[发明专利]一种工程机械轮边混合驱动装置

说明书

本发明提供一种工程机械轮边混合驱动装置，包括机架、车轮、蓄能器、超级电容、液压泵马达、永磁同步电机和驱动行星减速器。常闭液压离合器用于驻车制动，常开液压离合器用于离合液压泵马达。液压泵马达和永磁同步电机分别采用插入方式与行星减速器连接；机架与行星减速器的固定法兰相连，车轮和行星减速器的旋转输出法兰相连，输出动力与速度。本发明可适应重载低速工况、轻载高速工况、驻车工况和制动能量回收工况。本发明结合了液压驱动和电力驱动的各自优点，使得工程机械即能适应重载低速工况，也能适应轻载高速工况，同时在制动时根据需求制动力矩利用永磁同步电机和液压泵马达将工程机械动能回收至蓄能器和超级电容，并在合适的情况下辅助工程机械工作，从而提高整机的动力性能，降低能量消耗。

技术领域

本发明涉及一种工程机械轮边混合驱动装置。

背景技术

目前，工程机械行走系统主要有机械传动、液力传动、液压驱动和电力驱动四种。其中液压驱动和电力驱动可以采用轮边驱动。由于可以完全省略传统复杂传动系统的传动装置，轮边驱动方案在车内空间、布置自由度、整车振动和噪声舒适性等方面得到极大改善，被越来越多的厂家接受。而液压驱动与电力驱动相比具有较高的功率密度，特别适用于低速大扭矩应用领域，液压油既传输能量，还兼有润滑和导出系统废热的重要作用，易于实现集中冷却，但效率低；电力驱动则在高速小扭矩应用领域占有优势，且效率较高。为提高工作效率，工程机械行走系统在轻载时需要尽可能高的运行速度；为增加工作载荷，工程机械行走系统又需要尽可能大的驱动能力。基于工程上的实际需求以及液压驱动和电力驱动的互补性，本发明提出了可以根据工况的需要在液压驱动和电力驱动之间切换的轮边混合驱动装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有工程机械行走系统轮边驱动方案的不足，提供一种结合液压驱动和电力驱动的工程机械轮边混合驱动装置，使得工程机械行走系统能够根据实际工况选择不同的驱动方式，实现对重载低速和轻载高速等不同工况的适应，并对制动能回收利用，从而提高整机的动力性能，降低能量消耗。

为了达到上述目的，本发明所述工程机械轮边混合驱动装置，采用如下技术方案：

一种工程机械轮边混合驱动装置，包括机架、车轮、液压泵马达、永磁同步电机、泵马达输出减速器和驱动行星减速器，其中：驱动行星减速器包括驱动行星减速器输出齿轮、驱动行星减速器太阳轮、驱动行星减速器行星轮、驱动轴和旋转输出法兰，所述驱动行星减速器太阳轮安装在驱动轴上，驱动行星减速器太阳轮和驱动行星减速器行星轮连接，驱动行星减速器行星轮和驱动行星减速器输出齿轮连接；泵马达输出减速器由泵马达输出减速器小齿轮和泵马达输出减速器大齿轮连接而成，泵马达输出减速器大齿轮通过常开液压离合器安装在驱动轴上；常闭液压离合器和常开液压离合器分别置于驱动轴上，常闭液压离合器用于驻车制动，常开液压离合器用于离合液压泵马达；所述液压泵马达采用插入方式与泵马达输出减速器小齿轮连接，永磁同步电机采用插入方式与驱动行星减速器的驱动轴连接；所述机架与行星减速器的固定法兰相连，起支撑作用；所述车轮和驱动行星减速器的旋转输出法兰相连，输出动力与速度；液压泵马达连接泵马达控制器，液压泵马达位于油箱上，液压泵马达连接蓄能器充放液压回路，所述蓄能器充放液压回路连接畜能器。

本发明中，所述工程机械轮边混合驱动装置根据常闭液压离合器、液压泵马达、永磁同步电机和常开液压离合器的不同组合，可适应不同的工况，包括重载低速工况、轻载高速工况、驻车工况和制动能量回收工况。

（1）重载低速工况

在工程机械重载运行时，工程机械轮边混合驱动装置需要输出大扭矩低转速，此时，打开常闭液压离合器，常开液压离合器结合，采用液压泵马达结合驱动行星减速器输出动力，充分利用液压驱动的优点，提高整机负载性能。在超级电容电量过低时液压泵马达带动液压泵电机处于发电状态，储存能量；在工程机械重载爬坡或路面不平时，工程机械轮边混合驱动装置需要输出尽可能大的驱动力，所述工程机械轮边混合驱动装置采用液压和电力混合驱动方式，永磁同步电机处于电动状态，增加最大驱动力。