插电式混合动力洗扫车动力传动系统的制作方法

本发明涉及环卫机械领域，特指一种插电式混合动力洗扫车动力传动系统。

背景技术：

洗扫车是一种集清扫、清洗、除污、清运于一体的高效洗扫设备。随着我国高速公路、城市道路的快速发展，路面清洁养护亦愈发显得重要。在此背景下，道路洗扫车以其高效、快捷、安全等特点取得了大量应用。

传统洗扫车通常在二类汽车底盘上加装副车架、副发动机、风机、水泵、洗水箱、垃圾箱、左右扫盘、吸嘴等改制而成，即双发动机方案：转场模式时，主发动机工作，副发动机停机；洗扫作业时，主、副发动机协同工作，主发动机负责驱动洗扫车低速行驶，副发动机负责驱动水泵、风机、扫盘以及吸嘴等部件进行洗扫作业。但在洗扫作业时，车辆多以3～20 km/h的速度行驶，行驶速度较低，因而主发动机负荷率极低、油耗大、排放较差，而副发动机高速运转，会产生较大的噪声。随着国家对环保要求越来越高，人们环保意识的普遍增强，现有洗扫车很难适应需要，因此开发混合动力洗扫车势在必行。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的不足，提供一种传动效率高、功率损耗低的插电式混合动力洗扫车动力传动系统，以实现发动机在转场和清扫作业时都能高效地工作，并实现清扫作业时上装与下装的动力解耦。

本发明采用的技术方案是：一种插电式混合动力洗扫车的动力传动系统，包括有：发动机、驱动电机、动力电池组、洗扫动力传动系统和行驶动力传动系统，其特征在于：所述洗扫动力传动系统用以驱动洗扫组件工作，其包括有：全功率取力器、分动箱、离合器；所述行驶动力传动系统用以驱动车辆高速转场和低速洗扫，其包括有：变速器、动力耦合器、电机控制器以及驱动桥。

在上述洗扫动力传动系统中，所述全功率取力器位于发动机曲轴后端、主离合器C0之前，用以从发动机处取力；所述分动箱与所述全功率取力器通过传动轴连接，分动箱有三根输出轴，分别通过离合器与高压水泵、风机及液压泵相连接，便于洗扫组件的独立控制；所述洗扫组件包括：高压水泵、风机、液压泵、低压水泵以及扫盘、吸嘴等；所述低压水泵通过变速器上的取力口取力，用于转场模式时洗扫车洒水除尘。

在上述行驶动力传动系统中，所述变速器位于主离合器C0之后，变速器与动力耦合器通过底盘前传动轴相连，所述动力耦合器连接驱动桥，从而驱动车辆行驶。

进一步，所述动力耦合器位于变速器与驱动桥中间，其包含有一根输出轴和两根输入轴，一根输出轴连接驱动桥，以便将发动机或驱动电机的动力传递到驱动桥，两根输入轴分别连接底盘传动轴和驱动电机输出轴。

进一步，洗扫车转场时，所述发动机的动力依次通过主离合器C0、变速器、底盘前传动轴、动力耦合器、主减速器、差速器和半轴，最后传递到车轮驱动车辆行驶。此时，分动箱上离合器均断开，洗扫组件中只有低压水泵可以参与作业。

进一步，洗扫车作业时，变速器处于空挡，此时驱动电机牵引洗扫车低速行驶，发动机动力依次经过全功率取力器、分动箱，驱动洗扫组件工作；所述动力耦合器内驱动电机输入轴上离合器接合，动力电池组的能量经电机控制器、驱动电机、动力耦合器传递到驱动桥，驱动洗扫车进行洗扫作业；所述动力电池组可以通过交流电网充电。

本发明与现有的技术相比所具有的有益效果为：

1、只保留一台发动机，发动机在洗扫作业和转场模式都具有较高的负荷率，改善了整车的NVH性能、油耗及排放；2、对原车的底盘动力传递系统改动较小，有效地降低了整车的改装成本，并且保证了原车的操纵稳定性；3、采用发动机和动力电池组两种动力源，确保洗扫车上装与下装的解耦，驱动电机相比发动机效率较高，改善了整车的燃油经济性；4、洗扫车的工作时段多为凌晨，其充电时间一般在夜间，对电网系统而言，可以起到非常好的“ 削峰填谷” 作用，有利于维持电网系统的稳定，避免电力浪费。

附图说明

图1为动力传动系统结构示意图。

图2为洗扫动力传动系统结构示意图。

图3为洗扫作业行驶动力传动系统结构示意图。

图4为转场模式行驶动力传动系统结构示意图。

图1—图4中：1—发动机；2—变速器；3—动力电池组；4—电机控制器（MCU）；5—驱动电机；6—动力耦合器；7—车轮；8—驱动桥；9—低压水泵；10—底盘传动轴；11—高压水泵；12—风机；13—液压泵；14—分动箱；15—全功率取力器；20—行驶动力传动系统；30—洗扫动力传动系统；C0—主离合器；C1、C2、C3、C4—洗扫组件离合器。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明公开的洗扫车动力传动系统结构示意图，包括有：发动机1、驱动电机5、动力电池组3、行驶动力传动系统20和洗扫动力传动系统30，其特征在于：所述行驶动力传动系统20用以驱动车辆高速转场和低速洗扫，其包括有：变速器2、动力耦合器6、电机控制器4以及驱动桥8；所述洗扫动力传动系统30用以驱动洗扫组件作业，其包括有：全功率取力器15、分动箱14以及洗扫组件离合器C2、C3、C4；所述洗扫组件主要包括：低压水泵9、高压水泵11、风机12、液压泵13以及扫盘、吸嘴等。

洗扫作业时，动力电池组3带动电机5驱动洗扫车低速行驶。此时，变速器2位于空挡位置，发动机1至驱动桥8的动力被切断，发动机1的动力经全功率取力器15传给分动箱14以驱动洗扫组件作业，驱动电机5经动力耦合器6传递给驱动桥10，驱动洗扫车低速行驶。转场模式时，动力电池组3不对外输出能量，洗扫组件离合器C2、C3、C4均断开，发动机1动力无法传递到高压水泵11、风机12及液压泵13，只有低压水泵9可作业，发动机1动力传给驱动桥8驱动洗扫车高速转场。

采用上述的动力传动系统的布置和连接方式，在保证洗扫车的行驶和洗扫功能的同时，相较于传统的双发动机方案，本发明的动力传动系统减少了一个发动机，取而代之的是驱动电机5和动力电池组3。电动机本身的特性使其在振动与噪声等方面明显优于内燃机，因而该发明可极大改善洗扫车的NVH性能及燃油经济性。

图2是本实施例的洗扫车作业时洗扫动力传动系统结构示意图。发动机1的动力经全功率取力器15、分动箱14传递到洗扫组件，分动箱14传动连接高压水泵11、风机12、液压泵13，高压水泵11、风机12、液压泵13与扫盘、吸嘴等相关洗扫组件协作，完成清扫、高压清洗和垃圾、污水的收集。

进一步，所述全功率取力器15从发动机1曲轴末端和主离合器C0之间取力；所述分动箱14上有一根输入轴和三根输出轴，三根输出轴分别通过洗扫组件离合器C2、C3、C4与高压水泵11、风机12、液压泵13相连，以实现洗扫组件的独立控制。其中，洗扫组件离合器与洗扫组件的连接可以采用皮带轮传动机构。

图3是本实施例的洗扫车作业时行驶动力传动系统结构示意图。洗扫作业时，行驶速度多在3～20 km/h，其速度较低，若采用发动机驱动，则其负荷率极低，导致发动机燃油经济性和排放变差。为改善作业环境，降低油耗，采用电动机5驱动车辆低速行驶。

参见图3，本实施例中，所述动力耦合器6安装在变速器2与驱动桥8之间的底盘传动轴10上，所述动力耦合器6有两种动力输出方式：一种是转场模式下直接输出发动机1动力，即保持原车的传动系统；另一种是洗扫作业下切断原传动轴的动力，通过驱动电机5输入动力，来驱动洗扫车作业时低速行驶。

进一步，动力耦合器6包含一根输出轴和两根输入轴，一根输出轴传动连接驱动桥8，以便将发动机1或驱动电机5的动力传递到车轮7，两根输入轴分别连接底盘传动轴10和驱动电机5输出轴；所述动力耦合器6驱动电机输出轴上设有离合器。

进一步，本实施例的洗扫车作业时行驶部分具体实施过程为：洗扫车进行清扫作业时，变速器2位于空挡位置，发动机1动力被隔断，仅用驱动电机5来驱动车辆低速行驶，发动机1动力经全功率取力器15、分动箱14传递给洗扫组件，驱动洗扫组件工作。当洗扫车作业时，所述动力耦合器6内驱动电机5输出轴上离合器接合，动力电池组3的能量经电机控制器4、驱动电机5、动力耦合器6传递到驱动桥8，驱动洗扫车低速行驶。

图4为转场模式洗扫车行驶动力传动系统结构示意图。本实施例中，洗扫组件离合器C2、C3、C4均断开，洗扫组件中低压水泵9、高压水泵11、风机12、液压泵13不工作，发动机1的动力经主离合器C0传递给变速器2，在变速器2上设有取力口，发动机1部分动力用以带动低压水泵9运转，以便转场时洗扫车洒水除尘。发动机1大部分动力经动力耦合器6传递给驱动桥8，驱动洗扫车高速转场。此时，动力耦合器6驱动电机输出轴上离合器断开，驱动电机5不参与工作。进一步，低压水泵9和取力口可通过带传动连接。

以上所举实例仅为本发明的优选实例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。