一种集成式混联取力系统及起重机技术方案

本发明专利技术公开了一种集成式混联取力系统及起重机，取力系统包括动力电池、BMS、高压配电单元、OBC、外接电源、MCU、取力器、液压油泵和用于无级调速的耦合器，耦合器内部包括输入轴、输出轴和调节耦合器转矩及扭矩的电机，动力电池通过BMS与高压配电单元连接，高压配电单元通过MCU连接电机，为电机提供电源，外接电源通过OBC连接高压配电单元，为电机提供电源及对动力电池进行充电，耦合器输入轴与取力器连接，输出轴与液压油泵连接。本发明专利技术解决了现有技术中输出转速范围小、发动机调节顿挫噪声大、能源损耗高的问题。能源损耗高的问题。能源损耗高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式混联取力系统及起重机


[0001]本专利技术涉及一种集成式混联取力系统及起重机，属于工程机械


技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，全球对环境治理、能源短缺等问题持续关注，国家对工程机械行业的能源消耗不断重视，整个工程机械行业朝着节能减排的方向发展。目前，传统汽车起重机通过发动机驱动底盘行驶和上车作业，由于底盘行驶功率远高于上车作业，发动机根据底盘行驶需要进行匹配。在上车作业时，由于发动机功率大，发动机往往不能在高效区工作，造成燃油消耗率较高，同时伴随大量有害气体的排放，经济性较差。为解决此问题，市场上出现了油电混合驱动上车作业系统，发动机、电机同轴布置，两者可单独或一起驱动上车作业，但由于缺少专用耦合机构，发动机工作时，电机不对发动机进行调速仅调节扭矩，调节时容易存现顿挫、抖动，且发动机难以长期工作在最佳经济区间。此外，由于取力器为固定速比，上车作业速度取决于发动机转速，高速作业时，发动机转速高、噪声大，油耗高；低速作业时，发动机转速无法降低到怠速以下，作业微动性难以保证。
[0003]现有的混合动力取力系统工作原理如图1所示，此系统有两种作业模式，一种是发动机工作时，动力经发动机、离合器、变速箱、取力器、电机及液压油泵传递给上车进行作业，此时电机空转；另一种模式，电机直接驱动液压泵，通过液压系统驱动上车进行作业，此时，电机输入端传动轴和变速箱取力器在电机作用下空转。
[0004]现有的起重机工作过程，存在以下缺点：电机与取力器同轴相连，电机个数与取力器相同。如果上车液压系统需要变速箱有多个取力器，则需要多个电机，系统成本急剧增加，且电机需要空间较大，实际车辆难以布置；起重机采用电机进行上车作业时，电机会带动取力器一起转动，增加了额外的转动惯量，耗电量增大；起重机采用发动机进行上车作业时，发动机会带动电机转子转动，增加了额外的转动惯量，耗油量增加，两种方式均不是最经济的方案；取力器采用固定速比，上车作业速度完全取决于动力源转速，动力源难以工作在最佳经济区间。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种集成式混联取力系统及起重机，解决了现有技术中取力器速比不可调，发动机高速输出噪声大、油耗高的问题，同时也避免了电机在调节发动机输出扭矩时带来的顿挫感。
[0006]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
[0007]一种集成式混联取力系统，包括动力电池、BMS、高压配电单元、OBC、外接电源、MCU、取力器、液压油泵和用于无级调速的耦合器；
[0008]耦合器内部包括输入轴、输出轴和调节耦合器转速及扭矩的电机；
[0009]动力电池通过BMS与高压配电单元连接；
[0010]高压配电单元通过MCU连接电机，为电机提供电源；
[0011]外接电源通过OBC连接高压配电单元，为电机提供电源及对动力电池进行充电；
[0012]耦合器输入轴与取力器连接，输出轴与液压油泵连接。
[0013]进一步地，前述耦合器包括第一速比调节齿轮组、行星架、第二调节齿轮组、太阳轮、外齿圈、第一电机和第二电机；
[0014]第一速比调节齿轮组包括第一速比调节齿轮和第二速比调节齿轮, 第二速比调节齿轮组包括第三速比调节齿轮和第四速比调节齿轮，输入轴包括第一输入轴和第二输入轴；
[0015]第一输入轴与第一速比调节齿轮同轴连接，第一输入轴外接取力器，第二速比调节齿轮与行星架连接；
[0016]行星架通过行星轮外接外齿圈，内接太阳轮；
[0017]第二输入轴与第二电机转子连接，第二输入轴与第三速比调节齿轮同轴连接，第四速比调节齿轮与太阳轮同轴连接；
[0018]输出轴与外齿圈连接，外齿圈与第一电机的转子同轴连接。
[0019]进一步地，前述还包括制动元件；
[0020]第一速比调节齿轮通过制动元件和耦合器壳体连接；
[0021]第三速比调节齿轮通过制动元件和耦合器壳体连接。
[0022]进一步地，前述制动元件是离合器或制动器。
[0023]进一步地，前述第一电机壳体与耦合器内部壳体连接，第二电机壳体与耦合器内部壳体连接。
[0024]进一步地，前述还包括离合器，离合器连接第一输入轴的输入端。
[0025]一种起重机，包括前述任一项的一种集成式混联取力系统。
[0026]本专利技术所达到的有益效果：
[0027]1、耦合器速比无级可调，减少了发动机转速工作范围，降低了产品噪声，同时提高了输出转速范围；
[0028]2、实现发动机和电机三个动力源的单独或混联输入，提高了起重机的工况适应能力；
[0029]3、第二电机对耦合器输出转速进行调节，第一电机对耦合器输出扭矩进行调节，使发动机扭矩、转速始终工作在最佳经济区间，提高了发动机效率，降低了燃油消耗；
[0030]4、双电机通过耦合器进行转速、扭矩调节，输出扭矩不发生波动，上车作业稳定；
[0031]5、在第二电机调速过程中，当第二电机扭矩与转速方向相反时，电机进行能量回收，可以为电池进行充电，节约能耗；
[0032]6、某一输入轴单独运行时，另一输入轴锁死，减少了额外的转动惯量，降低了系统消耗。
附图说明
[0033]图1是现有的混合动力取力系统；
[0034]图2是本专利技术集成式混联取力耦合器第一实施例；
[0035]图3是本专利技术集成式混联取力耦合器第二实施例；
[0036]图4是本专利技术集成式混联取力耦合器第三实施例；
[0037]图5是本专利技术集成式混联动力取力系统。
[0038]图中附图标记的含义：1
‑
第一速比调节齿轮组；2
‑
行星架；3
‑
第二调节齿轮组；4
‑
太阳轮；5
‑
外齿圈；6
‑
制动元件；8
‑
第一电机；9
‑
第二电机；10
‑
离合器；1a
‑
第一速比调节齿轮; 1b
‑
第二速比调节齿轮；3a
‑
第三速比调节齿轮；3b
‑
第四速比调节齿轮。
具体实施方式
[0039]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0040]本实施例公开了一种集成式混联取力耦合器，如图2所示，该耦合器包括差动轮系，第一输入轴通过第一速比调节齿轮组1与行星架2连接，第一速比调节齿轮组1包括第一速比调节齿轮1a和第二速比调节齿轮1b，第一输入轴与第一速比调节齿轮1a同轴连接，第一速比调节齿轮1a还通过制动元件6和耦合器壳体连接，实现第一输入端的解锁与锁止，制动元件优选离合器或制动器，第二速比调节齿轮1b与行星架2连接。
[0041]第二输入轴与第二电机9转子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式混联取力系统，其特征在于，包括动力电池、BMS、高压配电单元、OBC、外接电源、MCU、取力器、液压油泵和用于无级调速的耦合器；所述耦合器内部包括输入轴、输出轴和调节耦合器转速及扭矩的电机；所述动力电池通过BMS与高压配电单元连接；所述高压配电单元通过MCU连接电机，为电机提供电源；所述外接电源通过OBC连接高压配电单元，为电机提供电源及对动力电池进行充电；所述耦合器输入轴与取力器连接，输出轴与液压油泵连接。2.根据权利要求1所述的一种集成式混联取力系统，其特征在于，所述耦合器包括第一速比调节齿轮组（1）、行星架（2）、第二速比调节齿轮组（3）、太阳轮（4）、外齿圈（5）、第一电机（8）和第二电机（9）；所述第一速比调节齿轮组（1）包括第一速比调节齿轮（1a）和第二速比调节齿轮（1b）, 所述第二速比调节齿轮组（3）包括第三速比调节齿轮（3a）和第四速比调节齿轮（3b），所述输入轴包括第一输入轴和第二输入轴；所述第一输入轴与第一速比调节齿轮（1a）同轴连接，所述第一输入轴外接取力器，所述第二速比调节齿轮（1b）与行星架（2）连接；所述行星架（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建国，刘建利，曹希存，吴高腾，陈延波，王文庆，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：新型
国别省市：