CN219172174U - 具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，属于搅拌车技术领域。它包括发动机和由一号电机驱动的上装搅拌装置，发动机通过变速箱和驱动桥动力连接，所述的发动机和变速箱之间还设有离合器，还包括轻混模块，轻混模块包括取力器、二号电机和控制器电池集成箱，所述的一号电机和二号电机均与控制器电池集成箱电连接。取力器位置变化能够降低对取力器的要求从而降低成本，轻混模块设计可以减少发动机怠速来减少发动机排放尾气，由油电混合或电机启动来减少排放，在加速或需要大扭矩情况下，由二号电机补充动力，所以在发动机设计上可以选用小排量发动机，减少污染物排放的同时还能带来成本上的降低。
Description
技术领域
本实用新型属于搅拌机技术领域，涉及一种具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构。
背景技术
混凝土搅拌车强制报废年限为为15年，但是法规规定一旦车辆每年的排放检测标准不符合国家标准就要强制性报废，这样势必会造成不小的经济损失。而搅拌车混动方案可以有效的降低重型柴油车污染排放，增加混凝土搅拌车的使用年限；
由于混凝土搅拌车具有特殊的工况，为防止混凝土在运输过程中出现离析现象，其搅拌罐需要持续转动。目前，现有技术中采用两个电机取代了原车的液压传动系统，这样可以做到在等待过程中，发动机不必工作搅拌罐依旧工作，可以做到极大程度的节油以及提高工作效率，取得较好的经济效益，但是搅拌车依旧用原车柴油发动机工作，在搅拌车行驶时仍会产生大量的尾气排放，因此需要一种能够降低尾气排放的轻混驱动的搅拌车。
如中国专利公开了一种电力驱动的混凝土搅拌车[申请号：202210732931.5]，包括本发明涉及一种电力驱动的混凝土搅拌车，包括电力驱动系统，电力驱动系统包括电机、减速机、万向节、转动齿轮、齿轮圈和支撑机构，所述的电机和减速机在车体上水平设置，减速机输出端通过传动轴传动连接转动齿轮，连接转动齿轮和减速机的传动轴断开，该发明专利的优点在于，能通过电机间接控制搅拌罐体的转动，一方面，车体上的电机和减速机可通过车体上的电瓶进行供电，搅拌车耗油量减少，能够节约能源，且减少有害气体的排放，另一方面，电力驱动代替了发动机控制液压驱动系统驱动，噪声远小、造价低、维护方便；但是该申请中的搅拌车行驶时仍会产生大量的尾气排放。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，包括发动机和由一号电机驱动的上装搅拌装置，发动机通过变速箱和驱动桥动力连接，所述的发动机和变速箱之间还设有离合器，还包括轻混模块，轻混模块包括取力器、二号电机和控制器电池集成箱，所述的一号电机和二号电机均与控制器电池集成箱电连接，且二号电机主轴和取力器主轴相连，所述的取力器设置在变速箱上且与变速箱的中间轴齿轮相连。
本实用新型中，取力器位置变化能够降低对取力器的要求从而降低成本，轻混模块设计可以减少发动机怠速来减少发动机排放尾气，由油电混合或电机启动来减少排放，在加速或需要大扭矩情况下，由二号电机补充动力，所以在发动机设计上可以选用小排量发动机，减少污染物排放的同时还能带来成本上的降低。
在上述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构中，当离合器断开时，二号电机能通过取力器和变速箱将动力输出到驱动桥。在纯电模式下，二号电机作为电动机工作，发动机不工作，离合器持续断开，二号电机的转速和转矩直接经变速箱传递到驱动桥，由二号电机驱动搅拌车运行。
在上述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构中，当离合器断开且搅拌车处于制动或长距离滑行时，驱动桥处的动能能通过变速箱和取力器传输至二号电机。在行使过程中出现制动或长距离滑行时，离合器断开动力传递，驱动桥处的动能能通过变速箱和取力器传输至二号电机，二号电机反向运转并作为发电机工作，为电池充电。
在上述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构中，当离合器闭合时，发动机的动力能通过变速箱和取力器输出到二号电机。当依靠制动回收能量无法满足一号电机的电量消耗时，可主动将发动机的一部分动力通过变速箱和取力器输出到二号电机，使二号电机作为发电机工作为控制器电池集成箱内的电池进行充电。
在上述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构中，当离合器闭合且发动机处于工作状态时，二号电机能将动力通过取力器输出到变速箱并与发动机共同输出动力。在需要大扭矩或急加速情况下，二号电机能够强势介入配合发动机进行动力输出，这时发动机与二号电机串联输出动力。
在上述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构中，所述的发动机为小排量发动机。发动机选用小排量发动机能够节约能耗和成本，且在需要大扭矩或急加速情况下能够通过二号电机介入，并不会使搅拌车有动力或扭矩的损失。
在上述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构中，所述的上装搅拌装置包括搅拌罐，一号电机通过减速箱和搅拌罐相连。
在上述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构中，所述的一号电机为盘式电机。
在上述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构中，所述的二号电机为盘式电机。盘式电机具有重量轻、体积小的优点。
与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
1、取力器位置变化能够降低对取力器的要求从而降低成本，轻混模块设计可以减少发动机怠速来减少发动机排放尾气，由油电混合或电机启动来减少排放，在加速或需要大扭矩情况下，由二号电机补充动力，所以在发动机设计上可以选用小排量发动机，减少污染物排放的同时还能带来成本上的降低。
2、由于现在搅拌车的上装搅拌装置由一号电机提供动力，取力器不需要设计为全功率取力器，可以有效地减少发动机动力消耗，且取力器从原来的离合器外壳位置更换到变速箱外壳位置并从变速箱中间轴齿轮取力，此时与取力器直接相连盘式电机布置同混动乘用车中P2布置类似，如果取力器处于离合器位置，二号电机进行驱动时，发动机曲轴就必须旋转，二号电机动力会被消弱，这样就没办法单独驱动车轮，在动能回收和滑动模式下，也因为必须带动曲轴空转而浪费动能并增加噪音和振动，所以综合来看将取力器布置在变速箱外壳是更加合理设计，且能降低能耗和成本。
3、在纯电模式下，二号电机作为电动机工作，发动机不工作，离合器持续断开，二号电机的转速和转矩直接经变速箱传递到驱动桥，能在短距离行驶时减少尾气排放，而将离合器闭合并使发动机工作，二号电机也能强势介入，与发动机串联输出动力，以获得大扭矩或为搅拌车加速提供马力。
4、在行使过程中出现制动或长距离滑行时，离合器断开动力传递，二号电机反向运转并作为发电机工作，为电池充电，到达工地，车辆可以熄火进行卸料，由控制器电池集成箱内的电池为一号电机供电，以减少发动机怠速时的能耗和污染物的排放；在卸料前搅拌车需要进入快速搅拌工况，这种工况是搅拌车的特殊工况，在这种工况下一号电机需要输出功率急剧增加，电池电量消耗也急剧增加，单单靠制动回收能量进行充电是完全不够的，此时可主动将发动机的一部分动力通过变速箱和取力器输出到二号电机，使二号电机作为发电机工作为控制器电池集成箱内的电池进行充电。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本实用新型的框架图；
图2是变速箱的传动图。
图中，发动机1、一号电机2、上装搅拌装置3、变速箱4、驱动桥5、离合器6、取力器7、二号电机8、控制器电池集成箱9、中间轴齿轮10。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，包括发动机1和由一号电机2驱动的上装搅拌装置3，发动机1通过变速箱4和驱动桥5动力连接，所述的发动机1和变速箱4之间还设有离合器6，还包括轻混模块，轻混模块包括取力器7、二号电机8和控制器电池集成箱9，所述的一号电机2和二号电机8均与控制器电池集成箱9电连接，且二号电机8主轴和取力器7主轴相连，所述的取力器7设置在变速箱4上且与变速箱4的中间轴齿轮10相连。
本实用新型中，取力器位置变化能够降低对取力器的要求从而降低成本，轻混模块设计可以减少发动机怠速来减少发动机排放尾气，由油电混合或电机启动来减少排放，在加速或需要大扭矩情况下，由二号电机补充动力，所以在发动机设计上可以选用小排量发动机，减少污染物排放的同时还能带来成本上的降低。
具体地说，由于现在搅拌车的上装搅拌装置由一号电机2提供动力，取力器不需要设计为全功率取力器，可以有效地减少发动机动力消耗，且取力器从原来的离合器外壳位置更换到变速箱外壳位置并从变速箱中间轴齿轮10取力，此时与取力器直接相连盘式电机布置同混动乘用车中P2布置类似，如果取力器处于离合器位置，二号电机进行驱动时，发动机曲轴就必须旋转，二号电机动力会被消弱，这样就没办法单独驱动车轮，在动能回收和滑动模式下，也因为必须带动曲轴空转而浪费动能并增加噪音和振动，所以综合来看将取力器布置在变速箱外壳是更加合理设计，且能降低能耗和成本；
在纯电模式下，二号电机作为电动机工作，发动机不工作，离合器持续断开，二号电机的转速和转矩直接经变速箱传递到驱动桥5，能在短距离行驶时减少尾气排放，在行驶过程中，上装搅拌装置由一号电机驱动工作，此时搅拌罐转速仅为2～3r/min所需功率较小。由于控制器电池集成箱9内的电池需要同时给两个电机供能，所以纯电模式下行驶里程不长，适用于短距离运输；
此时将离合器断开，发动机不工作，能够以纯电的方式驱动搅拌车运行，而将离合器闭合并使发动机工作，二号电机也能强势介入，与发动机串联输出动力，以获得大扭矩或为搅拌车加速提供马力；
在混合动力模式下，发动机和二号电机同步工作，混合动力模式适用于长距离运输，在需要大扭矩或急加速情况下，二号电机能够强势介入配合发动机进行动力输出，这时发动机与二号电机串联输出动力，而在长距离行驶过程中，控制器电池集成箱9内的电池需要持续为一号电机供能所以在这种情况下二号电机无法持续工作，因此只有在需要大扭矩或急加速情况下二号电机才会工作，能减少控制器电池集成箱9内的电池的消耗；
具体地说，变速箱的中间轴分别通过齿轮传动结构和变速箱的动力输入轴和动力输出轴动力连接，变速箱的动力输入轴和离合器相连，当取力器和中间轴齿轮10相连后，汽车纯电模式时，将变速箱的动力输入轴通过离合器与发动机断开动力连接，二号电机通过取力器和中间轴齿轮10能驱动中间轴转动从而通过中间轴带动变速箱的动力输出轴转动，使电机能够将动力传输至搅拌车的驱动桥从而驱动搅拌车行驶，且由于动力输入轴和发动机断开，因此电机发动机的曲轴不会出现空转浪费动力的情况。
在行使过程中出现制动或长距离滑行时，离合器断开动力传递，二号电机反向运转并作为发电机工作，为电池充电，到达工地，车辆可以熄火进行卸料，由控制器电池集成箱9内的电池为一号电机供电，以减少发动机怠速时的能耗和污染物的排放；在卸料前搅拌车需要进入快速搅拌工况，这种工况是搅拌车的特殊工况，在这种工况下一号电机需要输出功率急剧增加，电池电量消耗也急剧增加，单单靠制动回收能量进行充电是完全不够的，此时可主动将发动机的一部分动力通过变速箱和取力器输出到二号电机，使二号电机作为发电机工作为控制器电池集成箱9内的电池进行充电；
空载回厂行驶过程中，所需要动力减少无需外部动力补充，这种情况下二号电机只作为发电机工作持续为电池充电。
具体地说，当离合器6断开时，二号电机8能通过取力器7和变速箱4将动力输出到驱动桥5。在纯电模式下，二号电机作为电动机工作，发动机不工作，离合器持续断开，二号电机的转速和转矩直接经变速箱传递到驱动桥5，由二号电机驱动搅拌车运行。
具体地说，当离合器6断开且搅拌车处于制动或长距离滑行时，驱动桥5处的动能能通过变速箱4和取力器7传输至二号电机8。在行使过程中出现制动或长距离滑行时，离合器断开动力传递，驱动桥5处的动能能通过变速箱4和取力器7传输至二号电机8，二号电机反向运转并作为发电机工作，为电池充电。
具体地说，当离合器6闭合时，发动机1的动力能通过变速箱4和取力器7输出到二号电机8。当依靠制动回收能量无法满足一号电机的电量消耗时，可主动将发动机的一部分动力通过变速箱和取力器输出到二号电机，使二号电机作为发电机工作为控制器电池集成箱9内的电池进行充电。
具体地说，当离合器6闭合且发动机1处于工作状态时，二号电机8能将动力通过取力器7输出到变速箱4并与发动机1共同输出动力。在需要大扭矩或急加速情况下，二号电机能够强势介入配合发动机进行动力输出，这时发动机与二号电机串联输出动力。
优选地，发动机1为小排量发动机。发动机选用小排量发动机能够节约能耗和成本，且在需要大扭矩或急加速情况下能够通过二号电机介入，并不会使搅拌车有动力或扭矩的损失。
具体地说，上装搅拌装置3包括搅拌罐，一号电机2通过减速箱和搅拌罐相连，一号电机能通过减速箱驱动搅拌罐转动，由于现在搅拌车的上装搅拌装置由一号电机2提供动力，取力器不需要设计为全功率取力器，可以有效地减少发动机动力消耗。
优选地，一号电机2为盘式电机，二号电机8为盘式电机。盘式电机具有重量轻、体积小的优点。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了发动机1、一号电机2、上装搅拌装置3、变速箱4、驱动桥5、离合器6、取力器7、二号电机8、控制器电池集成箱9、中间轴齿轮10等，使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (9)
1.一种具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，包括发动机(1)和由一号电机(2)驱动的上装搅拌装置(3)，发动机(1)通过变速箱(4)和驱动桥(5)动力连接，所述的发动机(1)和变速箱(4)之间还设有离合器(6)，其特征在于，还包括轻混模块，轻混模块包括取力器(7)、二号电机(8)和控制器电池集成箱(9)，所述的一号电机(2)和二号电机(8)均与控制器电池集成箱(9)电连接，且二号电机(8)主轴和取力器(7)主轴相连，所述的取力器(7)设置在变速箱(4)上且与变速箱(4)的中间轴齿轮相连。
2.根据权利要求1所述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，其特征在于，当离合器(6)断开时，二号电机(8)能通过取力器(7)和变速箱(4)将动力输出到驱动桥(5)。
3.根据权利要求1所述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，其特征在于，当离合器(6)断开且搅拌车处于制动或长距离滑行时，驱动桥(5)处的动能能通过变速箱(4)和取力器(7)传输至二号电机(8)。
4.根据权利要求1所述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，其特征在于，当离合器(6)闭合时，发动机(1)的动力能通过变速箱(4)和取力器(7)输出到二号电机(8)。
5.根据权利要求1所述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，其特征在于，当离合器(6)闭合且发动机(1)处于工作状态时，二号电机(8)能将动力通过取力器(7)输出到变速箱(4)并与发动机(1)共同输出动力。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，其特征在于，所述的发动机(1)为小排量发动机。
7.根据权利要求1-5任一权利要求所述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，其特征在于，所述的上装搅拌装置(3)包括搅拌罐，一号电机(2)通过减速箱和搅拌罐相连。
8.根据权利要求1-5任一权利要求所述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，其特征在于，所述的一号电机(2)为盘式电机。
9.根据权利要求1-5任一权利要求所述的具有电驱动上装的搅拌车轻混动驱动结构，其特征在于，所述的二号电机(8)为盘式电机。
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