專利名稱：一種混凝土攪拌車的混合動力驅(qū)動裝置及混凝土攪拌車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種車輛驅(qū)動設(shè)備及相應(yīng)的車輛，特別是涉及ー種混凝土攪拌車的混合動カ驅(qū)動裝置及混凝土攪拌車。
背景技術(shù)：
液壓混合動カ是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的有效措施之一?；炷翑嚢柢嚨恼囍亓看?，而且使用時經(jīng)常會頻繁地起停，油耗很高，也 是本領(lǐng)域節(jié)能降耗的主要対象。液壓混合動カ具有功率密度大，能量回收效率高等優(yōu)點，可對車輛的制動動能進(jìn)行有效地回收以及再利用，非常適合于頻繁起停的中重型車輛。大功率流的能量轉(zhuǎn)換會使液壓混合動カ系統(tǒng)的油溫迅速升高，過高的油溫則會影響液壓混合動カ系統(tǒng)的整體效率，降低系統(tǒng)的使用壽命；因此，混合動カ混凝土攪拌車液壓系統(tǒng)的散熱系統(tǒng)也變得非常關(guān)鍵。目前，傳統(tǒng)的車輛散熱系統(tǒng)一般采用發(fā)動機(jī)直接帶動風(fēng)扇，散熱功率為恒定值，無法根據(jù)液壓系統(tǒng)的實際情況合理地選擇風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致散熱功率無法實現(xiàn)最優(yōu)化配置，造成了散熱功率的浪費或不足?；蛘呋炷翑嚢柢嚁嚢柘到y(tǒng)采用手動控制，傳動系統(tǒng)采用機(jī)械傳動，則整車能耗高、尾氣排放嚴(yán)重；因此，傳統(tǒng)的液壓混合動カ散熱系統(tǒng)采用的恒功率散熱結(jié)構(gòu)，不能根據(jù)油溫變化而變化，無法做到散熱最優(yōu)化，從而，導(dǎo)致液壓混合動カ系統(tǒng)效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種能有效降低混凝土攪拌車能耗的混凝土攪拌車的混合動カ驅(qū)動裝置及混凝土攪拌車。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了ー種混凝土攪拌車的混合動カ驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括機(jī)械傳動系統(tǒng)、液壓混合動カ系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)，所述機(jī)械傳動系統(tǒng)包括依次相連的發(fā)動機(jī)、第一離合器、變速器、耦合器和后橋，所述液壓混合動カ系統(tǒng)包括與所述變速器相連的取カロ、以及依次相連的液壓變量泵、液壓定量泵、液壓蓄能器、液壓泵馬達(dá)，所述液壓泵馬達(dá)經(jīng)由第二離合器與所述耦合器相連，所述攪拌系統(tǒng)包括與所述液壓變量泵和液壓定量泵相連的液壓馬達(dá)以及由液壓馬達(dá)驅(qū)動的混凝土攪拌機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，所述混合動カ驅(qū)動裝置還包括散熱系統(tǒng)，所述散熱系統(tǒng)包括與所述液壓變量泵相連的散熱驅(qū)動馬達(dá)、散熱驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動的風(fēng)扇、以及與所述液壓泵馬達(dá)相連的散熱器。更優(yōu)選地，所述耦合器包括與所述變速器相連的第一輸出軸和經(jīng)由所述第二離合器與所述液壓泵馬達(dá)相連的第二輸出軸。優(yōu)選地，所述變速器通過取カロ將發(fā)動機(jī)的動カ傳遞給液壓變量泵和液壓定量泵，所述液壓變量泵包括第一液壓變量泵和第二液壓變量泵，且所述第一液壓變量泵、第二液壓變量泵、液壓定量泵與所述取カロ同軸連接。
優(yōu)選地，所述第一液壓變量泵與所述液壓馬達(dá)的連接管路上設(shè)有伺服閥，所述第一液壓變量泵的出油ロ與伺服閥的進(jìn)油ロ連接，伺服閥的出油ロ與液壓馬達(dá)的進(jìn)油ロ連接，液壓馬達(dá)的出油ロ與液壓變量泵的吸油ロ連接。優(yōu)選地，所述第二液壓變量泵與所述液壓蓄能器的連接管路上設(shè)有第一兩位兩通換向閥，所述液壓蓄能器與所述液壓泵馬達(dá)的連接管路上設(shè)有第二兩位兩通換向閥，所述第二液壓變量泵與所述散熱驅(qū)動馬達(dá)的連接管路上設(shè)有第三兩位兩通換向閥；液壓泵馬達(dá)的控制油路上還設(shè)有減壓閥。優(yōu)選地，還包括通過ー溢流閥與所述液壓定量泵相連的第一油箱以及通過第一過濾器與所述散熱驅(qū)動馬達(dá)相連的第二油箱 ，所述第二油箱與所述第二液壓變量泵之間設(shè)有第二過濾器。優(yōu)選地，所述液壓定量泵與所述耦合器的連接管路上設(shè)有耦合器控制閥塊。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種具有混合動カ的混凝土攪拌車，所述混凝土攪拌車包括上述的混合動カ驅(qū)動裝置，以及由所述混合動カ驅(qū)動裝置的后橋所驅(qū)動的車輪。基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明將液壓混合動カ系統(tǒng)引入到混凝土攪拌車中，對其液壓系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，實現(xiàn)攪拌系統(tǒng)自動化控制，將車輛制動能進(jìn)行回收再利用，保證發(fā)動機(jī)工作于最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，提高車輛動カ性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，同時本發(fā)明還具有技術(shù)成熟，易于在工程實際中實現(xiàn)等優(yōu)點。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)ー步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。參見圖1，其中示出本發(fā)明ー種混凝土攪拌車的混合動カ驅(qū)動裝置的優(yōu)選實施例，所述驅(qū)動裝置包括機(jī)械傳動系統(tǒng)、液壓混合動カ系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)，所述機(jī)械傳動系統(tǒng)包括依次相連的發(fā)動機(jī)31、第一離合器30、變速器29、耦合器20和后橋16，所述液壓混合動カ系統(tǒng)包括與所述變速器29相連的取力ロ 2、以及依次相連的液壓變量泵、液壓定量泵6、液壓蓄能器10、液壓泵馬達(dá)18，所述液壓泵馬達(dá)18經(jīng)由第二離合器19與所述耦合器20相連，所述攪拌系統(tǒng)包括與所述液壓變量泵和液壓定量泵6相連的液壓馬達(dá)13以及由液壓馬達(dá)13驅(qū)動的混凝土攪拌機(jī)構(gòu)14。進(jìn)ー步，優(yōu)選地，本發(fā)明所述的混合動カ驅(qū)動裝置還包括散熱系統(tǒng)，所述散熱系統(tǒng)包括與所述液壓變量泵相連的散熱驅(qū)動馬達(dá)26、散熱驅(qū)動馬達(dá)26驅(qū)動的風(fēng)扇25、以及與所述液壓泵馬達(dá)18相連的散熱器21。所述耦合器20包括與所述變速器29相連的第一輸出軸和經(jīng)由所述第二離合器19與所述液壓泵馬達(dá)18相連的第二輸出軸。所述變速器29通過取カロ 2將發(fā)動機(jī)31的動カ傳遞給液壓變量泵和液壓定量泵6，所述液壓變量泵包括第一液壓變量泵3和第二液壓變量泵4，且所述第一液壓變量泵3、第二液壓變量泵4、液壓定量泵6與所述取カロ 2同軸連接。優(yōu)選地，所述第一液壓變量泵3與所述液壓馬達(dá)13的連接管路上設(shè)有伺服閥5，所述第一液壓變量泵3的出油ロ與伺服閥5的進(jìn)油ロ連接，伺服閥5的出油ロ與液壓馬達(dá)13的進(jìn)油ロ連接，液壓馬達(dá)13的出油ロ與液壓變量泵3的吸油ロ連接。所述第二液壓變量泵4與所述液壓蓄能器10的連接管路上設(shè)有第一兩位兩通換向閥9，所述液壓蓄能器10與所述液壓泵馬達(dá)18的連接管路上設(shè)有第二兩位兩通換向閥11，所述第二液壓變量泵4與所述散熱驅(qū)動馬達(dá)26的連接管路上設(shè)有第三兩位兩通換向閥27 ;液壓泵馬達(dá)18的控制油路上還設(shè)有減壓閥12。更優(yōu)選地，本發(fā)明的混合動カ驅(qū)動裝置，還包括通過ー溢 流閥7與所述液壓定量泵6相連的第一油箱8以及通過第一過濾器23與所述散熱驅(qū)動馬達(dá)26相連的第二油箱24，所述第二油箱24與所述第二液壓變量泵4之間設(shè)有第二過濾器28 ;所述液壓定量泵6與所述耦合器20的連接管路上設(shè)有耦合器控制閥塊17。具體地，本發(fā)明的工作原理和工作過程為本發(fā)明提供的混凝土攪拌車的混合動カ驅(qū)動裝置及其優(yōu)選設(shè)置的散熱系統(tǒng)，包括整車控制器I、取力ロ 2、第一液壓變量泵3、第二液壓變量泵4、伺服閥5、液壓定量泵6、溢流閥7、第一油箱8，第二油箱24、第一兩位兩通換向閥9、第二兩位兩通換向閥11、第三兩位兩通換向閥27、液壓蓄能器10、減壓閥12、液壓馬達(dá)13、混凝土攪拌機(jī)構(gòu)14、車輪15、后橋16、耦合器控制閥塊17、液壓泵馬達(dá)18、第二離合器19、第一離合器30、耦合器20、散熱器21、單向閥22、第一過濾器23、第二過濾器28、風(fēng)扇25、散熱驅(qū)動馬達(dá)26、變速器29和發(fā)動機(jī)31組成。其中，參見圖1，發(fā)動機(jī)31通過第一離合器30與變速器29的輸入軸連接，變速器29的輸出軸與I禹合器20的輸入軸連接,I禹合器20的第一輸出軸與后橋16連接,后橋16通過驅(qū)動車輪15來驅(qū)動車輛的行進(jìn)。耦合器20的第二輸出軸通過第二離合器19與液壓泵馬達(dá)18的輸入軸連接，變速器29通過取カロ 2將發(fā)動機(jī)31的動カ傳遞給第一液壓變量泵3、第二液壓變量泵4和液壓定量泵6，優(yōu)選地，第一液壓變量泵3、第二液壓變量泵4、液壓定量泵6與取力ロ 2同軸連接。第一液壓變量泵3的出油ロ與伺服閥5的進(jìn)油ロ連接，伺服閥5的出油ロ與液壓泵馬達(dá)13的進(jìn)油ロ連接，液壓泵馬達(dá)13的輸出軸與混凝土攪拌機(jī)構(gòu)14連接，液壓泵馬達(dá)13的出油ロ與液壓變量泵3的吸油ロ連接；第二液壓變量泵4的出油ロ與第一兩位兩通換向閥9的進(jìn)油ロ、第三兩位兩通換向閥27的進(jìn)油ロ、減壓閥12的進(jìn)油ロ連接，減壓閥12的出油ロ與液壓泵馬達(dá)18的控制油路連接，第一兩位兩通換向閥9的出油ロ與液壓蓄能器10的油ロ、第二兩位兩通換向閥11出油ロ連接。第三兩位兩通換向閥27的出油ロ與散熱驅(qū)動馬達(dá)26的進(jìn)油ロ連接，散熱驅(qū)動馬達(dá)26的出油ロ與散熱器21的出油ロ、第一過濾器23的進(jìn)油ロ、單向閥22的進(jìn)油ロ連接，散熱驅(qū)動馬達(dá)26的輸出軸與風(fēng)扇25連接，第一過濾器23的出油ロ、單向閥22的出油ロ與第二油箱24連接，第二液壓變量泵4的吸油ロ、液壓定量泵6的吸油ロ與第二過濾器28的出油ロ連接，第二過濾器28的吸油ロ與第二油箱24連接。
液壓定量泵6的出油ロ與溢流閥7的進(jìn)油ロ、耦合器控制閥塊17的進(jìn)油ロ連接，耦合器控制閥塊17的兩個輸出油ロ分別與耦合器20連接，溢流閥7的出油ロ與第一油箱8連接，液壓泵馬達(dá)18的出油ロ與兩位兩通換向閥11的進(jìn)油ロ連接，液壓泵馬達(dá)18的吸油ロ與散熱器21的進(jìn)油ロ連接。本發(fā)明還設(shè)有與所述整車控制器I相連的多條信號輸出線路，具體地，如圖I所示發(fā)動機(jī)31的控制信號輸入端與整車控制器I的第一信號輸出端連接，液壓泵馬達(dá)18的控制信號輸入端與整車控制器I的第二信號輸出端連接，第二離合器19的控制信號輸入端與整車控制器I的第三信號輸出端連接，散熱驅(qū)動馬達(dá)26的控制信號輸入端與整車控制器I的第四信號輸出端連接，第一液壓變量泵3、第二液壓變量泵4的控制信號輸入端分別與整車I的第五、第六信號輸出端連接，液壓馬達(dá)13的控制信號輸入端與整車控制器I的第七信號輸出端連接，伺服閥5的控制信號輸入端與整車控制器I的第八信號輸出端連接，耦合器控制閥塊17的控制信號輸入端與整車控制器I的第九信號輸出端連接，第一、第ニ、第三兩位兩通換向閥9、11、27的控制信號輸入端分別與整車控制器的第十、十一、十二 信號輸出端連接。發(fā)動機(jī)通過變速器29和取力ロ 2將動カ分為兩部分，一部分通過后橋16驅(qū)動車輛行駛，一部分通過液壓變量泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，分別用于驅(qū)動混凝土攪拌機(jī)構(gòu)14、耦合器20的控制和潤滑、液壓混合動カ系統(tǒng)散熱及發(fā)動機(jī)31多余能量回收。工作時(I)當(dāng)車輛低負(fù)荷起動時，液壓泵馬達(dá)18工作于馬達(dá)エ況，液壓蓄能器10為液壓泵馬達(dá)18提供高壓油源，聯(lián)合發(fā)動機(jī)31—起為整車提供驅(qū)動功率。當(dāng)液壓蓄能器10內(nèi)的壓カ接近最低工作壓カ時，發(fā)動機(jī)31為整車提供全部動カ源。(2)當(dāng)車輛正常行駛，發(fā)動機(jī)31處于高效區(qū)時，液壓混合動カ系統(tǒng)不工作，整車動力由發(fā)動機(jī)31提供，一部分用于驅(qū)動車輛，一部分用于驅(qū)動混凝土攪拌機(jī)構(gòu)14。(3)當(dāng)車輛正常行駛，發(fā)動機(jī)31處于低效區(qū)時，第二液壓變量泵4調(diào)整發(fā)動機(jī)31的工作負(fù)荷，使發(fā)動機(jī)31工作于最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，第三兩位兩通換向閥27關(guān)閉，第一兩位兩通換向閥9打開，將發(fā)動機(jī)31多余能量轉(zhuǎn)換為液壓能存儲到液壓蓄能器10中。(4)當(dāng)車輛急加速或爬坡時，發(fā)動機(jī)31和液壓泵馬達(dá)18聯(lián)合驅(qū)動車輛，發(fā)動機(jī)31工作于最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，整車驅(qū)動功率與發(fā)動機(jī)輸出功率的差值由液壓泵馬達(dá)18提供。(5)整車制動時，液壓泵馬達(dá)18工作于泵エ況，將整車制動能轉(zhuǎn)換為液壓能存儲于液壓蓄能器10中，同時產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，制動車輛停止。(6)整車控制器I監(jiān)控液壓混合動カ系統(tǒng)油溫，油溫大于80度，第二液壓變量泵4以最大排量驅(qū)動散熱驅(qū)動馬達(dá)26，以最大功率對混合動カ系統(tǒng)進(jìn)行散熱；當(dāng)溫度在40度和80度之間，散熱驅(qū)動馬達(dá)26根據(jù)溫度不同提供不同功率，對液壓混合動カ系統(tǒng)進(jìn)行散熱。由此使得，本發(fā)明通過上述智能的散熱系統(tǒng)，可以根據(jù)液壓混合動カ系統(tǒng)的油溫，實現(xiàn)散熱驅(qū)動功率的動態(tài)調(diào)整，保證整車以最佳功率進(jìn)行散熱，提高液壓系統(tǒng)效率；本發(fā)明的還提供了 ー種具有混合動カ的混凝土攪拌車，該混凝土攪拌車包括上述的混合動カ驅(qū)動裝置，以及由所述混合動カ驅(qū)動裝置的后橋16所驅(qū)動的車輪15，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言不難理解，混凝土攪拌車的其他結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)可以采用現(xiàn)有的各種混凝土攪拌車。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡 管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種混凝土攪拌車的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括機(jī)械傳動系統(tǒng)、液壓混合動力系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)，所述機(jī)械傳動系統(tǒng)包括依次相連的發(fā)動機(jī)(31)、第一離合器(30)、變速器(29)、耦合器(20)和后橋(16)，所述液壓混合動力系統(tǒng)包括與所述變速器(29)相連的取力口(2)、以及依次相連的液壓變量泵、液壓定量泵(6)、液壓蓄能器(10)、液壓泵馬達(dá)(18)，所述液壓泵馬達(dá)(18)經(jīng)由第二離合器(19)與所述耦合器(20)相連，所述攪拌系統(tǒng)包括與所述液壓變量泵和液壓定量泵(6)相連的液壓馬達(dá)(13)以及由液壓馬達(dá)(13)驅(qū)動的混凝土攪拌機(jī)構(gòu)(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于所述混合動力驅(qū)動裝置還包括散熱系統(tǒng)，所述散熱系統(tǒng)包括與所述液壓變量泵相連的散熱驅(qū)動馬達(dá)(26)、散熱驅(qū)動馬達(dá)(26)驅(qū)動的風(fēng)扇(25)、以及與所述液壓泵馬達(dá)(18)相連的散熱器(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于所述耦合器(20)包括與所述變速器(29)相連的第一輸出軸和經(jīng)由所述第二離合器(19)與所述液壓泵馬達(dá)(18)相連的第二輸出軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于所述變速器(29)通過取力口(2)將發(fā)動機(jī)(31)的動力傳遞給液壓變量泵和液壓定量泵(6)，所述液壓變量泵包括第一液壓變量泵(3)和第二液壓變量泵(4)，且所述第一液壓變量泵(3)、第二液壓變量泵(4)、液壓定量泵(6)與所述取力口(2)同軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于所述第一液壓變量泵(3)與所述液壓馬達(dá)(13)的連接管路上設(shè)有伺服閥(5)，所述第一液壓變量泵(3)的出油口與伺服閥(5)的進(jìn)油口連接，伺服閥(5)的出油口與液壓馬達(dá)(13)的進(jìn)油口連接，液壓馬達(dá)(13)的出油口與液壓變量泵(3)的吸油口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于所述第二液壓變量泵(4)與所述液壓蓄能器(10)的連接管路上設(shè)有第一兩位兩通換向閥(9)，所述液壓蓄能器(10)與所述液壓泵馬達(dá)(18)的連接管路上設(shè)有第二兩位兩通換向閥(11)，所述第二液壓變量泵(4)與所述散熱驅(qū)動馬達(dá)(26)的連接管路上設(shè)有第三兩位兩通換向閥(27);液壓泵馬達(dá)(18)的控制油路上還設(shè)有減壓閥(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于還包括通過一溢流閥(7)與所述液壓定量泵(6)相連的第一油箱(8)以及通過第一過濾器(23)與所述散熱驅(qū)動馬達(dá)(26)相連的第二油箱(24)，所述第二油箱(24)與所述第二液壓變量泵(4)之間設(shè)有第二過濾器(28) ο
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合動力驅(qū)動裝置，其特征在于所述液壓定量泵(6)與所述耦合器(20 )的連接管路上設(shè)有耦合器控制閥塊(17 )。
9.一種具有混合動力的混凝土攪拌車，其特征在于所述混凝土攪拌車包括上述任意一項權(quán)利要求所述的混合動力驅(qū)動裝置，以及由所述混合動力驅(qū)動裝置的后橋(16)所驅(qū)動的車輪(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混凝土攪拌車的混合動力驅(qū)動裝置及混凝土攪拌車，所述驅(qū)動裝置包括機(jī)械傳動系統(tǒng)、液壓混合動力系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)，所述機(jī)械傳動系統(tǒng)包括依次相連的發(fā)動機(jī)、第一離合器、變速器、耦合器和后橋，所述液壓混合動力系統(tǒng)包括與所述變速器相連的取力口、以及依次相連的液壓變量泵、液壓定量泵、液壓蓄能器、液壓泵馬達(dá)，所述液壓泵馬達(dá)經(jīng)由第二離合器與所述耦合器相連，所述攪拌系統(tǒng)包括與所述液壓變量泵和液壓定量泵相連的液壓馬達(dá)以及由液壓馬達(dá)驅(qū)動的混凝土攪拌機(jī)構(gòu)。本發(fā)明實現(xiàn)了攪拌系統(tǒng)自動化控制，將車輛制動能進(jìn)行回收再利用，保證發(fā)動機(jī)工作于最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)散熱的智能化控制，提高車輛動力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號B60K25/06GK102756636SQ20121027331
公開日2012年10月31日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者劉偉, 孫輝, 羅衍領(lǐng), 趙燕, 韓家威 申請人:徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司