一种装载机的混合动力系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种装载机，具体涉及一种装载机的混合动力系统及其使用方法。

背景技术

目前装载机为应对载荷复杂多变的工况，保障整机的可靠性，通常选用液力变矩器，但液力变矩器在整个工作中传动效率偏低，导致整机油耗偏高，不满足节能减排的大趋势，且花费成本较高。

发明内容

本发明提供了一种装载机的混合动力系统及其使用方法，用于解决目前为应对载荷复杂多变情况下，现有装载机油耗较高的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种装载机的混合动力系统，包括液力变矩器、壳体以及安装在壳体内的涡轮轴、输出轴和输出法兰；

所述液力变矩器的输入端和发动机的输出端连接；

所述液力变矩器的涡轮与涡轮轴的一端连接，涡轮轴通过齿轮组与输出轴的一端连接，输出法兰设置在输出轴的另一端且与外部的驱动桥连接，使得发动机通过液力变矩器输出的动力通过驱动桥控制装载机的待驱动装置进行工作；

其特殊之处在于：

还包括循环油泵、双联泵和驱动电机总成；

所述循环油泵、双联泵和驱动电机总成均安装在壳体上，所述循环油泵的输入端和液力变矩器的输出端连接，使得循环油泵由发动机带动液力变矩器实现驱动，向液力变矩器及其他零件保障供油；

所述双联泵和所述驱动电机总成通过齿轮连接，所述双联泵与外部载料装置连接。

进一步地，所述齿轮组包括主动齿轮和被动齿轮，所述主动齿轮套装在涡轮轴的另一端，所述被动齿轮套装在输出轴的一端上，所述主动齿轮和被动齿轮啮合，所述涡轮轴通过主动齿轮和被动齿轮与输出轴连接。

进一步地，还包括导轮座，所述导轮座安装在壳体内，用于支撑液力变矩器；

所述液力变矩器的泵轮毂内球轴承与所述导轮座的外圆配合，所述液力变矩器内导轮内花键与导轮座的外花键啮合；所述涡轮轴安装在导轮座内，所述液力变矩器的涡轮内花键与所述涡轮轴一端的涡轮轴外花键啮合，使得液力变矩器输出的动力通过涡轮轴输出到输出轴上。

进一步地，还包括减压阀，所述减压阀安装在壳体上，并与液力变矩器连接，用于控制循环油泵向液力变矩器输入的传动油的压力。

进一步地，所述循环油泵的输入端与驱动油泵齿轮啮合，液力变矩器的输出端与一级齿轮啮合，一级齿轮和驱动油泵齿轮啮合；

在发动机的作用下，循环油泵通过液力变矩器带动一级齿轮和驱动油泵齿轮工作。

一种装载机的混合动力系统的使用方法，其特殊之处在于：当装载机行驶时，使用液力变矩组件进行控制，此时循环油泵通过发动机、一级齿轮和驱动油泵齿轮的带动，向液力变矩器提供传动油；当装载机进行铲斗作业时，通过驱动电机总成带动双联泵，驱动装载机铲斗进行作业。

进一步地，所述液力变矩组件的运行过程如下：所述发动机通过液力变矩器输出力，所述液力变矩器通过导轮座带动涡轮轴运动，涡轮轴通过主动齿轮和被动齿轮将液力变矩器输出的力传递至输出轴，输出轴再通过输出法兰将输出的力传递至驱动桥上，驱动桥驱动装载机移动；此时循环油泵在发动机和一级齿轮的带动下，向液力变矩器提供传动油。

本发明的有益效果：

1、本发明中的牵引工况是通过发动机和液力变矩器进行控制，装载机的铲斗举升转向作业使用驱动电机总成作为动力源进行控制，两种工况分别独立控制，可以减少发动机所需的功率，提高联合作业的效率。

2、本发明集合了液力传动和电机驱动的优势，整体性能可靠，并且节约资源。

3、本发明中液力传动对应的结构和电机驱动对应的结构集成度高、结构紧凑，方便整车整体的布局。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二。

其中附图标记为：1、液力变矩器，2、涡轮轴，3、壳体，4、导轮座，5、输出轴，6、输出法兰，7、主动齿轮，8、循环油泵，9、双联泵，10、驱动电机总成，11、减压阀，12、被动齿轮，13、一级齿轮，14、驱动油泵齿轮，15、球轴承，16、导轮内花键，17、涡轮内花键，18、涡轮轴外花键。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明做进一步阐述。

如图1和图2，本发明提供了一种装载机的混合动力系统，包括液力变矩器1、涡轮轴2、壳体3、导轮座4、输出轴5、输出法兰6、主动齿轮7、循环油泵8、双联泵9、驱动电机总成10以及减压阀11。

壳体3内安装有导轮座4，用于支撑液力变矩器1，液力变矩器1与发动机连接，液力变矩器1用于传动发动机输出的力，液力变矩器1的泵轮毂内球轴承15与导轮座4外圆配合，液力变矩器1内导轮内花键16与导轮座4的外花键啮合。导轮座4内安装有涡轮轴2，液力变矩器1的涡轮内花键17与涡轮轴2一端的涡轮轴外花键18啮合，发动机通过液力变矩器1输出的动力通过涡轮轴2输出，涡轮轴2另一端通过主动齿轮7和被动齿轮12与输出轴5的一端连接，主动齿轮7套装在涡轮轴2的另一端上，被动齿轮12套装在输出轴5的一端上，且主动齿轮7和被动齿轮12啮合；输出轴5的另一端上设置有输出法兰6，发动机通过液力变矩器1输出的动力通过主动齿轮7再输出到输出轴5上，最后由输出轴5上的输出法兰6输出到驱动桥上，驱动桥驱动装载机移动。

壳体3后表面上设置有三个安装口，分别用于安装循环油泵8、双联泵9和驱动电机总成10。如图1所示，循环油泵8的输入端通过一级齿轮13与液力变矩器1的输出端连接，液力变矩器1的输入端和发动机的输出端连接，使得循环油泵8由发动机带动液力变矩器1通过一级齿轮13和驱动油泵齿轮14实现驱动，液力变矩器1的输出端与一级齿轮13啮合，循环油泵8的输入端和驱动油泵齿轮14啮合，一级齿轮13和驱动油泵齿轮14啮合，向液力变矩器1及变速箱内其他工作的零件供油及保障热循环所需油的流量。

双联泵9和驱动电机总成10之间设计一组齿轮，驱动电机总成10驱动齿轮进而实现双联泵9的驱动。

减压阀11安装在壳体3的外表面，并与液力变矩器1连接，用于调整液力传动系统的油压，包括循环油泵8向液力变矩器1中输入的传动油的压力。

装载机牵引工况时，发动机全功率传递液力变矩器1，该系统仅用于整机的牵引工况；当作业装置工作时，用驱动电机总成10来驱动，包括铲斗的掘起、举升和翻斗等作业。

当液力变矩器1、涡轮轴2、输出轴5、输出法兰6和主动齿轮7工作时，液力变矩器1通过导轮座4带动涡轮轴2运动，涡轮轴2通过主动齿轮7和被动齿轮12带动输出轴5运动，输出轴5通过输出法兰6将液力变矩器1的动力输出到驱动桥上，驱动桥控制装载机的轮胎转动，最终使得装载机开始移动，装载机装载着物料进行运输工作，此时循环油泵8通过发动机和一级齿轮13的带动下向液力变矩器1供油。此时双联泵9和驱动电机总成10为非工作状态。

当驱动电机总成10通过壳体3内部齿轮驱动双联泵9开始工作时，通过液压缸使得装载机的铲斗作业抬升、举起，将铲斗中的物料倒下，放下铲斗。若在此过程中装载机需要依靠轮胎进行移动，则液力变矩器1、涡轮轴2、输出轴5、输出法兰6、主动齿轮7、循环油泵8和发动机处于工作状态，若不需要移动，则处于非工作状态。