CN201627216U - 混合动力挖掘装载机 - Google Patents

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钟社山
宋永红
王立志
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Abstract

本实用新型公开了一种混合动力挖掘装载机，包括行走装置以及装设于行走装置上的挖掘装置、装载装置和动力装置，所述动力装置包括燃料发动机和电动发动机，所述燃料发动机和电动发动机的输出端通过耦合机构与行走装置、挖掘装置、装载装置的动力输入端相连，所述电动发动机的输入端与电源总成相连。本实用新型是一种结构简单紧凑、速度稳定、可控性好、能耗低、工作效率高的混合动力挖掘装载机。

Description

混合动力挖掘装载机
技术领域
本实用新型主要涉及到工程车辆领域，特指一种挖掘装载机。
背景技术
随着社会的发展，工程机械用量越来越多。节能与环保既是当今世界可持续发展的要求，也是工程机械的发展方向。当前挖掘装载机的节能研究主要有两个方面：发动机性能提升、液压系统与发动机的功率匹配。前者主要是通过发动机电喷控制来实现，后者可以通过电液比例智能控制、负荷敏感控制、液压系统与发动机全功率自动匹配等技术来实现。而这些技术中的许多已经相当的成熟，要想进一步提升会有不小的难度，节能空间比较有限；同时挖掘装载机工作时，由于负载不同，发动机速度波动大，其工作点的变化致使其自身效率低下。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、速度稳定、可控性好、能耗低、工作效率高的混合动力挖掘装载机。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。
一种混合动力挖掘装载机，包括行走装置以及装设于行走装置上的挖掘装置、装载装置和动力装置，其特征在于：所述动力装置包括燃料发动机和电动发动机，所述燃料发动机和电动发动机的输出端通过耦合机构与行走装置、挖掘装置、装载装置的动力输入端相连，所述电动发动机的输入端与电源总成相连。
作为本实用新型的进一步改进：
所述电源总成包括充电电路单元、驱动电路单元、电池状态检测单元以及电源供给单元，所述电动发动机的输入端通过驱动电路单元与电源供给单元相连，所述电动发动机的输出端通过充电电路单元与电源供给单元相连，所述电池状态检测单元与电源供给单元相连。
所述电源供给单元包括并联的电容和充电电池组。
所述充电电池组通过DC/DC转换器与直流供给电池相连。
所述燃料发动机的输出端通过超越离合器与耦合机构相连。
所述耦合机构的输出端分成两路，一路经后离合器、变速箱与行走装置的动力输入端相连，另一路经液压泵与挖掘装置、装载装置的动力输入端相连。
与现有技术相比，本实用新型的优点就在于：本实用新型混合动力挖掘装载机，具有结构简单紧凑、速度稳定、可控性好、能耗低、工作效率高等优点。本实用新型采用燃料发动机和电动发动机一起为挖掘装载机提供动力，主要以发动机驱动行驶，利用电动马达所具有的在启动时产生强大动力的特征，在起步、加速、重载等发动机燃油消耗较大时，用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。燃料发动机和电动发动机输出动力通过耦合机构整合在一起为工作装置提供动力，这样燃料发动机的工作速度比较稳定，有效地改善了燃料发动机的工作条件，提高了发动机效率，能有效回收制动能量，降低了油耗，改善了排放。
附图说明
图1是本实用新型的框架结构示意图；
图2是本实用新型在应用实例中的主视结构示意图；
图3是本实用新型在应用实例中的仰视结构示意图。
图例说明
1、燃料发动机；2、超越离合器；3、电动发动机；4、前离合器；5、耦合机构；6、后离合器；7、变速箱；8、行走装置；9、液压泵；10、挖掘装置；11、装载装置；12、充电电池组；13、电容；14、驱动电路单元；15、电池状态检测单元；16、充电电路单元；17、DC/DC转换器；18、直流供给电池；19、电源供给单元。
具体实施方式
以下将结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步详细说明。
如图1、图2和图3所示，本实用新型的混合动力挖掘装载机，包括行走装置8以及装设于行走装置8上的挖掘装置10、装载装置11和动力装置，动力装置包括燃料发动机1和电动发动机3，燃料发动机1和电动发动机3的输出端通过耦合机构5与行走装置8、挖掘装置10、装载装置11的动力输入端相连，电动发动机3的输入端与电源总成相连，电源总成为电动发动机3提供电源，电动发动机3又可以作为发电机为电源总成充电。
本实施例中，电源总成包括充电电路单元16、驱动电路单元14、电池状态检测单元15以及电源供给单元19，电动发动机3的输入端通过驱动电路单元14与电源供给单元19相连，电动发动机3的输出端通过充电电路单元16与电源供给单元19相连，电池状态检测单元15与电源供给单元19相连，电池状态检测单元15采用SOC检测部件，通过电池状态检测单元15检测电源供给单元19的剩余电量值，根据不同工况及SOC值来确定电动发动机3的工作状态。电源供给单元19包括并联的电容13和充电电池组12，充电电池组12通过DC/DC转换器17与直流供给电池18相连，直流供给电池18采用12V电池，给其它用电设备供电(如电磁阀、继电器、开关、灯具等)。
燃料发动机1的输出端通过超越离合器2与耦合机构5的输入端相连，电动发动机3的输出端通过前离合器4与耦合机构5的输入端相连。耦合机构5的输出端分成两路，一路经后离合器6、变速箱7与行走装置8的动力输入端相连；另一路经液压泵9与挖掘装置10、装载装置11的动力输入端相连。
工作时，燃料发动机1输出的动力通过超越离合器2后与电动发动机3通过前离合器4在耦合机构5内耦合，一部分动力通过后离合器6、变速箱7带动行走装置8，另一部分动力通过液压泵9产生液压能，驱动挖掘装置10和装载装置11。
在行走起步时，如果SOC值允许，则由电动发动机3单独提供动力，通过耦合机构5及后离合器6、变速箱7，来驱动行走装置8。
在重载时，由燃料发动机1和电动发动机3一起提供动力来带动负载，燃料发动机1可以比较经济的速度下运行。
轻载及中载时，燃料发动机1在经济速度下运行，并单独提供动力。此时检测SOC值，达到上限时，通过前离合器4使电动发动机3停机；SOC值没达到上限时，电动发动机3运转，处于发电状态，通过充电电路单元16给电容13与充电电池组12充电。
行车制动时，电动发动机3处于发电状态，通过充电电路单元16给电容13与充电电池组12充电，这样可以回收制动能量。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种混合动力挖掘装载机，包括行走装置(8)以及装设于行走装置(8)上的挖掘装置(10)、装载装置(11)和动力装置，其特征在于：所述动力装置包括燃料发动机(1)和电动发动机(3)，所述燃料发动机(1)和电动发动机(3)的输出端通过耦合机构(5)与行走装置(8)、挖掘装置(10)、装载装置(11)的动力输入端相连，所述电动发动机(3)的输入端与电源总成相连。
2.根据权利要求1所述的混合动力挖掘装载机，其特征在于：所述电源总成包括充电电路单元(16)、驱动电路单元(14)、电池状态检测单元(15)以及电源供给单元(19)，所述电动发动机(3)的输入端通过驱动电路单元(14)与电源供给单元(19)相连，所述电动发动机(3)的输出端通过充电电路单元(16)与电源供给单元(19)相连，所述电池状态检测单元(15)与电源供给单元(19)相连。
3.根据权利要求2所述的混合动力挖掘装载机，其特征在于：所述电源供给单元(19)包括并联的电容(13)和充电电池组(12)。
4.根据权利要求3所述的混合动力挖掘装载机，其特征在于：所述充电电池组(12)通过DC/DC转换器(17)与直流供给电池(18)相连。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的混合动力挖掘装载机，其特征在于：所述燃料发动机(1)的输出端通过超越离合器(2)与耦合机构(5)相连。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的混合动力挖掘装载机，其特征在于：所述耦合机构(5)的输出端分成两路，一路经后离合器(6)、变速箱(7)与行走装置(8)的动力输入端相连，另一路经液压泵(9)与挖掘装置(10)、装载装置(11)的动力输入端相连。
7.根据权利要求5所述的混合动力挖掘装载机，其特征在于：所述耦合机构(5)的输出端分成两路，一路经后离合器(6)、变速箱(7)与行走装置(8)的动力输入端相连，另一路经液压泵(9)与挖掘装置(10)、装载装置(11)的动力输入端相连。
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