CN203246326U - 辅助动力系统及搅拌车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辅助动力系统及搅拌车，该辅助动力系统包括：动力配合装置，与搅拌车发动机的取力装置和油泵连接；用于在所述发动机怠速时启动并辅助提供动力的电动机，连接于所述动力配合装置；用于控制所述电动机电源通断的控制器，与所述电动机连接；用于根据所述控制器的控制信号为所述电动机供电的供电机构，与所述控制器连接。因此，本实用新型能够在发动机一直保持怠速状态、或者减少发动机的加油升速工况下，完成搅拌筒瞬间加速要求，降低燃油消耗。

Description

辅助动力系统及搅拌车

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种辅助动力系统、及设置有该辅助动力系统的搅拌车。

背景技术

目前，搅拌筒卸料作业时，发动机输出两部分能量，一部分通过取力口输出，用于驱动上装油泵，对搅拌筒旋转做功；另一部分通过飞轮带动离合器高速旋转，做无用功。如图1所示，其示出了相关技术中搅拌车的作业系统。在搅拌车的作业系统工作时，发动机通过其取力口，传输动力至油泵，带动液压油泵工作，油泵带动液压马达高速旋转，并通过减速机减速增扭，最终使得搅拌筒低速旋转进行卸料作业。

通常情况下，搅拌车的卸料速度大致为1～14转/分钟，其中，当搅拌筒转速小于等于6转/分钟时，采用油泵开度大小控制，此时发动机处于怠速；当搅拌筒转速大于6转/分钟时，采用调节发动机转速控制。

但是，提高发动机转速意味着消耗燃油，同时加速了离合器的旋转，做了无用功。例如，搅拌筒在装料时、卸料过程中、卸料结束时、清洗残料时，都需要加油升速，如汽车猛踩油门，这就导致油耗突增突降，燃油消耗大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种辅助动力系统，能够在发动机怠速工况下完成搅拌筒瞬间加速要求同时，降低燃油消耗。本实用新型还提出一种设置有该辅助动力系统的搅拌车。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一方面，本实用新型提供了一种辅助动力系统，包括：动力配合装置，与搅拌车发动机的取力装置和油泵连接；用于在所述发动机怠速时启动并辅助提供动力的电动机，连接于所述动力配合装置；用于控制所述电动机电源通断的控制器，与所述电动机连接；用于根据所述控制器的控制信号为所述电动机供电的供电机构，与所述控制器连接。

进一步地，上述系统中，所述供电机构包括：电容、以及与所述电容通过所述控制器连接的充电电源。

进一步地，上述系统中，所述电容为超级电容。

进一步地，上述系统中，所述充电电源为车载蓄电池。

进一步地，上述系统中，所述控制器为DC/DC控制器，并与所述搅拌车的控制系统连接。

进一步地，上述系统中，所述供电机构包括：动力分流机构，设置在所述发动机的取力装置和所述电动机之间，并与所述发动机和所述电动机分别连接；充电控制开关，设置在所述动力分流机构与所述发动机的取力装置之间；电容，与所述控制器连接。

进一步地，上述系统中，所述电容为超级电容。

进一步地，上述系统中，所述控制器为充放电控制器，并与所述搅拌车的控制系统连接。

进一步地，上述系统中，所述电动机与所述充放电控制器双向连接，用于对所述超级电容进行反向充电。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

在发动机一直保持怠速状态、或者减少发动机的加油升速工况下，本实用新型启用辅助动力系统中的供电机构，通过电动机产生辅助动力，进而通过动力配合装置与发动机的取力装置的配合，使发动机取力口动力和辅助动力配合工作，向搅拌筒提供能量，完成搅拌筒瞬间加速要求，降低燃油消耗。

另一方面，本实用新型还提供一种搅拌车，该搅拌车设有上述任一种辅助动力系统。

由于上述任一种辅助动力系统具有上述技术效果，因此，设有该辅助动力系统的搅拌车也应具备相应的技术效果，兹不赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中搅拌车的作业系统示意图；

图2为本实用新型搅拌车辅助动力系统实施例一的示意图；

图3为本实用新型搅拌车辅助动力系统实施例二的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型的基本思想在于：设计一种搅拌车的搅拌筒加速工况下的省油模式，并提出一种辅助动力系统，能够在发动机怠速状态下，通过启动供电机构，以辅助发动机提供能量，完成搅拌筒瞬间加速要求，降低燃油消耗。

下面结合附图，对本实用新型的各优选实施例作进一步说明：

实施例一

参照图2，其示出本实施例一辅助动力系统的结构。本实施例一中，该辅助动力系统主要用于搅拌车。

如图2所示，该辅助动力系统包括：动力配合装置、电动机、控制器和供电机构。其中，动力配合装置与搅拌车发动机的取力装置和油泵连接。电动机与动力配合装置连接，用于在所述发动机怠速时启动并辅助提供动力。控制器与电动机连接，于控制所述电动机电源通断的。供电机构与控制器连接，用于根据所述控制器的控制信号为所述电动机供电。

本实施例中，为消除搅拌车作业时的加油升速过程，采用另一种形式提供能量来源，此能量形式为需要短时工作制，辅助动力形式。因此，本实施例能够在发动机一直保持怠速状态、或者减少发动机的加油升速工况下，例如搅拌筒在装料时、卸料过程中、卸料结束时、清洗残料时，实现搅拌筒瞬间加速需求，并降低燃油消耗。

例如，在搅拌车卸料作业时，使得发动机一直保持怠速状态，或者减少发动机的加油升速工况。在卸料作业时，如果工况需要加速搅拌筒旋转，此时启用辅助动力系统中的供电机构通过电动机产生辅助动力，进而通过动力配合装置与发动机的取力装置的配合，使发动机取力口动力和辅助动力配合工作，通过控制油泵油路的输出方向和大小，向搅拌筒提供能量，完成搅拌筒瞬间加速要求，降低燃油消耗。

上述实施例中，供电机构包括：电容、与所述电容通过所述控制器连接的充电电源。

优选的是，上述实施例中，所述充电电源为低压充电电源。更为优选的是，所述电容可为超级电容，所述低压充电电源为车载蓄电池。上述实施例中，所述控制器为DC/DC控制器，并与所述搅拌车的控制系统连接。其中，DC/DC控制器是一种效率很高的电源管理芯片,它的原理是从直流变换至交流在转换为直流，即DC->AC->DC，其既可以降压，也可以升压。

需要说明的是，本实施例的控制器可以嵌设至搅拌车的控制系统，也可以使用独立的控制器件，与搅拌车的控制进行通信。

需要说明的是，本实施例可采用辅助动力的循环充电机制，如图2所示，超级电容释放能量后，在车辆行驶的过程中，发动机一直带动发电机发电，持续补充蓄电池的能量，同时提供超级电容（低压大电流模式）的充电能量。这样，使得辅助动力不断补充能量和释放能量，满足工况省油模式的不断循环。

为使上述实施例的技术方案更明显，这里结合一实例，对上述辅助动力系统的工作过程作进一步说明：

例如，发动机通过其取力装置，传输动力至动力配合装置，在辅助动力不启动时，单独带动液压油泵工作，油泵带动液压马达高速旋转，并通过减速机减速增扭，最终使得搅拌筒低速旋转进行卸料作业。如果发动机保持怠速，则控制油泵油路输出方向和大小，可以使得搅拌筒在4转/分钟以内正转和反转。如果此时升发动机转速，则会加速搅拌筒的旋转速度，一般最高可达到16转/分钟。

在搅拌车卸料过程中，发动机一直保持怠速状态，但如果工况需要加速搅拌筒旋转，此时启用辅助动力系统中的供电机构通过电动机产生辅助动力，进而通过动力配合装置与发动机的取力装置的配合，使发动机取力口动力和辅助动力配合工作，向搅拌筒提供能量，从而完成搅拌筒瞬间加速要求，降低燃油消耗。

需要说明的是，上述的4转/分钟是指发动机怠速时，油泵阀门最大时，搅拌筒的转速。这个速度有时也可为6转/分钟，该速度可根据不同的车型和实际情况进行设置，本实施例对此不作限定。

需要指出的是，本实施例中，辅助动力系统的电动机并不局限于何种形式，本领域技术人员应当理解的是，其可以是直流或交流电机，不同的形式或配以不同的装置，如交流电机则需增加逆变器。电动机的参数根据负载和超级电容的模组决定。

因此，在发动机一直保持怠速状态、或者减少发动机的加油升速工况下，例如搅拌筒在装料时、卸料过程中、卸料结束时、清洗残料时，当控制系统接收到搅拌车的搅拌筒需要加速旋转的信号，则自动启动辅助动力系统，通过超级电容提供能量，启动电动机带动动力配合装置，辅助发动机取力装置传递过来的动力，一起带动液压油泵工作，最终达到搅拌筒加速旋转的目的，此时发动机仍然保持怠速状态。

实施例二

参照图3，其示出本实施例二辅助动力系统的结构。本实施例二中，该辅助动力系统主要用于搅拌车。

如图3所示，该辅助动力系统包括：动力配合装置、电动机、控制器和供电机构。其中，动力配合装置与搅拌车发动机的取力装置和油泵连接。电动机与动力配合装置连接，用于在所述发动机怠速时启动并辅助提供动力。控制器与电动机连接，于控制所述电动机电源通断的。供电机构与控制器连接，用于根据所述控制器的控制信号为所述电动机供电。

上述实施例中，所述供电机构包括：动力分流机构、充电控制开关及与电容。其中，动力分流机构设置在所述发动机的取力装置和所述电动机之间，并与所述发动机和所述电动机分别连接。充电控制开关设置在所述动力分流机构与所述发动机的取力装置之间。电容与控制器连接，控制器控制电容的充放电。

本实施例中，在特定情况下如行驶过程中，启动充电指令，充电控制开关闭合，发动机连接动力分流机构，带动电动机反转，电动机变发电机，对电容进行充电，充电完成后断开充电控制开关。

另外，当检测到发动机怠速时，控制器接收到搅拌筒的加速信号，则此时采用辅助动力系统中的供电机构为电动机提供电力，使电动机产生辅助动力，进而通过动力配合装置与发动机的取力装置的配合，使发动机取力口动力和辅助动力配合工作，向搅拌筒提供能量，完成搅拌筒瞬间加速要求，降低燃油消耗。

优选的是，上述实施例中，所述电容为超级电容。所述控制器为充放电控制器，并与所述搅拌车的控制系统连接。所述电动机与所述充放电控制器双向连接，用于对所述超级电容进行反向充电。

需要说明的是，本实施例的控制器可以嵌设至搅拌车的控制系统，也可以使用独立的控制器件，与搅拌车的控制进行通信。

上述实施例中，超级电容释放能量后，在特定情况下，如行驶过程中，启动充电指令，发动机连接动力分流机构，带动电动机反转，电动机变发电机，对超级电容进行充电。

本实施例中，为消除搅拌车作业时的加油升速过程，采用另一种形式提供能量来源，此能量形式为需要短时工作制，辅助动力形式。例如，在搅拌车卸料作业时，使得发动机一直保持怠速状态，或者减少发动机的加油升速工况。在卸料作业时，如果工况需要加速搅拌筒旋转，此时采用辅助动力系统中的供电机构通过电动机产生辅助动力，进而通过动力配合装置与发动机的取力装置的配合，使发动机取力口动力和辅助动力配合工作，向搅拌筒提供能量，完成搅拌筒瞬间加速要求，降低燃油消耗。

因此，本实施例能够在发动机一直保持怠速的状态下，例如搅拌筒在装料时、卸料过程中、卸料结束时、清洗残料时，实现搅拌筒瞬间加速需求，并降低燃油消耗。

发动机通过其取力装置，传输动力至动力配合装置，在辅助动力不启动时，单独带动液压油泵工作，油泵带动液压马达高速旋转，并通过减速机减速增扭，最终使得搅拌筒低速旋转进行卸料作业。如果发动机保持怠速，则控制油泵油路输出方向和大小，可以使得搅拌筒在4转/分钟以内正转和反转。如果此时升发动机转速，则会加速搅拌筒的旋转速度，一般最高可达到16转/分钟。

在此卸料省油系统中，增加了超级电容、电动机和动力配合装置。当控制系统接收到搅拌筒需要加速旋转的信号，则自动启动辅助动力系统，超级电容提供能量，启动电动机带动动力配合装置，辅助发动机取力装置传递过来的动力，一起带动液压油泵工作，最终达到搅拌筒加速旋转的目的，此时发动机仍然保持怠速状态。

超级电容释放能量后，在车辆行驶的过程中，发动机一直带动发电机发电，持续补充蓄电池的能量，同时提供超级电容（低压大电流模式）的充电能量。使得辅助动力不断补充能量和释放能量，满足工况省油模式的不断循环。

需要指出的是，本实施例中，辅助动力系统的电动机并不局限于何种形式，本领域技术人员应当理解的是，其可以是直流或交流电机，不同的形式或配以不同的装置，如交流电机则需增加逆变器。电动机的参数根据负载和超级电容的模组决定。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优势：

在发动机一直保持怠速状态、或者减少发动机的加油升速工况下，本实用新型启用辅助动力系统中的供电机构，通过电动机产生辅助动力，进而通过动力配合装置与发动机的取力装置的配合，使发动机取力口动力和辅助动力配合工作，向搅拌筒提供能量，完成搅拌筒瞬间加速要求，降低燃油消耗。

本实用新型实施例还提供了一种搅拌车，该搅拌车设有上述任一种辅助动力系统，由于上述任一种辅助动力系统具有上述技术效果，因此，设有该辅助动力系统的搅拌车也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辅助动力系统，其特征在于，包括：

动力配合装置，与搅拌车发动机的取力装置和油泵连接；

用于在所述发动机怠速时启动并辅助提供动力的电动机，连接于所述动力配合装置；

用于控制所述电动机电源通断的控制器，与所述电动机连接；

用于根据所述控制器的控制信号为所述电动机供电的供电机构，与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的辅助动力系统，其特征在于，所述供电机构包括：电容、以及与所述电容通过所述控制器连接的充电电源。

3.根据权利要求2所述的辅助动力系统，其特征在于，所述电容为超级电容。

4.根据权利要求2或3所述的辅助动力系统，其特征在于，所述充电电源为车载蓄电池。

5.根据权利要求4所述的辅助动力系统，其特征在于，所述控制器为直流/直流（DC/DC）控制器，并与所述搅拌车的控制系统连接。

6.根据权利要求1所述的辅助动力系统，其特征在于，所述供电机构包括：

动力分流机构，设置在所述发动机的取力装置和所述电动机之间，并与所述发动机和所述电动机分别连接；

充电控制开关，设置在所述动力分流机构与所述发动机的取力装置之间；

电容，与所述控制器连接。

7.根据权利要求6所述的辅助动力系统，其特征在于，所述电容为超级电容。

8.根据权利要求7所述的辅助动力系统，其特征在于，所述控制器为充放电控制器，并与所述搅拌车的控制系统连接。

9.根据权利要求8所述的辅助动力系统，其特征在于，所述电动机与所述充放电控制器双向连接，用于对所述超级电容进行反向充电。

10.一种搅拌车，其特征在于，该搅拌车设置有如权利要求1至9任一项所述的辅助动力系统。

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