[发明专利]混联式混合动力装载机

说明书

技术领域

本发明是涉及一种应用于装载机等既有行走要求又有驱动工作装置液压系统工作要求的工程机械领域，特别是涉及一种混联式混合动力装载机。

背景技术

装载机等工程机械具有循环周期短、工作周期性和波动性强、传动效率低、能耗高、污染严重等特点。装载机的典型工况可以描述为：空载驶向物料-铲装-运输-举升-卸载-空载返程，其中既有行驶运输过程也有液压工作过程。传统装载机依靠发动机提供这两方面的动力，现有的混合动力装载机在发动机之外还设置电动-发电设备，电动-发电设备同轴并联于动力输出轴，当功率需求较大时，电动-发电设备起到电动机的作用，从储电设备获取电能转化为机械能并将动力并联于动力输出轴，补充发动机的功率，当功率需求较小时，电动-发电设备起到发电机的作用，将发电机的盈余功率转化为电能，存储于储电设备，实现对发动机动力“补峰挖谷”满足装载机的负荷波动要求。但这种情况，向液压工作装置提供高压液压油的工作油泵始终与动力输出轴相连，始终保持转动工作状态，产生溢流损失，造成很大的能量浪费，对于降低油耗和排放十分不利。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能解决装载机输出功率在一定范围内有规律波动、燃油和排放性能差的问题，发明了一种降低油耗和排放的混联式混合动力装载机。

本发明的解决方案是这样的：动力系统中发动机和驱动电机的动力经动力输出轴输出，一方面经过齿轮传动驱动转向油泵和制动油泵，另一方面经过液力变矩器驱动装载机的传动系统，驱动电机的动力输出与发动机的动力输出并联于动力输出轴，驱动电机的电极是与蓄电装置连接；液压工作装置由工作油泵向其供油，工作油泵由油泵电机驱动。因而本发明的传动系统连接关系为：发动机与驱动电机并联，合成的动力经通过传动齿轮驱动转向油泵和制动油泵，以及通过液力变矩器传递给变速器，构成了并联混合动力系统，并联系统稳定发动机工作区域降低油耗，驱动电机对发动机动力实现“补峰挖谷”满足装载机的负荷波动要求，并联系统的驱动电机还起发电机的作用，吸收发动机的盈余功率转化成电能储存在蓄电装置中以备用。所述的工作油泵与油泵电机的输出轴连接，油泵电机电极是与蓄电装置连接，构成本发明的液压工作装置串联系统，该系统的工作油泵由油泵电机驱动，当装载机的液压工作装置的液压系统需要工作时油泵电机处于驱动状态，油泵电机的工作状态和工作负荷可以根据液压负载的功率需求调节，当液压工作装置的液压系统不工作时可以关闭油泵电机，从而避免了装载机由发动机直接驱动工作油泵而产生的溢流损失，驱动油泵电机的电能来自蓄电装置。这种将发动机与液压工作装置的液压系统分离的技术方案，将液压工作装置的液压系统独立于发动机工作，从而可以实现消除发动机怠速等功能。串联系统利用油泵电机驱动工作油泵为液压工作装置提供液压能，利用电机驱动具有快速启/停特性、可控性强和灵活可靠的特点实现工作装置的液压能的按需供应，从而避免发动机一直驱动油泵所造成的溢流损失，还能实现铲斗的势能回收。

本发明的优点是可以有效的改善装载机等工程机械的燃油消耗高和排放污染重的现状，实现节能减排，降低油耗和排放。

附图说明

附图是本发明的实施例。

附图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

本实施例附图中各部件明细如下：

1是转斗油缸，2是动臂油缸，3动力输出轴，4是发动机，5驱动电机，6是油泵传动齿轮，7是转向油泵，8是制动油泵，9是液力变矩器，10是变速器，11是蓄电装置，12是油泵电机，13是工作油泵， 14是液压油箱，15是限压溢流阀，16是高压回油通道，17是换向阀，18是动臂操纵阀，19是转斗操纵阀。

本发明包括并联系统和串联系统，并联系统中发动机4和驱动电机5的动力经动力输出轴3将动力合成后输出，一方面通过传动齿轮驱动转向油泵和制动油泵，另一方面经过液力变矩器驱动装载机的传动系统，所述的驱动电机5的电极是与蓄电装置11连接，并联系统除了驱动传动系统、转向油泵7和制动油泵8外，还向蓄电装置11储存电能；串联系统中液压工作装置由工作油泵13向其供油，所述的工作油泵13是与油泵电机12的输出轴连接，油泵电机12的电极是与蓄电装置11连接构成液压工作装置应用串联混合动力系统的结构，从蓄电装置11获取电能供给油泵电机12，油泵电机12的负荷率由装载机液压工作装置决定，当工作装置负载较大时油泵电机的负荷率较大；当工作装置负载较小时油泵电机的负荷率较小；当工作装置不工作时油泵电机关闭，系统压力由液压装置保持。蓄电装置11为超级电容或蓄电池或复合电源。