出，所述输出轴上滑动连接有能够与第一输出齿轮和第二输出齿轮连接的滑套，输入轴的一端通过传动轴Ⅰ与驱动电机Ⅱ连接，输出轴的两端通过传动轴Ⅲ、传动轴Ⅱ分别连接后转向驱动桥、前转向驱动桥。
优选的，所述输入轴的另一端通过端盖一密封。
优选的，所述中间轴的两端均通过端盖二密封。
优选的，所述输出轴的两端连接有连接件。
优选的，所述连接件具体为输出法兰。
优选的，所述箱体的顶部螺纹连接有吊环。
一种汽车，所述汽车应用了上述的新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统。
本发明的有益效果如下：
1、本发明为纯电动动力系统，整车可以在缺氧或无氧的相对密封条件下启动。
2、本发明采用换向分动箱结构实现底盘的双向行驶，对变速器的要求不高，成本较低，整车控制系统简单；
3、本发明充分考虑了上装取力的需求及使用状况,采用一个或多个取力器，将驱动电机一的一部分动力分给上装设备，如上装消防工作泵以及其他设备；
4、本发明专利底盘可以实现边行驶边上装取力的功能需求；
5、本发明在实现车辆双向行驶功能的基础上还可以实现车辆的全驱行驶。
6、本发明两个电机通过动力分动箱做为一个动力输出，当一个电机出现问题时，通过动力分动箱的湿式离合器结合与分离，可以继续提供动力
附图说明
图1至图3为本发明根据取力器是否使用下的三种工作方式示意图。
图4为本发明中换向分动箱的主视图。
图5为正向输出时图4中沿A-A方向的剖视图。
图6为反向输出时图4中沿A-A方向的剖视图。
图7为本发明中动力分动箱结构示意图
注：图片中箭头代表动力传动方向
其中，1-箱体、2-输入轴、3-中间轴、4-输出轴、5-第一输入齿轮、6-第二输入齿轮、7-中间齿轮、8-第一输出齿轮、9-第二输出齿轮、10-滑套、11-端盖一、12-端盖二，13-吊环，14-输出法兰，15-驱动电机Ⅰ，16-动力分动箱，17-驱动电机Ⅱ，18-传动轴Ⅰ，19-前转向驱动桥，20-传动轴Ⅱ，21-换向分动箱，22-传动轴Ⅲ，23-后转向驱动桥，24-取力器Ⅰ，25-取力器Ⅱ，26-动力分动箱壳体，27-取力器Ⅰ连接法兰，28-输入花键轴，29-第一齿轮，30-输出花键轴，31-湿式离合器，32-取力器Ⅱ连接法兰，33-取力器输出轴，34-第二齿轮。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，包括驱动电机Ⅰ15、动力分动箱16、驱动电机Ⅱ17、传动轴Ⅰ18、前转向驱动桥19、传动轴Ⅱ20、换向分动箱21、传动轴Ⅲ22、后转向驱动桥23、取力器Ⅰ24、取力器Ⅱ25；
所述驱动电机Ⅰ15通过动力分动箱16动力分动箱湿式离合器结合与驱动电机Ⅱ17连接，将动力通过传动轴Ⅰ18传递到换向分动箱21，并通过传动轴Ⅱ20和传动轴Ⅲ22将动力分别传递到前转向驱动桥19、后转向驱动桥23，从而实现车辆的全驱行驶。当上装需要停车取力时，驱动电机Ⅰ15工作，驱动电机Ⅱ17不工作，动力分动箱16动力分动箱湿式离合器断开，根据上装工作需要结合取力器Ⅰ24或取力器Ⅱ25，从而实现整车停车取力需求；当上装需要行车取力时，驱动电机Ⅰ15工作，动力分动箱16湿式离合器断开，根据上装工作需要结合取力器Ⅰ24或取力器Ⅱ25，同时驱动电机Ⅱ17工作，动力通过传动轴Ⅰ18传递到换向分动箱21，并通过传动轴Ⅱ20和传动轴Ⅲ22将动力分别传递到前转向驱动桥19、后转向驱动桥23，从而实现车辆的全驱行驶，从而实现整车的边行驶边取力的需求。
如图4所示，所述换向分动箱21包括箱体1、输入轴2、中间轴3以及输出轴4，所述输入轴2和输出轴4通过轴承安装于箱体1上，且输入轴2上并列安装固定有第一输入齿轮5和第二输入齿轮6，输出轴4上并列安装固定有第一输出齿轮8和第二输出齿轮9，且第一输入齿轮5与第一输出齿轮8啮合，所述中间轴3固定安装于箱体1内且位于输入轴2与输出轴4轴心连线的一侧，中间轴3上通过轴承安装有中间齿轮7，第二输入齿轮6通过中间齿轮7与第二输出齿轮9连接，通过控制装置15可以控制输出轴4的正向与反向输出，所述输出轴4上滑动连接有能够与第一输出齿轮8和第二输出齿轮9连接的滑套10，输入轴2的一端通过传动轴Ⅰ18与驱动电机Ⅱ17连接，输出轴4的两端通过传动轴Ⅲ22、传动轴Ⅱ20分别连接后转向驱动桥23、前转向驱动桥19；
在本实施例中，所述输入轴2的另一端通过端盖一11密封。
在本实施例中，所述中间轴3的两端均通过端盖二12密封。
在本实施例中，所述输出轴4的两端连接有连接件，所述连接件具体为输出法兰14。
此外，所述箱体1的顶部螺纹连接有吊环13，用于搬运该装置。
本发明的工作过程及原理：
一、根据上装是否使用取力器分为以下三种工作方式：
(1)行车不取力工况，驱动电机Ⅰ15经动力分动箱16将动力与驱动电机二17合并，通过传动轴Ⅰ18输入到换向分动箱21，通过换向分动箱21将动力分别传至后转向驱动桥23及前转向驱动桥19，从而实现整车的行车不取力需求，见图1；
(2)行车取力工况，驱动电机Ⅰ15工作，动力分动箱16主湿式离合器断开，根据上装工作需要结合取力器Ⅰ24或取力器Ⅱ25，同时驱动电机Ⅱ17工作，动力通过传动轴Ⅰ18传递到换向分动箱21，并通过传动轴Ⅱ20和传动轴Ⅲ22将动力分别传递到前转向驱动桥19、后转向驱动桥23，从而实现车辆的全驱行驶，从而实现整车的边行驶边取力的需求，见图2；
(3)停车取力工况，驱动电机Ⅰ15工作，驱动电机Ⅱ17不工作，动力分动箱16主湿式离合器断开，根据上装工作需要结合取力器Ⅰ24或取力器Ⅱ25，从而实现整车停车取力需求，见图3。
二、换向分动箱20的原理如下：
如图3所示，首先将动力耦合箱19输入的动力源与输入轴2连接，输入轴2将动力传递给第一输入齿轮5和第二输入齿轮6；
如图5所示，当动力传递旋向需要保持不变输出时，通过控制缸推动拔叉，拔叉带动滑套10，使滑套10与第二输出齿轮9连接，动力通过第二输入齿轮6、中间齿轮7以及第二输出齿轮9传递到输出轴4，即可使得动力传递方向保持不变并通过输出轴4传递到前后两个输出法兰14输出；
如图6所示，当动力传递旋向需要反向输出时，通过控制装置15推动拔叉，拔叉带动滑套10，使滑套10与第一输出齿轮8连接，动力通过第一输入齿轮5、第一输出齿轮8传递到输出轴4，即可使动力传递方向反向并通过输出轴4传递到前后两个输出法兰14输出。
当然，本发明也可将换向分动箱20的输出轴4改为单输出结构，即连接一个连接件，实现单驱行驶。
本发明中的换向分动箱可承受30000Nm的输入扭矩，可广泛应用于需要动力旋转方向变换或前后动力输出的领域；本发明专利采用三轴齿轮设计方案，结构布局合理，对实现动力旋转方向换向简单可靠，成本低；本发明专利通过气缸或液压缸推动拨叉，拨叉带动滑套10，从而实现齿轮组的变换，使得动力旋转方向保持不变或换向，广泛适用于车辆及工程机械等。
本发明中，动力分动箱16的结构包括动力分动箱壳体26、取力器Ⅰ连接法兰27、输入花键轴28、第一齿轮29、输出花键轴30、湿式离合器31、取力器Ⅱ连接法兰32、取力器输出轴33以及第二齿轮34，所述第二齿轮34安装于取力器输出轴33上并与第一齿轮29啮合，取力器输出轴33的两端分别连接取力器Ⅰ连接法兰27、取力器Ⅱ连接法兰32，第一齿轮29的一端连接输入花键轴28且另一端连接湿式离合器31，输出花键轴30位于第一齿轮29的另一端且也与湿式离合器31连接。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，包括驱动电机Ⅰ(15)、动力分动箱(16)、驱动电机Ⅱ(17)、传动轴Ⅰ(18)、前转向驱动桥(19)、传动轴Ⅱ(20)、换向分动箱(21)、传动轴Ⅲ(22)、后转向驱动桥(23)、取力器Ⅰ(24)、取力器Ⅱ(25)；
所述驱动电机Ⅰ(15)通过动力分动箱(16)与驱动电机Ⅱ(17)连接，将动力通过传动轴Ⅰ(18)传递到换向分动箱(21)，并通过传动轴Ⅱ(20)和传动轴Ⅲ(22)将动力分别传递到前转向驱动桥(19)、后转向驱动桥(23)，所述驱动电机Ⅰ(15)还外接所述的取力器Ⅰ(24)、取力器Ⅱ(25)。
2.根据权利要求1所述的一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，其特征在于：所述换向分动箱(21)包括箱体(1)、输入轴(2)、中间轴(3)以及输出轴(4)，所述输入轴(2)和输出轴(4)通过轴承安装于箱体(1)上，且输入轴(2)上并列安装固定有第一输入齿轮(5)和第二输入齿轮(6)，输出轴(4)上并列安装固定有第一输出齿轮(8)和第二输出齿轮(9)，且第一输入齿轮(5)与第一输出齿轮(8)啮合，所述中间轴(3)固定安装于箱体(1)内且位于输入轴(2)与输出轴(4)轴心连线的一侧，中间轴(3)上通过轴承安装有中间齿轮(7)，第二输入齿轮(6)通过中间齿轮(7)与第二输出齿轮(9)连接，通过控制装置(15)可以控制输出轴(4)的正向与反向输出，所述输出轴(4)上滑动连接有能够与第一输出齿轮(8)和第二输出齿轮(9)连接的滑套(10)，输入轴(2)的一端通过传动轴Ⅰ(18)与驱动电机Ⅱ(17)连接，输出轴(4)的两端通过传动轴Ⅲ(22)、传动轴Ⅱ(20)分别连接后转向驱动桥(23)、前转向驱动桥(19)。
3.根据权利要求2所述的一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，其特征在于：所述输入轴(2)的另一端通过端盖一(11)密封。
4.根据权利要求2所述的一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，其特征在于：所述中间轴(3)的两端均通过端盖二(12)密封。
5.根据权利要求2所述的一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，其特征在于：所述输出轴(4)的两端连接有连接件。
6.根据权利要求5所述的一种新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，其特征在于：所述连接件具体为输出法兰(14)。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统，其特征在于，所述箱体(1)的顶部螺纹连接有吊环(13)。
8.一种汽车，其特征在于，所述汽车应用了权利要求7所述的新型4X4纯电动双头驾驶传动及取力系统。
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