CN102505716A - 混合动力推土机及其动力*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混合动力推土机动力***,其具有两个对称分布且结构相同的子***;所述子***包括:设有二级减速器且该二级减速器的输出端与该混合动力推土机动力***的行走装置(21)相连的终传动装置(22)和与所述终传动装置(22)相连的电机减速集成装置(23);所述电机减速集成装置(23)包括一级减速器和电机(232)。本发明提供的混合动力推土机动力***,采用了三级减速,同时避免了使用差速器。与现有技术中四级减速且设有差速器的混合动力推土机动力***相比,减少了零部件的使用,进而减小了混合动力推土机动力***占用的空间。本发明还提供了一种具有上述混合动力推土机动力***的混合动力推土机。
Description
技术领域
本发明涉及推土机制造技术领域,更具体地说,涉及一种混合动力推土机及其动力***。
背景技术
随着能源需求日益增长与资源匮乏矛盾的加剧,节能减排受到越来越多的关注。在工程机械领域中,采用混合动力技术进行能量回收和再利用成为工程机械节能降耗的一项有效措施。
混合动力***应用于推土机,产生了混合动力推土机,其可以实现工程机械的节能减排。
混合动力推土机:一种新型节能的推土机,其行走依靠电机驱动,而非直接来源于发动机。电机工作时所需要的电能来源于机载发动机的发电***。
推土机工作时负载很大,单侧行走装置所需要的扭矩可超过50000NM。混合动力推土机中,动力传递路线为:发动机-发电机-电动机-行走装置。目前电气化火车头的电机可直接提供如此大的扭矩,但无法安装在推土机上。常规电机所提供的峰值扭矩一般在1000NM左右,为此,电机和行走装置之间需要加装减速器,并且传动比需达到80以上以提高传输给行走装置的扭矩。
混合动力推土机中传动***的动力由电机传递给驱动链轮,而传统推土机的动力由发动机经变速器、中央传动装置和终传动装置传递给驱动链轮,这在结构上决定了混合动力推土机不能完全借用传统推土机传动***的结构。因此,需要设计一种混合动力推土机动力***,使混合动力推土机的总传动比达到80以上以提高传输给行走装置的扭矩,并尽可能借用传统推土机已有的布局和零件。
行走装置:是由驱动链轮、引导轮、支重轮、托链轮和履带组成,把传动***传到驱动链轮上的驱动转矩和旋转运动转变为车辆工作与行驶所需的驱动力和速度。
终传动装置:是传统推土机传动***的重要组成部分,集成二级减速机构与推土机驱动链轮,实现减速增矩的功能,以满足行走和各种作业工况的需求。
为了使混合动力推土机能够应用到实际工程机械领域,目前采用单电机方案。
单电机方案,即混合动力推土机动力***具有一个电机,该单电机混合动力推土机动力***的结构示意图如图1所示,包括行走装置11、终传动装置12和电机差速减速集成装置13,其中,电机差速减速集成装置13为电机、差速器与减速器三者的集成体,该集成体与终传动装置12相连,终传动装置12与行走装置11相连。
但是,单电机混合动力推土机动力***中,减速器为二级减速器,终传动装置12设有二级减速器,则该单电机混合动力推土机动力***采用四级减速,使其结构较复杂,占用的空间较大,而且单电机在驱动的过程中还需要差速器,这进一步使得整个推土机动力***的结构较复杂。
综上所述,如何提供一种混合动力推土机动力***,以减小混合动力推土机动力***占用的空间,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种混合动力推土机动力***,减小了混合动力推土机动力***零部件的使用,进而减小了混合动力推土机动力***占用的空间。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种混合动力推土机动力***,其具有两个对称分布且结构相同的子***;
所述子***包括:设有二级减速器且该二级减速器的输出端与该混合动力推土机动力***的行走装置相连的终传动装置和与所述终传动装置相连的电机减速集成装置;
所述电机减速集成装置包括一级减速器和电机。
优选的,上述混合动力推土机动力***中,所述电机减速集成装置的输出轴为所述终传动装置的输入轴,或者所述电机减速集成装置的输出轴与所述终传动装置的输入轴通过万向节相连。
优选的,上述混合动力推土机动力***中,所述一级减速器为行星齿轮减速器,其包括:
与所述终传动装置的输入轴相连的行星架;
与所述电机的输出轴相连的太阳轮;
与所述电机相连的外齿圈;
与所述太阳轮和所述外齿圈相啮合,且设置于所述行星架上的行星轮。
优选的,上述混合动力推土机动力***中,所述电机的壳体与所述外齿圈通过螺纹连接件相连。
优选的,上述混合动力推土机动力***中,一级减速器为直齿轮减速器,其包括:
与所述电机的输出轴相连的输入齿轮;
与所述输入齿轮相啮合,且与所述终传动装置的输入轴相连的输出齿轮。
优选的,上述混合动力推土机动力***中,所述电机的壳体与所述直齿轮减速器的壳体为一体式结构。
优选的,上述混合动力推土机动力***中,所述终传动装置的减速器为直齿轮减速器或直齿轮与行星齿轮相结合的减速器。
基于上述提供的混合动力推土机动力***,本发明还提供了一种混合动力推土机,其具有上述任意一项所述的混合动力推土机动力***。
本发明提供的混合动力推土机动力***,电机减速集成装置设有一级减速器,终传动装置设有二级减速器,该混合动力推土机动力***采用了三级减速,同时该混合动力推土机动力***具有两个独立的电机,两者可分别控制两侧的速度,进而实现了电子差速功能,避免了使用差速器。与现有技术中四级减速且设有差速器的混合动力推土机动力***相比,减少了混合动力推土机动力***零部件的使用,进而减小了混合动力推土机动力***占用的空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的单电机混合动力推土机动力***的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的混合动力推土机动力***的子***的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一级减速器的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的混合动力推土机动力***的子***的另一种结构示意图。
因为本发明实施例提供的混合动力推土机动力***的两个子***对称分布,且结构相同,所以图2和图4只绘制了混合动力推土机动力***的一半,即一个子***的结构示意图。
上图1-4中:
行走装置11、终传动装置12、电机差速减速集成装置13、行走装置21、终传动装置22、电机减速集成装置23、行星齿轮减速器231、电机232、行星架31、外齿圈32、行星轮33、太阳轮34、直齿轮减速器233、输入齿轮41、输出齿轮42。
具体实施方式
为了引用和清楚起见,现在将本发明中涉及到的技术名词解释如下:
混合动力推土机:一种新型节能的推土机,其行走依靠电机驱动,而非直接来源于发动机。电机工作时所需要的电能来源于机载发动机的发电***。
行走装置:是由驱动链轮、引导轮、支重轮、托链轮和履带组成,把传动***传到驱动链轮上的驱动转矩和旋转运动转变为车辆工作与行驶所需的驱动力和速度。
终传动装置:是传统推土机传动***的重要组成部分,集成二级减速机构与推土机驱动链轮,实现减速增矩的功能,以满足行走和各种作业工况的需求。
万向节,指的是利用球型连接实现不同轴的动力传送的机械部件。
本发明提供了一种混合动力推土机动力***,减少了部件,进而减小了混合动力推土机动力***占用的空间。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参考附图1-4,图1为现有技术提供的单电机混合动力推土机动力***的结构示意图;图2为本发明实施例提供的混合动力推土机动力***的子***的结构示意图;图3为本发明实施例提供的一级减速器的结构示意图;图4为本发明实施例提供的混合动力推土机动力***的子***的另一种结构示意图。
因为本发明实施例提供的混合动力推土机动力***的两个子***对称分布,且结构相同,所以图2和图4只绘制了双电机混合动力推土机动力***的一半。
本发明实施例提供的混合动力推土机动力***,具有两个对称分布且结构相同的子***;子***包括:设有二级减速器且该二级减速器的输出端与该混合动力推土机动力***的行走装置21相连的终传动装置22,和与终传动装置22相连的电机减速集成装置23;电机减速集成装置23包括一级减速器和电机232。一级减速器和电机232进行一体化设计和安装,是一个相对独立的集成体。
上述实施例提供的混合动力推土机动力***包括行走装置21、与其相连的终传动装置22和电机减速集成装置23。动力经过电机减速集成装置23和终传动装置22传递给行走装置21,使其实现工作。
上述混合动力推土机动力***中,两个子***中的电机相对独立,能够分别控制汽车两侧的速度,进而实现电子差速功能,避免使用差速器。
上述混合动力推土机动力***中,一级减速器的传动比为3~6,终传动装置22的减速比最大可以为27~35,则该混合动力推土机动力***总的传动比可以达到81~210,能够提供给行走装置21所需的扭矩,即能够满足混合动力推土机的工作要求。
本发明提供的混合动力推土机动力***中,电机减速集成装置23设有一级减速器,终传动装置22设有二级减速器,该混合动力推土机动力***采用了三级减速,同时该混合动力推土机动力***具有两个电机232,两者可分别控制两侧的速度,进而实现了电子差速功能,避免了使用差速器。与现有技术中四级减速且设有差速器的混合动力推土机动力***相比,减少了该混合动力推土机动力***零部件的使用,进而减小了混合动力推土机动力***占用的空间。
同时,上述实施例提供的混合动力推土机动力***中,行走装置21和终传动装置22均为传统推土机中的行走装置11和终传动装置12,二者都已在实际中得到应用。因为传统推土机中的行走装置11和终传动装置12技术可靠,且已经批量生产,则降低了该混合动力推土机动力***的制造成本。而且,上述实施例提供的混合动力推土机动力***,采用三级减速,一定程度上提高了该动力***的传动效率。
上述实施例提供的混合动力推土机动力***中,一级减速器和电机232进行一体化设计和安装,是一个相对独立的驱动减速装置。优选的,电机减速集成装置23的输出轴为终传动装置22的输入轴,电机减速集成装置23可以独立的拆装和使用,有利于零件的通用性和互换性,便于***的维护。当然,电机减速集成装置23的输出轴与终传动装置22的输入轴也可以通过万向节相连。
上述实施例提供的混合动力推土机动力***中,一级减速器可以为行星齿轮减速器231,如图2和图3所示。行星齿轮减速器231包括:与终传动装置22的输入轴相连的行星架31;与电机232的输出轴相连的太阳轮34;与电机232相连的外齿圈32;与太阳轮34和外齿圈32相啮合,且设置于行星架31上的行星轮33。行星齿轮减速器传递功率大、速比高且体积小,有利于减小混合动力推土机动力***占用的空间。
具体的,上述实施例提供的混合动力推土机动力***中,外齿圈32与电机232的壳体通过螺纹连接件相连,使得一级减速器和电机232成为一个集成体。
优选的,上述实施例提供的混合动力推土机动力***中,一级减速器还可以为直齿轮减速器233,如图4所示,直齿轮减速器233包括:与电机232的输出轴相连的输入齿轮41,和与输入齿轮41相啮合且与终传动装置22的输入轴相连的输出齿轮42。很显然,一级减速器只要能够实现一级减速即可,本发明对此不作具体限定。
上述实施例提供的混合动力推土机动力***中,直齿轮减速器233的壳体与电机的壳体为一体式结构,。
优选的,上述实施例提供的混合动力推土机动力***中,电机232的壳体与外齿圈32通过螺纹连接件相连,便于电机减速集成装置23的拆装和使用。
上述实施例提供的混合动力推土机动力***中,终传动装置22采用传统推土机的终传动装置,终传动装置22的减速器为直齿轮减速器。直齿轮减速器包括:与一级减速器相连的第一小齿轮、与第一小齿轮啮合的第一大齿轮、与第一大齿轮通过传动轴相连的第二小齿轮和与第二小齿轮啮合的第二大齿轮,第二大齿轮与行走装置21的传动轴相连。
上述终传动装置22的减速器还可为直齿轮与行星齿轮相结合的减速器,其包括:与一级减速器相连的小齿轮、与小齿轮啮合的大齿轮、与大齿轮通过传动轴相连的太阳轮、与行走装置21的输入轴相连的行星架、齿圈、和与太阳轮和齿圈啮合的行星轮。很显然,上述终传动装置22只是一种具体的传动方式,终传动装置22的减速器只要能够实现二级减速即可,本发明对此不作具体限定。
本发明实施例还提供了一种混合动力推土机,其具有上述实施例中所述的混合动力推土机动力***。由于本发明提供的混合动力推土机具有上述实施例中所述的混合动力推土机动力***,因此本发明实施例提供的混合动力推土机兼具有上述混合动力推土机动力***的所有技术效果,本文不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种混合动力推土机动力***,其特征在于,其具有两个对称分布且结构相同的子***;
所述子***包括:设有二级减速器且该二级减速器的输出端与该混合动力推土机动力***的行走装置(21)相连的终传动装置(22)和与所述终传动装置(22)相连的电机减速集成装置(23);
所述电机减速集成装置(23)包括一级减速器和电机(232)。
2.根据权利要求1所述的混合动力推土机动力***,其特征在于,所述电机减速集成装置(23)的输出轴为所述终传动装置(22)的输入轴,或者所述电机减速集成装置(23)的输出轴与所述终传动装置(22)的输入轴通过万向节相连。
3.根据权利要求2所述的混合动力推土机动力***,其特征在于,所述一级减速器为行星齿轮减速器(231),其包括:
与所述终传动装置(22)的输入轴相连的行星架(31);
与所述电机(232)的输出轴相连的太阳轮(34);
与所述电机(232)相连的外齿圈(32);
与所述太阳轮(34)和所述外齿圈(32)相啮合,且设置于所述行星架(31)上的行星轮(33)。
4.根据权利要求3所述的混合动力推土机动力***,其特征在于,所述电机(232)的壳体与所述外齿圈(32)通过螺纹连接件相连。
5.根据权利要求2所述的混合动力推土机动力***,其特征在于,所述一级减速器为直齿轮减速器(233),其包括:
与所述电机(232)的输出轴相连的输入齿轮(41);
与所述输入齿轮(41)相啮合,且与所述终传动装置(22)的输入轴相连的输出齿轮(42)。
6.根据权利要求5所述的混合动力推土机动力***,其特征在于,所述电机(232)的壳体与所述直齿轮减速器(233)的壳体为一体式结构。
7.根据权利要求1-6所述的混合动力推土机动力***,其特征在于,所述终传动装置(22)的减速器为直齿轮减速器或直齿轮与行星齿轮相结合的减速器。
8.一种混合动力推土机,其特征在于,具有上述权利要求1-7中任意一项所述的混合动力推土机动力***。
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