CN111114300A - 工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程技术领域，公开了一种工程机械，包括主发动机(10)、分动箱(20)、电机(30)、连接于主发动机的行驶***(40)和作业***(50)，分动箱包括连接于主发动机的动力输入端(21)、动力输出端(22)以及连接于电机的分动输出端(23)，电机连接于作业***以能够驱动作业***，分动箱具有行驶状态和作业状态，其中：在行驶状态，动力输入端与分动输出端断开传动连接；在作业状态，动力输入端和动力输出端断开传动连接，动力输入端和所述分动输出端传动连接。本发明的工程机械能够通过主发动机驱动行驶***并通过电机驱动作业***，提高工作效率。

Description

工程机械

技术领域

本发明涉及工程技术领域，具体地涉及一种工程机械。

背景技术

工程机械例如搅拌车、混凝土泵车等是工程建设过程中不可缺少的设备，其通常具有用于使其工作机构例如搅拌筒等进行工作的工作***和用于移动的行驶***。现有的工程机械，通常使用发动机为工作***和行驶***提供驱动，例如，在工作***工作时，即使行驶***处于停车状态，发动机仍需启动，以向工作***提供驱动力。而发动机此时并不能以最佳工况工作，导致效率不高且因高油耗导致的成本增加。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的效率、成本问题，提供一种工程机械，该工程机械具有更高的工作效率和降低的成本。

一种工程机械，其中，所述工程机械包括主发动机、分动箱、电机、行驶***和作业***，所述分动箱包括动力输入端、动力输出端以及分动输出端，所述动力输入端和所述行驶***分别连接于所述主发动机，所述分动输出端连接于所述电机，所述电机连接于所述作业***以能够驱动所述作业***，所述分动箱具有行驶状态和作业状态，其中：

在所述行驶状态，所述动力输入端与所述分动输出端断开传动连接；

在所述作业状态，所述动力输入端和所述动力输出端断开传动连接，所述动力输入端和所述分动输出端传动连接。

优选地，所述分动箱包括用于切换所述行驶状态和所述作业状态的拨叉。

优选地，所述工程机械包括蓄能装置，所述电机能够通过所述蓄能装置驱动。

优选地，在所述作业状态，所述动力输入端能够与所述分动输出端传动连接，所述电机能够选择性地在驱动所述作业***的第一状态和在用作发电机并将产生的电能存储在所述蓄能装置中的第二状态之间切换。

优选地，所述电机和所述蓄能装置中的至少一者包括AC/DC转换器，所述电机通过所述AC/DC转换器连接于所述蓄能装置。

优选地，所述工程机械包括用于控制所述蓄能装置、所述分动箱、所述行驶***、所述主发动机、所述电机中的至少一者的操作的控制装置。

优选地，所述工程机械包括用于检测所述行驶***和/或所述蓄能装置的工作参数的检测装置，所述控制装置设置为能够根据所述检测装置的反馈控制所述蓄能装置60、所述分动箱、所述行驶***、所述主发动机、所述电机中的至少一者的操作。

优选地，所述控制装置设置为能够进行至少如下任意一种控制：

通过所述主发动机驱动所述行驶***；

通过所述电机驱动所述作业***；

通过所述主发动机驱动所述作业***；

通过所述主发动机带动所述电机发电并将电能存储在所述蓄能装置中。

优选地，所述工程机械包括用于与外部电源连接的接口，所述接口包括用于给所述蓄能装置充电的充电口和/或与所述电机相连以通过外部电源驱动所述电机作业的供电口。

优选地，所述作业***包括能够分别操作的至少两个作业单元。

通过上述技术方案，本发明的工程机械能够具有多种工作模式，其中包括通过主发动机驱动行驶***并通过电机驱动作业***，以确保主发动机、电机各自在经济高效区间工作，提高工作效率。

附图说明

图1是说明本发明的工程机械的一种实施方式的各主要部分的关系示意图；

图2是说明图1中分动箱的结构示意图。

附图标记说明

10-主发动机，20-分动箱，21-动力输入端，22-动力输出端，23-分动输出端，24-拨叉，25-第二传动轴，30-电机，40-行驶***，41-变速箱，42-第一传动轴，43-行走装置，50-作业***，60-蓄能装置，61-AC/DC转换器，62-接口，70-外部电源。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明提供工程机械，其特征在于，所述工程机械包括主发动机10、分动箱20、电机30、行驶***40和作业***50，所述分动箱20包括动力输入端21、动力输出端22以及分动输出端23，所述动力输入端21和行驶***40分别连接于所述主发动机10，所述分动输出端23连接于所述电机30，所述电机30连接于所述作业***50以能够驱动所述作业***50，所述分动箱20具有行驶状态和作业状态，其中：

在所述行驶状态，所述动力输入端21与所述分动输出端23断开传动连接；

在所述作业状态，所述动力输入端21和所述动力输出端22断开传动连接，所述动力输入端21和所述分动输出端23传动连接。

通过分动箱的不同状态，本发明的工程机械能够具有多种工作模式，其中包括通过主发动机10驱动行驶***40并通过电机30驱动作业***50，以确保主发动机10、电机30各自在经济高效区间工作，提高工作效率。

具体的，当需要行驶***40运行时，可以使分动箱20处于行驶状态，即不通过主发动机10向分动输出端23传递动力，主发动机10驱动行驶***，实现主发动机10驱动行驶。当需要进行停车作业时，主发动机10可以关闭，通过向电机30提供电力，以通过电机30在其经济高效区间驱动作业***50进行作业，提高了作业效率。

其中，行驶***40和分动箱20可以分别连接于主发动机10的两个取力口，以便分别通过主发动机10驱动。

另外，本发明的工程机械还可以具有其他工作模式，这在下文进行详细说明。

行驶***40可以包括变速箱41、第一传动轴42和行走装置43，变速箱41连接于主发动机10的轴，并通过第一传动轴42连接行走装置43。

本发明中，分动箱20可以通过适当方式切换行驶状态和作业状态。例如，在图2所示的实施方式中，所述分动箱20包括用于切换所述行驶状态和所述作业状态的拨叉24。

具体的，如图2所示，当需要切换至行驶状态时，拨叉24向右移动，动力输入端21通过拨叉25与动力输出端22连接，从而主发动机10的动力驱动行驶***40，且此时动力输入端21与分动输出端23断开传动连接。当需要切换至作业状态时，拨叉24向左移动，动力输入端21通过拨叉24与分动箱20内的传动齿轮组连接，继而与分动输出端23传动连接，且此时动力输入端21与动力输出端22断开传动连接。可以理解，因分动箱与主发动机、电机连接，主发动机通过分动箱驱动电机时，分动箱内的传动齿轮组具备将发动机输出转速进行减速或增速的功能，以更好的适应作业***的需求。

另外，为向电机30供电，可以外接电源，也可以通过设置额外的移动电源。优选地，所述工程机械包括蓄能装置60，所述电机30能够通过所述蓄能装置60驱动。

此外，为实现更多工作模式，在所述作业状态，所述动力输入端21能够与所述分动输出端23传动连接。由此，在作业状态，虽然主发动机10与行走***40断开传动连接，但主发动机10的动力可以通过分动输出端23输出。也就是说，可以通过主发动机10带动电机30，继而驱动作业***50。其中，电机30可以通过第二传动轴25连接于分动输出端23。

优选地，所述电机30能够选择性地在驱动所述作业***50的第一状态和在用作发电机并将产生的电能存储在所述蓄能装置60中的第二状态之间切换。其中，在通过电机30驱动作业***50时，电机30处于第一状态；在蓄能装置60电量不足时，即可通过主发动机10带动电机30在第二状态下发电并将电能存储在蓄能装置60中。另外，在主发动机10带动电机30驱动作业***50时，电机30处于第二状态，此时根据作业***50所处的作业状态决定是否对蓄能装置60充电。具体的，当主发动机10驱动作业***50且输出的功率较大而供应由于作业状态使得作业***50所需功率较小的情况下(例如车载式混凝土泵车的待料状态)，富余的能量可以通过电机30发电并存储在蓄能装置60中。当主发动机10驱动作业***50且作业***50所需功率较小的情况下(例如车载式混凝土泵车的泵送状态)，主发动机10的功率基本上全部用于带动电机30，继而驱动作业***50，电机30虽然处于第二状态，但基本上不对蓄能装置60充电。

为便于电能的转换、存储，可以在蓄能装置60、电机30上设置相应的转换器。具体的，所述电机30和所述蓄能装置60中的至少一者包括AC/DC转换器61，所述电机30通过所述AC/DC转换器61连接于所述蓄能装置60。需要说明的是，此处所述AC/DC转换器能实现交流电与直流电的双向转换。在图1所示的实施方式中，蓄能装置60设置有AC/DC转换器61。

此外，为便于通过电能工作，所述工程机械可以包括用于与外部电源连接的接口62，所述接口62包括用于给所述蓄能装置60充电的充电口和/或与所述电机30相连以通过外部电源驱动所述电机30作业的供电口。由此，在工程机械处于方便接电(有外部电源70)的状态下，可以通过充电口从外部电源向蓄能装置60充电，并且可以通过供电口由外部电源70向电机30直接供电而驱动作业***。

另外，控制装置可以设置为根据行驶***40和/或蓄能装置60的状态进行相应的控制，为此，所述工程机械包括用于检测所述行驶***40和/或所述蓄能装置60的工作参数的检测装置，所述控制

装置设置为能够根据所述检测装置的反馈控制所述蓄能装置60、所述分动箱20、所述行驶***40、所述主发动机10、所述电机30中的至少一者的操作。

其中，根据所需控制的具体部件，控制装置可以包括具体的元器件，例如可以包括电机控制器(控制电机30)、能量管理控制器(控制蓄能装置60)、变速箱控制器、制动控制器(控制行驶***40的制动器)等。

其中，根据所检测的工作参数，检测装置可以是各种适当类型，例如可以为行驶***40的变速箱41的输出转速、扭矩、行驶***40的行走装置43的车轮转速、蓄能装置60的电量、制动踏板的状态参数等。根据这些工作参数，控制装置可以进行相应的控制。例如，当检测装置反馈行走装置的车轮转速为0，则控制装置判断此时为停车状态，当此时蓄能装置60的电量充足且通过作业***50进行作业时，控制装置可以控制蓄能装置60对电机30供电，以通过电机30驱动作业***50工作。

优选地，所述控制装置设置为能够进行至少如下任意一种控制：

第一模式：通过所述主发动机10驱动所述行驶***40；

第二模式：通过所述电机30驱动所述作业***50；

第三模式：通过所述主发动机10驱动所述作业***50；

第四模式：通过所述主发动机10带动所述电机30发电并将电能存储在所述蓄能装置60中。

下面参考图1的实施方式详细说明上述各种模式的应用。

第一模式：此模式下通过主发动机10驱动行驶***40，此时，分动箱20处于行驶状态，具体的能量传递路径为：主发动机10→行驶***40。

第二模式：此模式下通过电机30驱动作业***50，此时，分动箱20处于行驶状态，具体的能量传递路径为：电机30→作业***50。此模式下，可以通过蓄能装置60或外部电源70对电机30供电。

第三模式：此模式下通过主发动机10驱动作业***50，此时，分动箱20处于作业状态，具体的能量传递路径为：主发动机10→动力输入端21→分动输出端23→电机30→作业***50。

第四模式：此模式下通过主发动机10带动电机30作为发电机使用而发电并将产生的电能存储在蓄能装置60中，此时，分动箱20处于作业状态，具体的能量传递路径为：主发动机10→动力输入端21→分动输出端23→电机30→蓄能装置60。

当然，上述模式也可以在互不干扰的情况下混合使用。例如通过主发动机10驱动作业***50的同时带动电机30对蓄能装置60充电。另外，在停车状态且需要主发动机10的较大功率的情况(例如驱动作业***50)下，变速箱41可以切换为空档，以将主发动机10的大部分功率用于驱动作业***50。当然，也可以在主发动机10驱动行驶***40的同时通过分动箱20带动电机30对蓄能装置60充电。

另外，为提供更多工作模式，所述作业***50可以包括能够分别操作的至少两个作业单元，以在不同工作模式下选择不同的作业单元进行工作。例如，以工程机械为车载式混凝土泵车为例，作业***50包括用于泵送混凝土的主油泵、用于驱动摆缸的恒压泵和用于驱动搅拌装置的齿轮泵，在泵送物料的泵送作业中，主油泵、恒压泵和齿轮泵均处于工作状态；在等待物料的待料作业中，输料泵停止工作，但为保持料斗内混凝土不离析，恒压泵和齿轮泵仍处于工作状态。

其中，在待料作业中，可以选择主发动机10驱动或者电机30驱动，在使用主发动机10驱动时，富余能量可以通过电机30回收。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。本发明包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括主发动机(10)、分动箱(20)、电机(30)、行驶***(40)和作业***(50)，所述分动箱(20)包括动力输入端(21)、动力输出端(22)以及分动输出端(23)，所述动力输入端(21)和所述行驶***(40)分别连接于所述主发动机(10)，所述分动输出端(23)连接于所述电机(30)，所述电机(30)连接于所述作业***(50)以能够驱动所述作业***(50)，所述分动箱(20)具有行驶状态和作业状态，其中：

在所述行驶状态，所述动力输入端(21)与所述分动输出端(23)断开传动连接；

在所述作业状态，所述动力输入端(21)和所述动力输出端(22)断开传动连接，所述动力输入端(21)和所述分动输出端(23)传动连接。

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述分动箱(20)包括用于切换所述行驶状态和所述作业状态的拨叉(24)。

3.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括蓄能装置(60)，所述电机(30)能够通过所述蓄能装置(60)驱动。

4.根据权利要求3所述的工程机械，其特征在于，在所述作业状态，所述动力输入端(21)能够与所述分动输出端(23)传动连接，所述电机(30)能够选择性地在驱动所述作业***(50)的第一状态和在用作发电机并将产生的电能存储在所述蓄能装置(60)中的第二状态之间切换。

5.根据权利要求4所述的工程机械，其特征在于，所述电机(30)和所述蓄能装置(60)中的至少一者包括AC/DC转换器(61)，所述电机(30)通过所述AC/DC转换器(61)连接于所述蓄能装置(60)。

6.根据权利要求4所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括用于控制所述蓄能装置(60)、所述分动箱(20)、所述行驶***(40)、所述主发动机(10)、所述电机(30)中的至少一者的操作的控制装置。

7.根据权利要求6所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括用于检测所述行驶***(40)和/或所述蓄能装置(60)的工作参数的检测装置，所述控制装置设置为能够根据所述检测装置的反馈控制所述蓄能装置60、所述分动箱(20)、所述行驶***(40)、所述主发动机(10)、所述电机(30)中的至少一者的操作。

8.根据权利要求7所述的工程机械，其特征在于，所述控制装置设置为能够进行至少如下任意一种控制：

通过所述主发动机(10)驱动所述行驶***(40)；

通过所述电机(30)驱动所述作业***(50)；

通过所述主发动机(10)驱动所述作业***(50)；

通过所述主发动机(10)带动所述电机(30)发电并将电能存储在所述蓄能装置(60)中。

9.根据权利要求3所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括用于与外部电源连接的接口(62)，所述接口(62)包括用于给所述蓄能装置(60)充电的充电口和/或与所述电机(30)相连以通过外部电源(70)驱动所述电机(30)作业的供电口。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的工程机械，其特征在于，所述作业***(50)包括能够分别操作的至少两个作业单元。

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