CN102729814A

CN102729814A - 工程机械车辆

Info

Publication number: CN102729814A
Application number: CN2012102137349A
Authority: CN
Inventors: 严欣贤; 安术军; 安迎迎
Original assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明提供了一种工程机械车辆。该工程机械车辆包括：底盘发动机；由底盘发动机驱动的第一驱动桥；上车发动机；该工程机械车辆还包括：液压泵、液压马达、辅助减速驱动装置和第二驱动桥；其中，液压泵从上车发动机取力，并用于向液压马达提供压力油；辅助减速驱动装置具有动力输入轴和动力输出轴，动力输出轴以减速比的速度或者零速旋转，其中动力输入轴与液压马达驱动连接，动力输出轴与第二驱动桥的输入轴驱动连接。采用本发明的技术方案，充分利用了上车发动机的动力，提高了工程机械车辆的驱动性能和爬坡度。

Description

工程机械车辆

技术领域

本发明涉及一种工程机械车辆。

背景技术

随着经济的发展和国内基础建设项目的不断增加，工程机械车辆作为施工必不可少的工具得到迅速的发展。一般工程机械车辆的施工环境和行驶路况较为恶劣，尤其当在坡路或山地行驶时，需要较大的驱动力矩来提高工程机械车辆的爬坡能力。

在现有技术中，工程机械车辆的车桥中的驱动桥由底盘发动机驱动，底盘发动机为车辆的行驶提供动力；工程机械车辆的上车发动机为车载设备（例如为汽车起重机的伸缩臂）提供动力，以满足工程机械车辆的作业需求。为了增大驱动力矩、增加工程机械车辆的爬坡度，目前主要采用以下方式：一种是增大底盘发动机的额定功率，其缺点是增加油耗，而且发动机的额定功率是有要求的；另一种是在允许的范围内增加由底盘发动机驱动的驱动桥的主减速比，缺点是可能会影响汽车的动力性和燃料经济性。

因此，亟需提供一种既不影响底盘发动机额定功率，又不影响由底盘发动机驱动的驱动桥的主减速比，但同时又提高了整车的驱动性能和爬坡度的工程机械车辆。

发明内容

本发明旨在提供一种既不影响底盘发动机额定功率，又不影响由底盘发动机驱动的驱动桥的主减速比，同时可以提高整车的驱动性能和爬坡度的工程机械车辆。

本发明提供了一种工程机械车辆，包括：底盘发动机；由底盘发动机驱动的第一驱动桥；上车发动机；该工程机械车辆还包括：液压泵、液压马达、辅助减速驱动装置和第二驱动桥；其中，液压泵从上车发动机取力，并用于向液压马达提供压力油；辅助减速驱动装置具有动力输入轴和动力输出轴，动力输出轴以减速比的速度或者零速旋转，其中动力输入轴与液压马达的输出轴驱动连接，动力输出轴与第二驱动桥的输入轴驱动连接。

进一步地，辅助减速驱动装置还包括：减速齿轮箱箱体，动力输入轴通过第一支撑轴承安装在减速齿轮箱箱体上，动力输出轴通过第二支撑轴承安装在减速齿轮箱箱体上；定轴减速齿轮系，设置在减速齿轮箱箱体内；定轴减速齿轮系至少包括：设置在动力输入轴上的第一齿轮和设置在动力输出轴上的第二齿轮，动力输出轴由第二齿轮驱动。

进一步地，动力输出轴与第二齿轮之间设置有第三支撑轴承，且动力输出轴上设有第一外花键齿段；辅助减速驱动装置还包括：可轴向移动的拨叉轴；安装在拨叉轴上的拨叉；接合套，套设在动力输出轴上，并具有与第一外花键齿段配合的第一内花键齿段；接合套可由拨叉驱动沿动力输出轴的轴向移动；接合套上还设置有第一齿部，第二齿轮上设置有可与第一齿部啮合配合的第二齿部。

进一步地，第一齿部为内花键齿，第二齿部为外花键齿；或第一齿部为第一端面齿，第二齿部为第二端面齿。

进一步地，定轴减速齿轮系为两级定轴减速齿轮系，还包括：与动力输入轴平行设置的中间轴，以及设置在中间轴上的第三齿轮和第四齿轮，其中第三齿轮与第一齿轮啮合配合，第四齿轮与第二齿轮啮合配合。

进一步地，动力输入轴的轴线与动力输出轴的轴线相重合，且动力输入轴与动力输出轴二者相对应的端部通过第四支撑轴承连接。

进一步地，第三支撑轴承为滚针轴承。

进一步地，定轴减速齿轮系为单级定轴减速齿轮系，动力输入轴与动力输出轴平行设置，且第一齿轮与第二齿轮啮合配合。

进一步地，动力输入轴上设有第二内花键齿段，液压马达的输出轴上设置有第二外花键齿段，第二内花键齿段与第二外花键齿段配合。

进一步地，动力输出轴通过连接盘与第二驱动桥的输入轴连接；或，动力输出轴上设有第三内花键齿段，第二驱动桥的输入轴上设置有第三外花键齿段，第三内花键齿段与第三外花键齿段配合。

根据本发明的技术方案，通过增加液压泵、液压马达、辅助减速驱动装置和第二驱动桥，将上车发动机的动力可以在车辆行驶过程中充分利用起来，相当于为工程机械车辆的行驶提供了一套辅助动力装置。这样，工程机械车辆的行驶过程中可以根据路况的需要来选择是否使用该套辅助动力装置，不会给底盘发动机增加负担，而且辅助减速驱动装置起到了减速增扭的作用，可以在不影响底盘发动机额定功率和由底盘发动机驱动的第一驱动桥的主减速比的前提下，达到增大车桥扭矩并提高车辆爬坡度的效果。而且，本发明的技术方案容易实施，结构简单，在不浪费车辆动力资源的基础上，对整车的总重不会产生太大的影响。

附图说明

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

图1示意性示出了本发明的提供的工程机械车辆的结构原理图；

图2示意性示出了本发明中的辅助减速驱动装置的一种具体实施方式的剖视结构；

图3示意性示出了图2中拨叉轴及拨叉、第一齿轮、第二齿轮、中间轴、第三齿轮和第四齿轮等零部件的立体结构；

图4示意性示出了本发明中辅助减速驱动装置的部分零部件的分解结构；

图5示意性示出了本发明中拨叉、接合套、第二齿轮等零部件的主视结构，其中，接合套仅套设在动力输出轴的第一外花键齿段上；

图6示意性示出了本发明中拨叉、接合套、第二齿轮等零部件的主视结构，其中，接合套同时套设在动力输出轴的第一外花键齿段和第二齿轮的第二齿部上；以及，

图7示意性示出了本发明中的辅助减速驱动装置的另一种具体实施方式的剖视结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1，示出了本发明提供的一种工程机械车辆的结构原理图，其至少包括：底盘发动机11、第一驱动桥21、上车发动机12、液压泵3、液压马达4、辅助减速驱动装置5和第二驱动桥22。

具体地，第一驱动桥21由底盘发动机11驱动，为车辆行驶提供动力。上车发动机12主要在工程机械车辆作业时为车载设备提供动力。液压泵3例如通过取力器13从上车发动机12取力，用于向液压马达4提供压力油。辅助减速驱动装置5具有动力输入轴51和动力输出轴52，动力输出轴52以减速比的速度或者零速旋转，其中动力输入轴51与液压马达4的输出轴驱动连接，动力输出轴52与第二驱动桥22的输入轴驱动连接。容易理解，液压泵3从上车发动机12取力的具体实施方式、液压泵3和液压马达4的连接结构、液压马达的输出轴与动力输入轴51的连接结构、动力输入轴51和动力输出轴52之间的传动结构、动力输出轴52与第二驱动桥22的输入轴的连接结构，本领域的普通技术人员可以参见相关的现有技术实施。

现有技术中，底盘发动机11只在车辆行驶过程中使用，车辆的车桥包括驱动桥和非驱动桥（非驱动桥包括转向桥和支持桥），底盘发动机11与驱动桥为常驱动式连接，为车辆的转场提供动力；上车发动机12只在车辆的作业过程中使用，为车辆的上车设备提供运作动力，例如对于汽车起重机来说，上车发动机12通过提供动力驱动吊装设备来实施吊装作业。即，工程机械车辆的上车发动机12和底盘发动机11不同时使用。

而采用本发明的技术方案，相当于为工程机械车辆的行驶提供了一套辅助动力装置，使上车发动机12的动力在车辆行驶过程中可以充分利用起来。具体地，可以将工程机械车辆的部分支持桥改设为第二驱动桥22使用，在工程车辆行驶过程中，底盘发动机11与第一驱动桥21为常驱动式连接，行驶中根据路况的需要来选择是否利用上车发动机12驱动第二驱动桥22，从而提高了工程机械车辆的驱动性能。另外，其中的辅助减速驱动装置5起到了减速增扭的作用（结合现有技术容易得知，当该辅助减速驱动装置5的减速比为i，且动力输入轴51和动力输出轴52均不为零速时，若动力输入轴51的转速为r1，则动力输出轴52的转速r2小于r1，则r2=（r1/i）），可以在不影响底盘发动机额定功率和由底盘发动机11驱动的第一驱动桥21的主减速比的前提下，达到增大车桥扭矩并提高车辆爬坡度的效果。此外，本发明的技术方案容易实施，结构简单，在不浪费车辆动力资源的基础上，对整车的总重不会产生太大的影响。

参见图2至图6，优选地，示出了辅助减速驱动装置5的一种具体实施方式。该辅助减速驱动装置5包括：减速齿轮箱箱体50、动力输入轴51、第一支撑轴承501、动力输出轴52、第二支撑轴承502、定轴减速齿轮系，在本实施方式中，定轴减速齿轮系以两级定轴减速齿轮系为例进行说明。

由图2中可以看出，动力输入轴51通过第一支撑轴承501安装在减速齿轮箱箱体50上，动力输出轴52通过第二支撑轴承502安装在减速齿轮箱箱体50上，动力输入轴51的轴线与动力输出轴52的轴线相重合或者互相平行，第一支撑轴承501和第二支撑轴承502可以均采用圆锥滚子轴承。

两级定轴减速齿轮系设置在减速齿轮箱箱体50内，包括：设置在动力输入轴51上的第一齿轮53、与动力输入轴51平行设置的中间轴57、设置在中间轴57上的第三齿轮58和第四齿轮59、设置在动力输出轴52上的第二齿轮54，其中第三齿轮58与第一齿轮53啮合配合，第四齿轮59与第二齿轮54啮合配合，动力输入轴51与第一齿轮53联动，动力输出轴52由第二齿轮54驱动，从而实现双级减速功能。

优选地，动力输出轴52与第二齿轮54之间设置有第三支撑轴承503，在动力输出轴52上还设有第一外花键齿段521。该辅助减速驱动装置5进一步地还包括拨叉轴55、拨叉551和接合套56。拨叉轴55例如由气动控制并可做轴向移动。拨叉551安装在拨叉轴55上，随拨叉轴55移动。接合套56套设在动力输出轴52上，并具有与第一外花键齿段521配合的第一内花键齿段561，即接合套56与动力输出轴52为花键连接。接合套56可由拨叉551驱动沿动力输出轴52的轴向移动。容易理解，拨叉551可带动接合套56轴向移动的同时并不对接合套56的周向转动产生限制。接合套56上还设置有第一齿部563，第二齿轮54上设置有可与第一齿部563啮合配合的第二齿部541。优选地，在本实施方式中，第一齿部563为内花键齿，第二齿部541为外花键齿，且由图2和图4中可以看出，第一齿部563与第一内花键齿段561为一体成型的内花键齿。相当于拨叉轴55、拨叉551、接合套56、第一内花键齿段561和第一外花键齿段521等零件形成一套起离合作用的结构。当然，在一种未示出的实施方式中，第一齿部可以为第一端面齿，第二齿部可以为第二端面齿。

这样，当需要动力输出轴52以减速比的速度输出动力时，气动控制拨叉轴55推动拨叉551使得接合套56的内花键齿同时套在第一外花键齿段521和第二齿部541上（参见图6），动力即由第二齿轮54传递到动力输出轴52上，从而输出动力给第二驱动桥22的输入轴。此时的动力传递路线为：上车发动机12—取力器13—液压泵3—液压马达4—动力输入轴51—第一齿轮53—第三齿轮58—中间轴57—第四齿轮59—第二齿轮54—接合套56—第一外花键齿段521—动力输出轴52—第二驱动桥22的输入轴。

当拨叉轴55控制拨叉551轴向移动使接合套56的内花键齿脱离第二齿部541时（参见图5），则第二齿轮54空转，动力输出轴52为零速，无动力输出。此时的动力传递路线为：上车发动机12-取力器13-液压泵3—液压马达4—动力输入轴51—第一齿轮53—第三齿轮58—中间轴57—第四齿轮59—第二齿轮54。从而提供了一种在未切断上车发动机12至动力输入轴51之间的动力传输的情况下，也能控制动力输出轴52不向第二驱动桥22输出动力的结构。

优选地，第三支撑轴承503为滚针轴承，采用滚针轴承可以使辅助减速驱动装置5的结构更加紧凑。另外，由图2中可以看出，在第二齿轮54的两侧还分别设置有推力球轴承505。

优选地，在本实施方式中，动力输入轴51的轴线与动力输出轴52的轴线相重合，且动力输入轴51与动力输出轴52二者相对应的端部通过第四支撑轴承504连接。由图2中可以看出，动力输入轴51的右端深入动力输出轴52的左端内孔中，二者之间通过调心滚子轴承（相当于第四支撑轴承504）连接，提高了动力输入轴51和动力输出轴52的结构稳定性。

优选地，由图2中还可以看出，在本实施方式中，动力输入轴51上设有第二内花键齿段511，液压马达4的输出轴（图中未示出）上设置有第二外花键齿段，第二内花键齿段511与第二外花键齿段配合，即动力输入轴51与液压马达4的输出轴为花键配合，实现了液压马达4对动力输入轴51的驱动。动力输出轴52的右端套接有连接盘6，使动力输出轴52通过连接盘6与第二驱动桥的输入轴（图中未示出）驱动连接。当然，动力输入轴51与液压马达4、动力输出轴52与第二驱动桥22的对应连接轴的连接方式并不限于上面所例举出的具体实施方式。

参见图7，优选地，示出了辅助减速驱动装置5的另一种具体实施方式。该辅助减速驱动装置5与上述的实施方式的主要不同之处在于：定轴减速齿轮系为单级定轴减速齿轮系。具体地，该辅助减速驱动装置5包括：减速齿轮箱箱体50、动力输入轴51、动力输出轴52、单级定轴减速齿轮系。动力输入轴51与动力输出轴52平行设置，且均通过轴承安装在减速齿轮箱箱体50上。单级定轴减速齿轮系包括第一齿轮53和第二齿轮54，第一齿轮53和第二齿轮54直接啮合配合，实现单级减速，单级减速相对于两级减速轮系而言，可以实现以较小减速比减速增扭的效果。

这样，当需要动力输出轴52输出动力时，气动控制拨叉轴（图7中未示出）推动拨叉551使得接合套56的内花键齿561、563同时套在第一外花键齿段521和第二齿部541上，动力即由第二齿轮54传递到动力输出轴52上，从而输出动力给第二驱动桥22的输入轴。此时的动力传递路线为：上车发动机12—取力器13—液压泵3—液压马达4—动力输入轴51—第一齿轮53—第二齿轮54—接合套56—第一外花键齿段521—动力输出轴52—第二驱动桥22的输入轴。

当拨叉轴控制拨叉551轴向移动使接合套56的内花键齿脱离第二齿部541时，则第二齿轮54空转，无动力输出。此时的动力传递路线为：上车发动机12—取力器13—液压泵3—液压马达4—动力输入轴51—第一齿轮53—第二齿轮54。

优选地，在本实施方式中，动力输入轴51上设有第二内花键齿段511，液压马达4的输出轴（图中未示出）上设置有第二外花键齿段，第二内花键齿段511与第二外花键齿段配合，实现液压马达4对动力输入轴51的驱动。在动力输出轴52上设有第三内花键齿段520，第二驱动桥的输入轴（图中未示出）上设置有第三外花键齿段，第三内花键齿段520与第三外花键齿段配合，实现动力输出轴52对第二驱动桥22的驱动连接。

需要说明的是，虽然本发明提供的辅助减速驱动装置5的各实施方式中，动力输出轴52通过由拨叉轴55、拨叉551、接合套56等部件组成的离合装置可选择地由第二齿轮54驱动。在实际应用中，可以将第二齿轮54固定地安装在动力输出轴52上，使动力输出轴52与第二齿轮54同轴联动，也同样能达到减速增扭的效果。

另外，虽然本发明中定轴减速齿轮系分别以两级定轴减速齿轮系和单级定轴减速齿轮系进行举例说明，显然在实际应用中，定轴减速齿轮系具体地还可以采用大于两级的多级定轴减速齿轮系。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，例如将定轴减速轮系用行星减速轮系替代，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种工程机械车辆，包括：底盘发动机（11）；由所述底盘发动机（11）驱动的第一驱动桥（21）；上车发动机（12）；

其特征在于，还包括：液压泵（3）、液压马达（4）、辅助减速驱动装置（5）和第二驱动桥（22）；

其中，所述液压泵（3）从所述上车发动机（12）取力，并用于向所述液压马达（4）提供压力油；

所述辅助减速驱动装置（5）具有动力输入轴（51）和动力输出轴（52），所述动力输出轴（52）以减速比的速度或者零速旋转，其中所述动力输入轴（51）与所述液压马达（4）的输出轴驱动连接，所述动力输出轴（52）与所述第二驱动桥（22）的输入轴驱动连接。

2.根据权利要求1所述的工程机械车辆，其特征在于，所述辅助减速驱动装置（5）还包括：

减速齿轮箱箱体（50），所述动力输入轴（51）通过第一支撑轴承（501）安装在所述减速齿轮箱箱体（50）上，所述动力输出轴（52）通过第二支撑轴承（502）安装在所述减速齿轮箱箱体（50）上；

定轴减速齿轮系，设置在所述减速齿轮箱箱体（50）内；所述定轴减速齿轮系至少包括：设置在所述动力输入轴（51）上的第一齿轮（53）和设置在所述动力输出轴（52）上的第二齿轮（54），所述动力输出轴（52）由所述第二齿轮（54）驱动。

3.根据权利要求2所述的工程机械车辆，其特征在于，

所述动力输出轴（52）与所述第二齿轮（54）之间设置有第三支撑轴承（503），且所述动力输出轴（52）上设有第一外花键齿段（521）；

所述辅助减速驱动装置（5）还包括：可轴向移动的拨叉轴（55）；安装在所述拨叉轴（55）上的拨叉（551）；接合套（56），套设在所述动力输出轴（52）上，并具有与所述第一外花键齿段（521）配合的第一内花键齿段（561）；所述接合套（56）可由所述拨叉（551）驱动沿所述动力输出轴（52）的轴向移动；

所述接合套（56）上还设置有第一齿部（563），所述第二齿轮（54）上设置有可与所述第一齿部（563）啮合配合的第二齿部（541）。

4.根据权利要求3所述的工程机械车辆，其特征在于，所述第一齿部（563）为内花键齿，所述第二齿部（541）为外花键齿；或所述第一齿部为第一端面齿，所述第二齿部为第二端面齿。

5.根据权利要求4所述的工程机械车辆，其特征在于，所述定轴减速齿轮系为两级定轴减速齿轮系，还包括：与所述动力输入轴（51）平行设置的中间轴（57），以及设置在所述中间轴（57）上的第三齿轮（58）和第四齿轮（59），其中所述第三齿轮（58）与所述第一齿轮（53）啮合配合，所述第四齿轮（59）与所述第二齿轮（54）啮合配合。

6.根据权利要求5所述的工程机械车辆，其特征在于，所述动力输入轴（51）的轴线与所述动力输出轴（52）的轴线相重合，且所述动力输入轴（51）与所述动力输出轴（52）二者相对应的端部通过第四支撑轴承（504）连接。

7.根据权利要求3所述的工程机械车辆，其特征在于，所述第三支撑轴承（503）为滚针轴承。

8.根据权利要求4所述的工程机械车辆，其特征在于，所述定轴减速齿轮系为单级定轴减速齿轮系，所述动力输入轴（51）与所述动力输出轴（52）平行设置，且所述第一齿轮（53）与所述第二齿轮（54）啮合配合。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的工程机械车辆，其特征在于，所述动力输入轴（51）上设有第二内花键齿段（511），所述液压马达（4）的输出轴上设置有第二外花键齿段，所述第二内花键齿段（511）与所述第二外花键齿段配合。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的工程机械车辆，其特征在于，所述动力输出轴（52）通过连接盘（6）与所述第二驱动桥（22）的输入轴连接；或，所述动力输出轴（52）上设有第三内花键齿段（520），所述第二驱动桥的输入轴上设置有第三外花键齿段，所述第三内花键齿段（520）与所述第三外花键齿段配合。