CN201685692U - 一种用于工程机械的混合动力机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于工程机械的混合动力机构，所述混合动力机构由发动机、液压泵及电机构成，其特征在于：所述发动机的输出轴经分动箱分别与所述液压泵的输入轴及电机的转子轴连接。本实用新型通过在发动机与电机及液压泵之间增设一分动箱，发动机的输出轴经分动箱分别与所述液压泵的输入轴及电机的转子轴连接，使得电机的转速可调节，提高了电机的效率，减小电机的体积，降低电机的成本。

Description

一种用于工程机械的混合动力机构

技术领域

本实用新型涉及一种动力机构，具体涉及一种用于工程机械的混合动力机构。

背景技术

随着科学技术的不断进步，在建筑、水利等工程领域，各类施工机械开始被广泛的使用，诸如挖掘机、起重机、推土机等等，这类用于工程建设的施工机械统称为工程机械。

工程机械主要由驱动装置、行走装置、工作装置、控制装置及驾驶室构成，其中驱动装置是工程机械的动力源，一般包括发动机及液压泵，发动机是驱动装置的核心部件，为整个工程机械提供动力，并且驱动液压泵工作输出液压油从而驱动工作装置动作，驾驶室为操作人员提供了乘坐空间，并且在其内部配套设置有控制器、操纵箱等操控装置供操作人员操控工程机械。

然而在实际的使用中，由发动机驱动液压泵工作，驱动液压泵的扭矩会随着外界条件的变化而上下波动，发动机无法平稳工作，进而会影响到工程机械的正常工作。为了降低发动机的输出扭矩的波动，使得发动机可以平稳工作，通常会再接入一电机，当液压泵需要输入的功率较大的时候，电机就作为电动机使用，帮助发动机驱动液压泵，而当液压泵需要输入的功率较小的时候，电动机就作为发电机使用，将发动机的超出需求的能量转化为电能储存起来。

目前发动机和液压泵之间接入电机的方式是采用同轴相连的方式，即发动机的输出轴、泵的输入转轴和电机的转子共用一根轴，旋转速度相同。然而，交流永磁同步电机的转速高，转矩越小，体积越小，效率越高，成本也就越低，但是按照目前的同轴相连的方式，电机的转速受到发动机和液压泵的转速的限制，不方便提高电机的转速，因而造成电机的体积过大，且效率也不高，成本也较高。

发明内容

本实用新型目的是提供一种用于工程机械的混合动力机构，通过对结构的改进，使得电机转速可调节，提高了电机的效率，并使得电机体积减小，成本降低。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于工程机械的混合动力机构，所述混合动力机构由发动机、液压泵及电机构成，所述发动机的输出轴经分动箱分别与所述液压泵的输入轴及电机的转子轴连接。

进一步的技术方案，所述分动箱内设有齿轮结构，所述齿轮结构包括第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮，所述第一齿轮分别与第二齿轮及第三齿轮啮合，所述第一齿轮输入端与所述发动机输出轴连接，所述第二齿轮输出端与所述电机的转子轴连接，所述第三齿轮输出端与所述液压泵的输入轴连接。

上述技术方案中，本机构在使用时，当液压泵需要输入的功率较小的时候，电机作为发电机使用，所发电能储存在储能器中，发动机带动的第一齿轮为主动齿轮，和电机同轴相连的第二齿轮以及和液压泵同轴相连的第三齿轮均为被动齿轮，发动机输出轴转动驱动第一齿轮转动，第一齿轮转动从而带动第二、第三齿轮转动，进而驱动液压泵工作，同时驱动电机发电，此时，发动机、电机和液压泵的功率关系为：发动机输出的功率＝液压泵输入功率+发电机输入功率。当液压泵需要输入的功率较大的时候，电机作为电动机使用，消耗储能器中储存的电能，转化为旋转动能，发动机输出轴带动的第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮均为主动齿轮，和液压泵同轴连接的第三齿轮是被动齿轮，第二齿轮帮助第一齿轮共同驱动和液压泵同轴相连的第三齿轮转动，此时，发动机、电机和液压泵的功率关系为：发动机输出功率+电机输入功率＝液压泵输入功率。

另一种技术方案，所述分动箱内设有齿轮结构，所述齿轮结构包括相互啮合的第一齿轮及第二齿轮，所述第一齿轮输入端与所述发动机的输出轴连接，所述第一齿轮的输出端与所述液压泵的输入轴连接，所述第二齿轮与所述电机的转子轴连接。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：

1、由于本实用新型通过在发动机与电机及液压泵之间增设一分动箱，发动机的输出轴经分动箱分别与所述液压泵的输入轴及电机的转子轴连接，通过改变第一齿轮和第二齿轮的齿数比，改变电机和发动机的转速比，从而提高电机的转速及效率，减小电机的体积，降低电机的成本；

2、本实用新型中发动机通过分动箱分别与电机和液压泵连接，使得电机和液压泵可以并排布置，较之以往电机和液压泵布置在同一轴线上，距离减小，降低了布局的难度；

3、本实用新型结构简单，使用方便，且易于实现，适合推广使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的结构原理图；

图3为本实用新型实施例二的结构原理图。

其中：1、发动机；2、电机；3、液压泵；4、分动箱；5、第一齿轮；6、第二齿轮；7、第三齿轮。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见图1、2所示，一种用于工程机械的混合动力机构，所述混合动力机构由发动机1、液压泵3及电机2构成，所述发动机1的输出轴经分动箱4分别与所述液压泵3的输入轴及电机2的转子轴连接，所述分动箱4内设有齿轮结构，所述齿轮结构包括第一齿轮5、第二齿轮6及第三齿轮7，所述第一齿轮5分别与第二齿轮6及第三齿轮7啮合，所述第一齿轮5与所述发动机1输出轴连接，所述第二齿轮6与所述电机2的转子轴连接，所述第三齿轮7与所述液压泵3的输入轴连接。

使用中，液压泵需要输入的功率大小从根本上来说是根据外负载的大小来决定的，可以通过两种途径判断，第一是通过驾驶员的操作意识来判断，比如在挖掘机上驾驶员希望泵的流量加大时候，就通过加大扳手的角度来说明挖掘机需要输出的功率大；第二是通过在回油路上增加检测，检测到损失流量大的时候就说明泵的排量超出了需求，挖掘机需求输出的功率小。混合动力机构中的电机在控制器的作用下，既可以作为电动机使用，又可以作为发电机使用，该控制器可以接受总控制器发来的信号，根据总控制器的要求控制电机的转速、功率及输入输出力矩，实现电动机到发电机的转换。

当液压泵需要输入的功率较小的时候，电机作为发电机使用，所发电能储存在储能器中，发动机带动的第一齿轮为主动齿轮，和电机同轴相连的第二齿轮以及和液压泵同轴相连的第三齿轮均为被动齿轮，发动机输出轴转动驱动第一齿轮转动，第一齿轮转动从而带动第二、第三齿轮转动，进而驱动液压泵工作，同时驱动电机发电，此时，发动机、电机和液压泵的功率关系为：发动机输出的功率＝液压泵输入功率+发电机输入功率。当液压泵需要输入的功率较大的时候，电机作为电动机使用，消耗储能器中储存的电能，转化为旋转动能，发动机输出轴带动的第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮均为主动齿轮，和液压泵同轴连接的第三齿轮是被动齿轮，第二齿轮帮助第一齿轮共同驱动和液压泵同轴相连的第三齿轮转动，此时，发动机、电机和液压泵的功率关系为：发动机输出功率+电机输入功率＝液压泵输入功率。

实施例二：参见图3所示，一种用于工程机械的混合动力机构，所述混合动力机构由发动机、液压泵及电机构成，所述发动机的输出轴经分动箱分别与所述液压泵的输入轴及电机的转子轴连接，所述分动箱4内设有齿轮结构，所述齿轮结构包括相互啮合的第一齿轮5及第二齿轮6，所述第一齿轮输入端与所述发动机的输出轴连接，所述第一齿轮的输出端与所述液压泵的输入轴连接，所述第二齿轮与所述电机的转子轴连接。

当电机作为电动机使用时，发动机带动的第一齿轮为主动齿轮，和电机同轴相连的第二齿轮为主动齿轮，发动机输出轴转动驱动第一齿轮转动，电动机运动驱动第二齿轮转动进而帮助驱动第一齿轮转动，最终驱动液压泵工作，此时，发动机、电机和液压泵的功率关系为：液压泵的输入功率＝发动机输出功率+电动机输出功率。当电机作为发电机使用时，发动机输出轴带动的第一齿轮为主动齿轮，和发电机同轴连接的第二齿轮是被动齿轮，此时，发动机、电机和液压泵的功率关系为：发动机输出功率＝液压泵输入功率+发电机输入功率。

Claims (3)

1.一种用于工程机械的混合动力机构，所述混合动力机构由发动机(1)、液压泵(3)及电机(2)构成，其特征在于：所述发动机(1)的输出轴经分动箱(4)分别与所述液压泵(3)的输入轴及电机(2)的转子轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于工程机械的混合动力机构，其特征在于：所述分动箱(4)内设有齿轮结构，所述齿轮结构包括第一齿轮(5)、第二齿轮(6)及第三齿轮(7)，所述第一齿轮(5)分别与第二齿轮(6)及第三齿轮(7)啮合，所述第一齿轮(5)输入端与所述发动机(1)输出轴连接，所述第二齿轮(6)输出端与所述电机(2)的转子轴连接，所述第三齿轮输出端(7)与所述液压泵(3)的输入轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于工程机械的混合动力机构，其特征在于：所述分动箱(4)内设有齿轮结构，所述齿轮结构包括相互啮合的第一齿轮(5)及第二齿轮(6)，所述第一齿轮输入端与所述发动机的输出轴连接，所述第一齿轮的输出端与所述液压泵的输入轴连接，所述第二齿轮与所述电机的转子轴连接。

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