CN110843438B - 一种动力传动系及含有该动力传动系的水陆两栖车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力传动系及含有该动力传动系的水陆两栖车辆，其包括底盘，所述底盘上设置有车桥和船用推进单元，所述底盘上布置有两个发动机，一个发动机通过第一传动装置与所述船用推进单元传动连接，另一个发动机通过第二传动装置与所述车桥和所述船用推进单元传动连接。本发明利用双发动机和变速传动装置，显著增大发动机水上驱动功率，同时降低陆地行驶油耗，并有利于两栖车尺寸布置和重心调整。

Description

一种动力传动系及含有该动力传动系的水陆两栖车辆

技术领域

本发明涉及一种动力传动系，属于水陆两栖车技术领域，具体涉及一种动力传动系及该动力传动系的水陆两栖车辆。

背景技术

水陆两栖车(amphibian)亦被称为水陆两用车，水陆两用船(艇)。它们通常分为三类，一类是排水型水陆两栖车(displacement amphibians)，该类型具有较好的陆地性能和缓慢的水上性能，第二类是滑水型水陆两栖车(planing amphibians)，该类型具有很好的水上性能和较低的陆地高速性和越野性，第三类是过渡型水陆两栖车(transitionalamphibians)，该类型具有适中的水上性能和陆地性能。

中国专利CN1446151A的说明书中公开了一种动力传动系配置，在该配置中，单一的发动机和传动装置位于车辆中后部，动力的输出端面对车辆前方，通过分动器向前后车桥输出动力，水上推进装置通过皮带轮或发动机正时端(timing end)进行取力。

中国专利CN104995046A的说明书中公开了一种动力传动系配置，在该配置中，单一的发动机和传动装置位于车辆中部，动力的输出端面对车辆后方，通过分动器向前后车桥和水上推进装置同时或分时输出动力。

美国专利US005752862A的说明书中公开了一种动力传动系配置，在该配置中，单一的发动机和传动装置位于车辆中部，发动机动力通过分动器向前轮输出动力驱动履带，同时分动器向后输出双轴动力驱动水上推进装置。

序号为EP0341009的欧洲专利公开了一种动力传动系配置，在该配置中，单一的发动机和传动装置位于车辆后方，传动装置输出端面向前方，传动装置经由一个驱动轴驱动车辆后轮，水上推进装置通过发动机正时端(timing end)进行取力。

以上所公开描述的两栖车辆动力传动系对于排水型或轻载荷滑水型两栖车是有效的，但是对于同时追求大载荷和较高陆地和水上性能的两栖车，则会受到发动机功率和尺寸布置的限制而无法实现其综合性能。尤其是对于较高陆地越野性的两栖车，车辆长宽比小，水上行驶阻力大，要求发动机水上功率更高，但对于陆地功率已有余。因此两栖车追求的发动机水上输出功率与陆地输出功率比值越高，则综合油耗更低，水上性能和经济效益更优。

发明内容

新型水陆两栖车追求高航速、轻质化和低油耗等多目标优化，由于我国传统发动机工业体系相对国外仍不完善，高功率密度的发动机型谱缺口较大，新型水陆两栖车的发动机选型仍然存在困难，采用单一大功率发动机应用于高速两栖车，会导致发动机重量过大使得整车重心布置不合理，无法与水上高速航行所需的浮心位置相匹配使得整车设计失败。另一方面陆地行驶时采用单一大功率发动机存在“大马拉小车”现象，使得油耗和油箱容积较大，传动***过载设计，不利于整车轻量化。

本发明的一个目的是，提供一种针对水陆两栖车的动力传动系，其利用双发动机和变速传动装置，显著增大发动机水上驱动功率，同时降低陆地行驶油耗，并有利于两栖车尺寸布置和重心调整。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种动力传动系，其包括底盘，所述底盘上设置有车桥和船用推进单元，所述底盘上布置有两个发动机，一个发动机通过第一传动装置与所述船用推进单元传动连接，另一个发动机通过第二传动装置与所述车桥和所述船用推进单元传动连接。

在本发明的一种优选实施方案中，两个发动机均与所述底盘的中心轴平行布置，两个发动机的重心位于中心轴的两侧。该技术特征实现了整车重心位置的调整，使得整车重心能够与水上高速航行所需的浮心位置相匹配。

在本发明的一种优选实施方案中，仅连接有船用推进单元的发动机位于同时连接有车桥和船用推进单元的发动机的上游。一般陆地行驶工作的发动机同时连接车桥和船用推进单元，布置空间受限，可置于车体中部。仅连接有船用推进单元的发动机布置在上游，使得两栖车空载重心靠前，满载时货舱压载布置在车尾，有利于货物装卸。这种布置多用于航速要求不高的两栖货物运输车。

在本发明的一种优选实施方案中，仅连接有船用推进单元的发动机位于同时连接有车桥和船用推进单元的发动机的下游。一般陆地行驶工作的发动机同时连接车桥和船用推进单元，布置空间受限，可置于车体中部。仅连接有船用推进单元的发动机布置在下游，使得两栖车空满载重心靠后，当重心在浮心之后时，车体浮态形成尾倾，有利于两栖车体快速起滑到达滑行体模式，进入高速滑行状态。同时驾乘人员布置在车体前方和中部，有利于乘员舱和动力舱分离，提升整车安全性。

在本发明的一种优选实施方案中，所述底盘上设置有两套船用推进单元，每套船用推进单元传动里连接有一个发动机。

在本发明的一种优选实施方案中，所述车桥包括前车桥和后车桥。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第二传动装置包括第一分动器和第二分动器，所述第一分动器的输入端与所述发动机的输出端传动连接，所述第一分动器的第一输出端与所述船用推进单元传动连接，所述第一分动器的第二输出端与所述第二分动器的输入端传动连接，所述第二分动器的第一输出端与所述前车桥传动连接，所述第二分动器的第二输出端与所述后车桥传动连接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第一分动器的第二输出端与所述第二分动器的输入端通过变速机构传动连接之间。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第二传动装置包括变速机构和分动器，所述变速机构的一端与所述发动机的输出端传动连接，所述变速机构的另一端与所述分动器的输入端传动连接，所述分动器的第一输出端与所述船用推进单元传动连接，所述分动器的第二输出端与所述前车桥传动连接，所述分动器的第三输出端与所述后车桥传动连接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述车桥包括前车桥、中车桥和后车桥。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第二传动装置包括第一分动器和第二分动器，所述第一分动器的输入端与所述发动机的输出端传动连接，所述第一分动器的第一输出端与所述船用推进单元传动连接，所述第一分动器的第二输出端与所述第二分动器的输入端传动连接，所述第二分动器的第一输出端与所述中车桥传动连接，所述中车桥与所述后车桥传动连接，所述第二分动器的第二输出端与所述前车桥传动连接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第一分动器的第二输出端与所述第二分动器的输入端通过变速机构传动连接之间。

在本发明的一种优选实施方案中，所述发动机动力与所述船用推进单元之间设置有离合器。

在本发明的一种优选实施方案中，发动机可由飞轮端或曲轴前端输出动力驱动传动***。

在本发明的一种优选实施方案中，一个发动机布置在车辆前后桥之间，另一个发动机布置在前桥之前或后桥之后。

在本发明的一种优选实施方案中，发动机可由飞轮端或曲轴前端输出动力驱动传动***。

在本发明的一种优选实施方案中，发动机动力输出至前后桥车轮可以通过传动轴连接变速机构和分动器，也可以通过发动机与变速机构和分动器对接的型式输出动力。

在本发明的一种优选实施方案中，两个发动机动力输出至船用推进单元之间可以设置两个离合器，以便有选择地连接和分离对船用推进单元的驱动。

在本发明的一种优选实施方案中，船用推进单元可以是喷水推进器或者船用螺旋桨。

本发明还公开了一种水陆两栖车辆，其使用了前述的动力传动系。

本发明的有益效果是：本发明结构简单且可显著增大两栖车水上驱动功率，同时降低陆地行驶比油耗，并有利于两栖车尺寸布置和重心调整。其通过在底盘上布置两个轻质化发动机，从而方便了车辆底盘重心位置的调整，使其可以根据实际情况的需要调节重心相对浮心的位置；进一步的，本发明通过将一个发动机的动力输出至驱动车桥和船用推进单元，从而可以根据需要提供合理的动力输出，大幅降低陆地传动***的扭矩，达到轻质化设计目的。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施方案的动力传动系的俯视图，

其中一个发动机连接分动器后动力分为两路，一路动力通过传动轴驱动一个船用推进单元，另一路动力通过传动轴连接变速机构后再次连接分动器，分别驱动前后桥车轮；

图2是根据本发明的第二个优选实施方案的动力传动系的俯视图；其中一个发动机连接变速机构和分动器后动力分为三路，一路动力通过传动轴驱动一个船用推进单元，另两路动力通过传动轴分别驱动前后桥车轮；

图3是根据本发明的第三个优选实施方案的动力传动系的俯视图；其中一个发动机动力通过变速机构和两级分动器输出至前中后三轴车轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一种动力传动系，包括底盘，底盘上设置有车桥和船用推进单元，底盘上布置有两个发动机(一个发动机动力全部作用于一个船用推进单元；另一个发动机连接分动器后动力分为两路并通过离合实现两路动力相互切换，一路动力通过传动轴驱动一个船用推进单元，另一路动力通过传动轴连接变速机构分别驱动前后桥车轮，这两路动力也可同时输出用于水陆交接地带的联合驱动)，一个发动机通过第一传动装置与船用推进单元传动连接，另一个发动机通过第二传动装置与车桥和船用推进单元传动连接；两个发动机均与所述底盘的中心轴平行布置，本发明的中心轴是指沿底板长度方向(汽车行驶方向)的对称轴，两个发动机的重心位于长对称轴的两侧，本发明的仅连接有船用推进单元的发动机位于同时连接有车桥和船用推进单元的发动机的上游或者仅连接有船用推进单元的发动机位于同时连接有车桥和船用推进单元的发动机的下游，这两种布置方式会带来不同的技术效果。

本发明的车桥可以包括前车桥和后车桥，也可以包括前车桥、中车桥和后车桥。

实施例1：当发明的车桥包括前车桥和后车桥时，第二传动装置包括第一分动器和第二分动器，第一分动器的输入端与发动机的输出端传动连接，第一分动器的第一输出端与船用推进单元传动连接，第一分动器的第二输出端与第二分动器的输入端传动连接，第二分动器的第一输出端与前车桥传动连接，第二分动器的第二输出端与后车桥传动连接。优选地，第一分动器的第二输出端与第二分动器的输入端通过变速机构传动连接之间。

实施例2：当发明的车桥包括前车桥和后车桥时，第二传动装置包括变速机构和分动器，变速机构的一端与发动机的输出端传动连接，变速机构的另一端与分动器的输入端传动连接，分动器的第一输出端与船用推进单元传动连接，分动器的第二输出端与前车桥传动连接，分动器的第三输出端与后车桥传动连接，一个发动机动力全部作用于一个船用推进单元；另一个发动机连接变速机构和分动器后动力分为三路并通过离合实现动力相互切换，一路动力通过传动轴驱动一个船用推进单元，另两路动力通过传动轴连接分别驱动前后桥车轮，这三路动力可同时输出用于水陆交接地带的联合驱动，也可切换至仅输出水上喷泵动力或陆上车轮动力。

实施例3：当发明的车桥包括前车桥、中车桥和后车桥时，第二传动装置包括第一分动器和第二分动器，第一分动器的输入端与发动机的输出端传动连接，第一分动器的第一输出端与船用推进单元传动连接，第一分动器的第二输出端与第二分动器的输入端传动连接，第二分动器的第一输出端与中车桥传动连接，中车桥与后车桥传动连接，第二分动器的第二输出端与前车桥传动连接。优选地，第一分动器的第二输出端与第二分动器的输入端通过变速机构传动连接之间。

优选地，发动机动力与船用推进单元之间设置有离合器。

本发明还公开了一种水陆两栖车辆，其使用了前述的动力传动系。

为了更进一步的方便理解，参照附图图1可知，本发明的动力传动系包括：

两个原动机(发动机)11、12；一个变速机构14；两个分动器13、15；两个船用推进单元，左舷喷水推进器61，右舷喷水推进器62；两个船用减速器，左舷喷泵减速器23，右舷喷泵减速器24；两个车桥，前车桥21、后车桥22；四个车轮，左前车轮51、右前车轮52、左后车轮53、右后车轮54；四个车轮半轴，左前半轴31、右前半轴32、左后半轴33、右后半轴34；三个水上驱动轴，左舷驱动轴35、右舷前驱动轴40、右舷后驱动轴41；四个陆地驱动轴，前桥第一驱动轴38、前桥第二驱动轴39、后桥第一驱动轴37、后桥第二驱动轴36；44-传动轴；

在此实例中，发动机11、12是两个内燃机，可以功率相同，也可功率不同。两个发动机被纵向安装在两栖车内且动力输出轴线与车身轴线大致对齐，两个发动机可并排安装也可前后交错安装以便调整整车重心。

变速机构和分动器布置在一个发动机后方。变速机构可以包括手动、自动、手自一体、无级或双离合变速器等可变速传动装置。

分动器13的输入与发动机12输出直接对接，动力输出至少两路，一路输出给变速机构用于陆地驱动，另一路输出给船用减速器用于水上驱动。分动器13中设置有离合器及操纵机构，用于切换动力输出仅供给陆地驱动，或仅供给水上驱动，或同时供给陆地和水上驱动。

分动器15的输入与变速机构14输出直接对接或通过传动轴连接，动力输出至少两路，一路输出给前桥，另一路输出给后桥。

船用减速器23、24分别承接两个发动机11、12的动力输出，主要用于调整发动机和喷水推进器之间的最佳转速匹配，如当减速比为1时，船用减速器23、24也可取消。

在此实例中，象征性示出的船用推进单元是喷水推进器，也可采用螺旋桨或其他合适的水用推进***。

实施例2：

图2示出了根据本发明的第二个实施方案。该方案类似于图1所示方案，不同处在于发动机12输出不再连接分动器13，而是直接与变速机构14连接。分动器15的输入与变速机构14输出直接对接或通过传动轴连接，分动器15的动力输出至少三路，一路输出给前桥，第二路输出给后桥，第三路输出给船用推进单元62。这种布置的好处是可进一步减轻传动装置的重量，同时便于调整重心。

实施例3：

图3示出了根据本发明的第三个实施方案。该方案类似于图1所示方案，不同处在于车辆由前后两车桥增加为前中后三个车桥，为实现全轮驱动，分动器15的输出分为两路，一路输出给前桥21，第二路输出给中桥25，中桥减速器具备二级分动器功能，一路输出给后桥22，另两路分别输出给中桥左右半轴42、43。这种布置的好处是可进一步提升本发明的应用空间，使其应用于三轴水陆两栖车辆。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种动力传动系，包括底盘，所述底盘上设置有车桥和船用推进单元，其特征在于：所述底盘上布置有两个发动机，一个发动机通过第一传动装置与所述船用推进单元传动连接，另一个发动机通过第二传动装置与所述车桥和所述船用推进单元传动连接；所述车桥包括前车桥、中车桥和后车桥；所述第二传动装置包括第一分动器和第二分动器，所述第一分动器的输入端与所述发动机的输出端传动连接，所述第一分动器的第一输出端与所述船用推进单元传动连接，所述第一分动器的第二输出端与所述第二分动器的输入端传动连接，所述第二分动器的第一输出端与所述中车桥传动连接，所述中车桥与所述后车桥传动连接，所述第二分动器的第二输出端与所述前车桥传动连接。

2.根据权利要求1所述的动力传动系，其特征在于：两个发动机均与所述底盘的中心轴平行布置，两个发动机的重心位于长对称轴的两侧。

3.根据权利要求1所述的动力传动系，其特征在于：仅连接有船用推进单元的发动机位于同时连接有车桥和船用推进单元的发动机的上游。

4.根据权利要求1所述的动力传动系，其特征在于：仅连接有船用推进单元的发动机位于同时连接有车桥和船用推进单元的发动机的下游。

5.根据权利要求1所述的动力传动系，其特征在于：所述底盘上设置有两套船用推进单元，每套船用推进单元传动连接有一个发动机。

6.根据权利要求1所述的动力传动系，其特征在于：所述第一分动器的第二输出端与所述第二分动器的输入端通过变速机构传动连接。

7.根据权利要求1所述的动力传动系，其特征在于：所述发动机与所述船用推进单元之间设置有离合器。

8.一种水陆两栖车辆，其特征在于：其使用了如权利要求1-7任意一项所述的动力传动系。

Images