CN207617507U - 一种全功率驱动和发电的传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全功率驱动和发电的传动装置，包括发动机、发电机、第一传动轴、第二传动轴、变速器和供电装置，其中：发动机的扭矩输出端连接第一传动轴的扭矩输入端；第一传动轴的扭矩输出端连接发电机的扭矩输入端；发电机的转子具体包括贯穿轴，贯穿轴通过轴承安装于定子中并且贯穿发电机，贯穿轴的两端分别为发电机的扭矩输入端和扭矩输出端，发电机的扭矩输出端连接第二传动轴的扭矩输入端；第二传动轴的扭矩输出端连接变速器的扭矩输入端；供电装置与发电机的励磁绕组电连接；本实用新型通过调整发电机的状态，在行车状态下实现全功率驱动车辆运行；停车状态下，发动机驱动发电机进行全功率发电，满足了专用车大功率发电的需求。

Description

一种全功率驱动和发电的传动装置

技术领域

本申请涉及车辆传动装置技术领域，尤其涉及一种全功率驱动和发电的传动装置，实现停车时全功率发电、行车时全功率驱动车辆运行。

背景技术

在一些专用车设计过程中，根据功能需要，车辆上需要配置较多的专用仪器设备从事专业工作的监测、消防、运钞、医疗、电视转播等，因此需要配置大功率的发电机。

现有的专用车通常配置取力器带动发电机，由于取力器的功率配置只能取得发动机功率的一部分功率，因此在整车功率需求特别大的情况下，往往无法满足需要。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种全功率驱动和发电的传动装置，车辆启动后通过调整发电机的状态，在行车状态下实现全功率驱动车辆运行；停车状态下，发动机驱动发电机进行全功率发电，满足了专用车大功率发电的需求。

实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种全功率驱动和发电的传动装置，包括发动机、发电机、第一传动轴、第二传动轴、变速器和供电装置，其中：

所述发动机的扭矩输出端连接所述第一传动轴的扭矩输入端；

所述第一传动轴的扭矩输出端连接所述发电机的扭矩输入端；

所述发电机具体包括转子和定子，所述转子具体包括贯穿轴，所述贯穿轴通过轴承安装于所述定子中并且贯穿所述发电机，所述贯穿轴的两端分别为发电机的扭矩输入端和扭矩输出端；所述转子与所述定子中的其中一个具体包括励磁绕组；

所述发电机的扭矩输出端连接所述第二传动轴的扭矩输入端；

所述第二传动轴的扭矩输出端连接所述变速器的扭矩输入端；

所述变速器的扭矩输出端为所述全功率驱动和发电的传动装置的扭矩输出端；

所述供电装置与所述励磁绕组电连接。

优选的，所述第一传动轴与所述第二传动轴中的至少一个具体为双万向节传动轴。

优选的，所述贯穿轴的两端均为法兰结构。

优选的，所述供电装置具体包括蓄电池。

优选的，还包括第三传动轴和分动器，所述第三传动轴的扭矩输入端连接所述变速器的扭矩输出端，所述分动器的扭矩输入端连接所述第三传动轴的扭矩输出端，所述分动器的扭矩输出端为所述全功率驱动和发电的传动装置的扭矩输出端。

优选的，所述供电装置具体包括微型发电机，所述微型发电机具体包括转子和定子，所述微型发电机的转子连接所述分动器的其中一个扭矩输出端，所述微型发电机的转子与定子中的其中一个具体包括电枢绕组，所述微型发电机的电枢绕组与所述发电机的励磁绕组电连接。

优选的，还包括开关装置，所述开关装置串联于所述供电装置与所述发电机的励磁绕组之间。

优选的，所述开关装置为电控开关。

优选的，还包括控制器，所述控制器与所述开关装置电连接。

优选的，还包括储能装置，所述储能装置与所述发电机电连接。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的全功率驱动和发电的传动装置，不需要使用取力器，在发动机的扭矩输出端通过一根传动轴直接连接发电机，因此可以完全利用发动机输出的扭矩进行发电，本实用新型还改进了现有发电机的结构，将其转子设计为贯穿轴结构，使得发电机在不发电时可作为一根传动轴接入传动装置中，车辆启动后，发动机始终保持运转，通过改变发电机励磁绕组的通电情况，该发电机可以实现全功率发电或作为一根传动轴传递扭矩，具体为：

a)行车状态下，发电机的励磁绕组不通电，发电机中无磁阻力，贯穿轴仅承受轴承的摩擦阻力，整个发电机相当于一根传动轴，由贯穿轴传递扭矩，整个传动装置实现全功率驱动车辆运行；

b)停车状态下，发电机的励磁绕组由供电装置供电，产生磁阻力，停车时车轮不转动，发动机运转产生的力矩全部传输至发电机，发电机进行全功率发电。

通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：

1)本实用新型提供的全功率驱动和发电的传动装置，能够实现在行车时全功率驱动车辆运行；停车状态下，可以起动发电机进行全功率发电，发出的电能供专用车辆的专用仪器设备使用，满足需要大功率发电的专用车的使用需求。

2)本实用新型提供的全功率驱动和发电的传动装置，通过设置供电装置为发电机的励磁绕组单独供电，因此可在行车驱动和停车发电两个状态之间自由转换，两个状态无缝衔接，充分利用发动机产生的扭矩。

3)本实用新型提供的全功率驱动和发电的传动装置中，发电机通过两根传动轴直接接入，合理利用车辆停车时发动机产生的转矩，并且发电时扭矩被全部利用，无扭矩损失。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中全功率驱动和发电的传动装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2中全功率驱动和发电的传动装置的结构示意图。

附图标记说明：1-发动机，2-第一传动轴，3-发电机，4-第二传动轴，5-变速器，6-第三传动轴，7-分动器，8-供电装置；9-开关装置；10-控制器；11-储能装置。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

实施例1：

参见图1，本实用新型实施例提供的全功率驱动和发电的传动装置，包括发动机1、发电机3、第一传动轴2、第二传动轴4、变速器5、第三传动轴6、分动器7、供电装置8、开关装置9、控制器10和储能装置11，其中：

发动机1为动力源，产生扭矩，其扭矩输出端连接第一传动轴2的扭矩输入端；

第一传动轴2为双万向节传动轴，其扭矩输出端连接发电机3的扭矩输入端，实现变角度扭矩传递；

该发电机3可采用坐装或者吊装的形式安装，其内部结构采用现有发电机的结构，可选用旋转电枢式或旋转磁极式，本实施例中发电机3的转子设计为贯穿轴，贯穿轴通过轴承安装于定子中并且贯穿发电机3，为方便与其他部件连接，贯穿轴的两端均为法兰结构，贯穿轴实现扭矩的传递，因此贯穿轴的两端即分别为发电机3的扭矩输入端和扭矩输出端，发电机3的扭矩输出端通过法兰连接第二传动轴4的扭矩输入端；

发电机实现发电必须具有磁极和电枢绕组，其中磁极用于产生磁场，转子旋转使得电枢绕组中的磁通量发生变化，进而产生感应电动势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流；本实施例中发电机3采用旋转磁极式，励磁绕组位于转子上，由供电装置8提供电能，产生磁场，电枢绕组位于定子上，产生感应电动势，通过接线端子引出，感应电流存储于储能装置11中，用于为专用车辆的专用仪器设备提供电能；

第二传动轴4同样为双万向节传动轴，其扭矩输出端连接变速器5的扭矩输入端，实现变角度扭矩传递；

变速器5将扭矩输出到第三传动轴6的扭矩输入端，第三传动轴6的扭矩输出端连接分动器7的扭矩输入端；

分动器7具有一根输入轴，连接第三传动轴6的扭矩输出端，输出轴则有若干，用于输出该全功率驱动和发电的传动装置的扭矩，本实施例中，分动器7的其中一根输出轴连接供电装置8，其余输出轴则连接专用车辆的前桥和后桥，实现车辆行驶；

供电装置8与电动机3的励磁绕组电连接，本实施例中，该供电装置8采用微型发电机，微型发电机采用现有的小型发电机，同样包括转子和定子，微型发电机的转子连接分动器7的其中一根输出轴，该输出轴输出较小的转矩，驱动微型发电机的转子转动，微型发电机的电枢绕组与发电机3的励磁绕组电连接，微型发电机的电枢绕组产生感应电动势，通过导线连接发电机3的励磁绕组构成供电回路，回路中即产生励磁电流，微型发电机产生的电流仅用于发电机3的励磁绕组产生磁场；使用微型发电机作为供电装置，通过分动器将发动机产生的扭矩进行分流，其中少量的扭矩用于微型发电机，无需消耗额外的能源；

开关装置9串联于供电装置8与发电机3的励磁绕组之间，控制供电回路的通断，本实施例中，开关装置9为电控开关，比如晶闸管开关电路等，控制器10与开关装置9电连接，用于控制开关装置处于接通或断开状态，该控制器可由整车控制器充当，接受车辆行驶时发出的各种指令，需要停车时或起步时可以及时控制开关装置作出相应的反应，整车扭矩利用率高。

实施例2：

参见图2，本实用新型实施例提供的全功率驱动和发电的传动装置，包括发动机1、发电机3、第一传动轴2、第二传动轴4、变速器5、供电装置8、开关装置9、控制器10和储能装置11，其中：

发动机1为动力源，产生扭矩，其扭矩输出端连接第一传动轴2的扭矩输入端；

第一传动轴2为双万向节传动轴，其扭矩输出端连接发电机3的扭矩输入端，实现变角度扭矩传递；

该发电机3可采用坐装或者吊装的形式安装，其内部结构采用现有发电机的结构，可选用旋转电枢式或旋转磁极式，本实施例中发电机3的转子设计为贯穿轴，贯穿轴通过轴承安装于定子中并且贯穿发电机3，为方便与其他部件连接，贯穿轴的两端均为法兰结构，贯穿轴实现扭矩的传递，因此贯穿轴的两端即分别为发电机3的扭矩输入端和扭矩输出端，发电机3的扭矩输出端通过法兰连接第二传动轴4的扭矩输入端；

第二传动轴4同样为双万向节传动轴，其扭矩输出端连接变速器5的扭矩输入端，实现变角度扭矩传递，变速器5的扭矩输出端作为全功率驱动和发电的传动装置的扭矩输出端，将扭矩输出到专用车辆的前桥和后桥，实现车辆行驶；

发电机实现发电必须具有磁极和电枢绕组，其中磁极用于产生磁场，转子旋转使得电枢绕组中的磁通量发生变化，进而产生感应电动势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流；本实施例中发电机3采用旋转电枢式，励磁绕组位于定子上，由供电装置8提供电能，产生磁场，电枢绕组位于转子上，产生感应电动势，通过接线端子引出，感应电流存储于储能装置11中，用于为专用车辆的专用仪器设备提供电能；

该供电装置8具体包括蓄电池，蓄电池可单独设置也可由储能装置充当，供电装置8 与电动机3的励磁绕组电连接，形成供电回路，开关装置9串联于供电装置8与发电机3 的励磁绕组之间，控制供电回路的通断，本实施例中，开关装置9为电控开关，比如晶体管开关电路等，控制器10与开关装置9电连接，用于控制开关装置处于接通或断开状态，该控制器可由整车控制器充当，接受车辆行驶时发出的各种指令，需要停车时或起步时可以及时控制开关装置作出反应，整车扭矩利用率高。

上述实施例提供的全功率驱动和发电的传动装置的具体使用方法为：

(1)专用车辆启动后，发动机持续运转，车辆行驶，行车过程中控制器控制开关装置保持断开状态，发电机的励磁绕组不通电，发电机中无磁阻力，贯穿轴仅承受轴承的摩擦阻力，整个发电机相当于一根传动轴，由贯穿轴传递扭矩，整个装置实现全功率驱动车辆运行；

若供电装置采用的是微型发电机，当开关装置断开时，微型发电机没有接负载，仅有感应电动势，无感应电流，因此无磁阻力，微型发电机相当于一根转轴，仅承受轴承的摩擦阻力，不会过多消耗扭矩，不影响车辆行驶；

(2)车辆需要暂时停车，发动机持续运转，车辆不行驶，控制器控制开关装置保持接通状态，发电机的励磁绕组由供电装置供电，产生磁阻力，发动机运转产生的力矩传输至发电机，发电机进行全功率发电，发出的电能存储于储能装置中，用于为专用车辆的专用仪器设备提供电能。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：包括发动机、发电机、第一传动轴、第二传动轴、变速器和供电装置，其中：

所述发动机的扭矩输出端连接所述第一传动轴的扭矩输入端；

所述第一传动轴的扭矩输出端连接所述发电机的扭矩输入端；

所述发电机具体包括转子和定子，所述转子具体包括贯穿轴，所述贯穿轴通过轴承安装于所述定子中并且贯穿所述发电机，所述贯穿轴的两端分别为发电机的扭矩输入端和扭矩输出端；所述转子与所述定子中的其中一个具体包括励磁绕组；

所述发电机的扭矩输出端连接所述第二传动轴的扭矩输入端；

所述第二传动轴的扭矩输出端连接所述变速器的扭矩输入端；

所述变速器的扭矩输出端为所述全功率驱动和发电的传动装置的扭矩输出端；

所述供电装置与所述励磁绕组电连接。

2.如权利要求1所述的全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：所述第一传动轴与所述第二传动轴中的至少一个具体为双万向节传动轴。

3.如权利要求1所述的全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：所述贯穿轴的两端均为法兰结构。

4.如权利要求1所述的全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：所述供电装置具体包括蓄电池。

5.如权利要求1所述的全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：还包括第三传动轴和分动器，所述第三传动轴的扭矩输入端连接所述变速器的扭矩输出端，所述分动器的扭矩输入端连接所述第三传动轴的扭矩输出端，所述分动器的扭矩输出端为所述全功率驱动和发电的传动装置的扭矩输出端。

6.如权利要求5所述的全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：所述供电装置具体包括微型发电机，所述微型发电机具体包括转子和定子，所述微型发电机的转子连接所述分动器的其中一个扭矩输出端，所述微型发电机的转子与定子中的其中一个具体包括电枢绕组，所述微型发电机的电枢绕组与所述发电机的励磁绕组电连接。

7.如权利要求1所述的全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：还包括开关装置，所述开关装置串联于所述供电装置与所述发电机的励磁绕组之间。

8.如权利要求7所述的全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：所述开关装置具体为电控开关。

9.如权利要求7所述的全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：还包括控制器，所述控制器与所述开关装置电连接。

10.如权利要求1所述的全功率驱动和发电的传动装置，其特征在于：还包括储能装置，所述储能装置与所述发电机电连接。