具有螺线管凸轮致动装置的多模式集成式起动发电机设备制造方法及图纸

为具有发动机的作业车辆提供了组合式起动发电机设备。起动发电机设备包括电机和齿轮组，所述齿轮组被构造成从所述电机和所述发动机接收旋转输入。所述齿轮组被构造成在第一动力流动方向上以至少第一传动比、第二传动比和第三传动比中的一个操作，并在第二动力流动方向上以至少第四传动比操作。起动发电机设备还包括：至少一个离合器，所述至少一个离合器选择性地联接至齿轮组以实现所述传动比；和致动组件，所述致动组件包括至少一个机电螺线管设备，所述至少一个机电螺线管设备被配置成将所述至少一个离合器选择性地从分离位置移位到接合位置，在分离位置，所述至少一个离合器从所述齿轮组分离，在接合位置，所述至少一个离合器联接到所述齿轮组。

【技术实现步骤摘要】
具有螺线管凸轮致动装置的多模式集成式起动发电机设备
本公开涉及作业车辆动力系统，包括用于起动机械动力设备并由该机械动力设备生成电力的装置。
技术介绍
作业车辆(例如，在农业、建筑和林业工业中使用的作业车辆)以及其它传统车辆可以由内燃机(例如，柴油发动机)提供动力，尽管采用混合动力源(例如，发动机和电动马达)正变得更常见。在任何情况下，发动机仍然是作业车辆的主动力源，并且需要来自起动机的机械输入以启动曲轴的旋转和活塞在气缸内的往复运动。用于起动发动机的扭矩需求很高，尤其是对于重型机械中常见的大型柴油发动机来说。作业车辆另外包括需要电力的子系统。为了给作业车辆的这些子系统提供动力，可以使用交流发电机或发电机生成AC或DC动力来利用发动机动力的一部分。然后，通过对来自交流发电机的电流进行逆变来给作业车辆的电池充电。传统上，直接或蛇形带将发动机的输出轴联接到交流发电机以生成AC动力。用于由运行的发动机生成电流的扭矩需求显著低于发动机启动的扭矩需求。为了在发动机与电池之间适当地传递动力以同时起动发动机并生成电力，通常需要许多不同的部件和设备，从而引起关于尺寸、成本和复杂性的问题。
技术实现思路
本公开提供了一种具有集成式变速器的组合式发动机起动发电机设备，该设备例如可以用在用于发动机冷起动和发电的作业车辆中，从而在两种情况下以往返于发动力的更坚固的动力传输实现发动机起动器和交流发电机的双重目的。在一个方面中，本公开提供了一种用于具有发动机的作业车辆的组合式起动发电机设备。该起动发电机设备包括电机和齿轮组，该齿轮组被构造成从电机和发动机接收旋转输入，并在第一动力流动方向和第二动力流动方向上联接电机和发动机。齿轮组被构造成在第一动力流动方向上以至少第一传动比、第二传动比和第三传动比中的一个操作，并且在第二动力流动方向上以至少第四传动比操作。该起动发电机设备还包括至少一个离合器，该至少一个离合器选择性地联接到齿轮组以在第一动力流动方向上实现第一传动比、第二传动比和第三传动比，并在第二动力流动方向上实现第四传动比；和致动组件，该致动组件包括至少一个机电螺线管设备，该至少一个机电螺线管设备被配置成将至少一个离合器选择性地从分离位置移位到接合位置，在分离位置，该至少一个离合器与齿轮组分离，在接合位置，该至少一个离合器联接到齿轮组。在另一方面中，本公开提供一种用于作业车辆的传动系组件。该传动系组件包括发动机；电机；以及齿轮组，该齿轮组被构造成从电机和发动机接收旋转输入，并在第一动力流动方向和第二动力流动方向上联接电机和发动机。该齿轮组被构造成在第一动力流动方向上以至少第一传动比、第二传动比和第三传动比中的一个操作，并且在第二动力流动方向上以至少第三传动比操作。该传动系组件还包括至少一个离合器，该至少一个离合器选择性地联接到齿轮组，以在第一动力流动方向上实现第一传动比、第二传动比和第三传动比，并在第二动力流动方向上实现第四传动比；致动组件，该致动组件包括至少一个机电螺线管设备，该至少一个机电螺线管设备被配置成将至少一个离合器选择性地从分离位置移位到接合位置，在分离位置，至少一个离合器与齿轮组分离，在接合位置，至少一个离合器联接到齿轮组；以及控制器，该控制器联接到至少一个机电螺线管设备以选择性地给机电螺线管设备通电并使机电螺线管设备移位。在附图和下面的描述中阐述了一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利要求书中，其它特征和优点将变得显而易见。附图说明图1是呈农用拖拉机形式的示例性作业车辆的示意性侧视图，其中，可以使用所公开的集成式起动发电机设备；图2是图1的作业车辆的发动机的简化局部立体图，示出了用于示例性起动发电机设备的示例性安装位置；图3是图1的作业车辆的动力传递装置的一部分的示意图，所述动力传递装置具有示例性的起动发电机设备；图4是可以在图1的作业车辆中实施的示例性起动发电机设备的动力传动组件的等距侧视图；图5是用于示例性起动发电机设备的图4的动力传动组件的分解等距视图；图6是用于示例性起动发电机设备的图5的动力传动组件的螺线管凸轮致动装置的部分的局部等距视图；图7是用于示例性起动发电机设备的图6的动力传动组件的螺线管凸轮致动装置的局部第一端视图；图8是用于示例性起动发电机设备的从图4的动力传动组件移除的螺线管凸轮致动装置和离合器装置的等距视图；图9是用于示例性起动发电机设备的从图4的动力传动组件移除的螺线管凸轮致动装置和离合器装置的第一部分的等距视图；图10是用于示例性起动发电机设备的从图4的动力传动组件移除的螺线管凸轮致动装置和离合器装置的第二部分的等距视图；图11是用于示例性起动发电机设备的从图4的动力传动组件移除的螺线管凸轮致动装置和离合器装置的第三部分的等距视图；图12是用于示例性起动发电机设备的从图4的动力传动组件移除的离合器装置和齿轮组的局部分解图；图13是用于示例性起动发电机设备的通过图7的线13-13的动力传动组件的第一横截面图；图14是用于示例性起动发电机设备的通过图7的线14-14的动力传动组件的另一横截面图；图15是用于示例性起动发电机设备的通过图7的线15-15的动力传动组件的第一横截面图；图16是用于示例性起动发电机设备的图13的动力传动组件在发动机冷启动模式期间的局部横截面图；图17是用于示例性起动发电机设备的图14的动力传动组件在发动机热启动模式期间的局部横截面图；图18是用于示例性起动发电机设备的图15的动力传动组件在增强模式期间的局部横截面图；以及图19是用于示例性起动发电机设备的图15的动力传动组件在发电模式期间的局部横截面视图。在各个附图中相同的附图标记表示相同的元件。具体实施方式以下描述了如上面简要描述的图中的附图所示的所公开的起动发电机设备的一个或多个示例性实施例。本领域技术人员可以想到对示例性实施例的各种修改。如本文所使用的，除非另外限制或修改，具有由连接性术语(例如，“和”)分开并且前面还有短语“……中的一个或多个”或“……中的至少一个”的元件的列表指示可能包括该列表中的单独元件或其任何组合的构造或装置。例如，“A、B和C中的至少一个”或“A、B和C中的一个或多个”表示仅A、仅B、仅C、或A、B和C中的两个或更多个的任意组合(例如，A和B；B和C；A和C；或A、B和C)的可能性。如本文所使用的，用语“轴向”指的是大致平行于旋转轴线、对称轴线或一个或多个部件的中心线的尺寸。例如，在具有中心线和相反的大致圆形端部或面的圆柱体或圆盘中，“轴向”尺寸可以指大致平行于中心线在相反的端部或面之间延伸的尺寸。在某些情况下，术语“轴向”可以相对于非圆柱形(或以其它方式径向对称)的部件被使用。例如，容纳旋转轴的矩形壳体的“轴向”尺寸可以被看作是与轴的旋转轴线大致平行的尺寸。此外，如本文所使用的，术语“径向地”可以指相对于从共用中心线、轴线或类似基准向外延伸(例如，在垂直于中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于具有发动机的作业车辆的组合式起动发电机设备，所述起动发电机设备包括：/n电机；/n齿轮组，所述齿轮组被构造成从所述电机和所述发动机接收旋转输入，并在第一动力流动方向和第二动力流动方向上联接所述电机和所述发动机，所述齿轮组被构造成在所述第一动力流动方向上以至少第一传动比、第二传动比和第三传动比中的一个操作，并在所述第二动力流动方向上以至少第四传动比操作；/n至少一个离合器，所述至少一个离合器选择性地联接到所述齿轮组，以在所述第一动力流动方向实现所述第一传动比、所述第二传动比和所述第三传动比，并在所述第二动力流动方向实现所述第四传动比；和/n致动组件，所述致动组件包括至少一个机电螺线管设备，所述至少一个机电螺线管设备被配置成将所述至少一个离合器选择性地从分离位置移位到接合位置，在所述分离位置，所述至少一个离合器与所述齿轮组分离，在所述接合位置，所述至少一个离合器联接到所述齿轮组。/n

【技术特征摘要】
20190416 US 16/386,0751.一种用于具有发动机的作业车辆的组合式起动发电机设备，所述起动发电机设备包括：
电机；
齿轮组，所述齿轮组被构造成从所述电机和所述发动机接收旋转输入，并在第一动力流动方向和第二动力流动方向上联接所述电机和所述发动机，所述齿轮组被构造成在所述第一动力流动方向上以至少第一传动比、第二传动比和第三传动比中的一个操作，并在所述第二动力流动方向上以至少第四传动比操作；
至少一个离合器，所述至少一个离合器选择性地联接到所述齿轮组，以在所述第一动力流动方向实现所述第一传动比、所述第二传动比和所述第三传动比，并在所述第二动力流动方向实现所述第四传动比；和
致动组件，所述致动组件包括至少一个机电螺线管设备，所述至少一个机电螺线管设备被配置成将所述至少一个离合器选择性地从分离位置移位到接合位置，在所述分离位置，所述至少一个离合器与所述齿轮组分离，在所述接合位置，所述至少一个离合器联接到所述齿轮组。


2.如权利要求1所述的组合式起动发电机设备，其中，所述致动组件包括为大致盘形的反作用构件，所述至少一个机电螺线管设备安装在所述反作用构件上。


3.如权利要求2所述的组合式起动发电机设备，
其中，所述反作用构件包括第一反作用构件面和第二反作用构件面，所述第二反作用构件面与所述第一反作用构件面相反并且朝向所述至少一个离合器定向，
其中，所述至少一个机电螺线管设备包括具有第一电枢的第一机电螺线管设备，
其中，所述致动组件还包括第一连杆组件，所述第一连杆组件具有联接到所述至少一个离合器的第一致动销、在所述第一电枢与所述第一致动销之间延伸的第一连杆构件、以及第一枢转元件，所述第一枢转元件安装到所述第一反作用构件面并且联接到所述第一连杆构件，使得所述第一连杆构件能够围绕所述第一枢转元件枢转。


4.如权利要求3所述的组合式起动发电机设备，其中，所述第一机电螺线管设备安装在所述反作用构件的周边上，使得所述第一电枢的致动使所述第一连杆构件枢转并使所述第一致动销和所述至少一个离合器在所述分离位置与所述接合位置之间轴向地移位。


5.如权利要求4所述的组合式起动发电机设备，
其中，所述至少一个离合器包括第一离合器和第二离合器，每个离合器都能够在所述接合位置和所述分离位置之间选择性地定位，以及
其中，所述第一机电螺线管设备被配置成重新定位所述第一离合器，并且其中所述至少一个机电螺线管设备还包括被配置成重新定位所述第二离合器的第二机电螺线管设备。


6.如权利要求5所述的组合式起动发电机设备，
其中，所述第二机电螺线管设备包括第二电枢，
其中，所述致动组件还包括第二连杆组件，所述第二连杆组件具有联接到所述第二离合器的第二致动销、在所述第二电枢和所述第二致动销之间延伸的第二连杆构件、以及第二枢转元件，所述第二枢转元件安装到所述第一反作用构件面并联接到所述第二连杆构件，使得所述第二连杆构件能够围绕所述第二枢转元件枢转，以及
其中，所述第二机电螺线管设备安装在所述反作用构件的周边上，使得所述第二电枢的致动使所述第二连杆构件枢转并使所述第二致动销和所述第二离合器在所述分离位置与所述接合位置之间轴向地移位。


7.如权利要求6所述的组合式起动发电机设备，其中，所述致动组件包括至少一对所述第一机电螺线管设备和至少一对所述第二机电螺线管设备。


8.如权利要求6所述的组合式起动发电机设备，其中，所述第一机电螺线管设备和所述第二机电螺线管设备中的每一个都包括连接元件，所述连接元件被配置成分别接收电流以给所述第一机电螺线管设备和所述第二机电螺线管设备通电。


9.如权利要求6所述的组合式起动发电机设备，其中，所述第一离合器和所述第二离合器是爪式离合器，并且当所述第一离合器和所述第二离合器处于所述分离位置时，所述第二离合器同心地布置在所述第一离合器内。


10.如权利要求6所述的组合式起动发电机设备，
其中，所述至少一个离合器还包括能够在所述接合位置与所述分离位置之间选择性地定位的第三离合器，
其中，所述至少一个机电螺线管设备还包括被配置成重新定位所述第三离合器的第三机电螺线管设备，所述第三机电螺线管设备包括第三电枢，
其中，所述致动组件还包括第三连杆组件，所述第三连杆组件具有联接到所述第三离合器的第三致动销、在所述第三电枢和所述第三致动销之间延伸的第三连杆构件、以及第三枢转元件，所述第三枢转元件安装到所述第一反作用构件面并联接到所述第三连杆构件，使得所述第三连杆构件能够围绕所述第三枢转元件枢转，以及
其中，所述第三机电螺线管设备安装在所述反作用构件的周边上，使得所述第三电枢的致动使所述第三连杆构件枢转，并且使所述第三致动销和所述第三离合器在所述分离位置与所述接合位置之间轴向地移位。


11.如权利要求10所述的组合式起动发电机设备，
其中，所述齿轮组包括复合行星齿轮系，所述复合行星齿轮系包括输入轴、第一级太阳齿轮和第二级太阳齿轮、第一级行星齿轮和第二级行星齿轮、第一级行星齿轮架和第二级行星齿轮架、以及齿圈，且所述第一级行星齿轮架花键联接到所述第二级太阳齿轮；
其中，在发动机冷启动模式中，所述第一离合器处于接合位置以将所述第二级行星齿轮架固定，并且所述第二离合器和所述第三离合器处于分离位置，并且进一步地，来自所述电机的旋转动力以所述第一传动比在所述第一动力流动方向上从输入轴移动到所述第一级太阳齿轮，到达所述第一级行星齿轮，到达所述第一级行星齿轮架，到达所述第二级太阳齿轮，到达所述第二级行星齿轮，并到达所述齿圈，输出到所述发动机；以及
其中，在发动机热启动模式中，所述第二离合器处于所述接合位置以将所述第一级行星齿轮架固定，并且所述第一离合器和所述第三离合器处于所述分离位置，并且进一步地，来自所述电机的旋转动力以所述第二传动比在所述第一动力流动方向上从所述输入轴移动到所述第一级太阳齿轮，到达所述第一级行星齿轮，并到达所述齿圈，输出到所述发动机。


12.如权利要求11所述的组合式起动发电机设备，
其中，在增强模式中，所述第三离合器处于所述接合位置以将所述输入轴联接到所述齿圈，并且所述第一离合器和所述第二离合器处于所述分离位置，并且进一步地，来自所述电机的旋转动力以所述第三传动比在所述第一动力流动方向上从所述输入轴移动到所述第一级太阳齿轮和所述第二级太阳齿轮，到达所述第一级行星齿轮和所述第二级行星齿轮，并到达所述齿圈，输出到所述发动机；以及
其中，在发电模式中，所述第三离合器处于所述接合位置以将所述输入轴联接到所述齿圈，并且所述第一离合器和所述第二离合器处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·R·弗莱尔曼，丽莎·R·劳埃德，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US