一种用于单发动机专用车取力装置的制作方法

本发明属于传动领域，涉及一种用于单发动机专用车取力装置。

(二)

背景技术：

近年来，随着我们国家现代化的发展，其对环境的保护也越来越重视。其环卫车辆，也因其作业效率高、人工劳动强度低成为必备的工具。然而，目前的环卫车辆，比如扫路车、清扫车、高压清洗车等需要第二动力的专用车辆，大多数还是安装有副发动机。这种作业模式，噪音高、油耗高、维护保养费用高、排放污染较重。并且由于第二动力的加装，不但加重了整车的重量，而且也占用了一部分的空间，从而减少了车辆其它专用装置的容积，如水箱、垃圾箱等。

因此，单发动机即无第二动力环卫专用车已经成为了一种发展趋势。该方式，是利用底盘发动机即第一动力或为车辆原动力为车辆行走、专用装置提供动力，以达到降低噪音、降低能耗、减少排放、降低维护成本的目的。

现市场上出现的单发动机驱动形式，大体有三种：第一种是取力装置安装在车辆的两传动轴之间，工作时，车辆不行走，动力由前传动轴经取力装置带的传动口来驱动专用专置。由于工作装置和行走装置分开，不能实现车辆边行走边工作的需求；

第二种是取力装置安装在车辆的两传动轴之间，可以实现边行走边清扫的功能。但是，专用装置的驱动，是通过取力装置带动液压油泵作为上装动力源驱动。由于液压传动的机械效率低，导致在传动过程中造成大量的功率损耗，在同等做功的情况下，燃油消耗率就会大大增加。

第三种是在底盘发动机和变速箱中间，加装一个全功率取力器，直接驱动变速箱进行上装的工作。这样做法驱动虽然简单，但是实现起来比较繁琐，控制系统也比较复杂，一般公司很难实现。

经过专利查询，用于单发动机低速行走作业特种车车辆的多输出口分动箱，申请号为201010542718.5，该发明安装在底盘传动轴上，包括箱体，设有机械传动输入口、液压马达动力输入口、液压油泵输入口、机械传动输入口、第一作业设备驱动输出口和第二作业设备驱动输出口。可以实现一台发动机即能同时实现车辆的高速行车、低速行车+驱动第一设备驱动输出口和第二作业设备驱动口、低速行车+驱动第一设备驱动输出口。这样做，可以实现机械驱动专用设备的功能。

但是，由于其分动箱齿轮的内部结构限定，它并不能实现高速行走，又能正常作业的工况。并且，由于其分动箱齿轮的内部结构限定，它的活动拨叉分别设置在分动箱的输出轴、液压马达驱出轴、第二设备传动轴上，控制较为繁琐，结构比较复杂。当各功能进行切换时，无法对其检测是否拨叉到位，容易损坏齿轮。

(三)

技术实现要素：

本发明的目在于提供一种用于单发动机的专用车取力装置，通过合理的动力输出设计及内部结构设计，有效的达到节能减排、绿色环保、结构简单、专用车全范围覆盖等优点，同时，通过本技术方案还可以实现专用设备正常运转的情况下，车辆不行走，可以使车辆零车速工作。

本发明的技术方案是这么实现的：单发动机专用车取力装置，包括壳体、主轴、从动轴和输出轴，输出轴包括输出i轴和输出iii轴,主轴上设置有主轴齿轮、主轴齿轮滑套，从动轴上设置有从动轴滑套，其特征在于主轴和从动轴在同一条轴线上，从动轴滑套与主轴齿轮匹配设置，通过从动轴滑套与主轴齿轮的啮合与分开来实现主轴与从动轴之间的连接与脱开，所述的输出i轴上设置有输出i轴皮带轮、输出i轴齿轮，同时输出i轴连接有变量泵，所述的输出iii轴上设置有输出iii轴齿轮和传动齿轮b，且一端连接有液压马达，所述的主轴齿轮滑套通过主轴齿轮滑套拨叉实现与输出i轴齿轮的开合，从动轴滑套通过从动轴滑套拨叉实现与主轴齿轮之间以及传动齿轮b之间的开合，所述的变量泵驱动液压马达。取力装置安装在底盘传动轴之间，由传动输入口接在前传动轴上，由传动输出口接在后传动轴上；并且，通过不同的齿轮接合，来实现不同的工作工况。利用取力装置,对各输出i轴皮带轮、输出ii轴皮带轮进行机械传递，有效地解决采用液压传动过程中能量的大量损耗，提高了传动效率，减少了尾气排放，节能环保。主轴齿轮滑套、从动轴滑套分别用主轴齿轮滑套拨叉、从动轴滑套拨叉进行控制其滑动。整套机构，均根据此两个滑套的不同位置，而实现不同的工况，结构和控制都非常简单；并且，由于取力装置的特殊设计，不但结构简单、紧凑，而且还能实现正常行走、低速行走工作、零速行走工作、高速行走工作、倒车功能，使底盘应用范围更广范，覆盖所有的工作需求,尤其适用于专用车辆在出厂试车时以及在检查、检修时原地试车。

本发明的单发动机专用车取力装置在工作时可以实现以下五种作业模式:

第一种工作模式为：从动轴滑套在拨叉的带动下左移，使其与主轴齿轮啮合，主轴齿轮滑套处于中位，其它轴皆不动作。当传动输入口运转时，带动主轴、从动轴运转，从而将动力由传动输出口输出。这样可以实现车辆的正常行走。

第二种工作模式为：主轴齿轮滑套在拨叉的带动下移动，与传动齿轮a相啮合；当传动输入口运转时，带动主轴、主轴齿轮滑套、传动齿轮a运转；从而带动输出i轴皮带轮、变量泵、输出ii轴皮带轮运转。从动轴滑套在拨叉的带动下移动，与传动齿轮b相啮合。此时，主轴与从动轴分离。变量泵驱动双向液压马达运转，液压马达驱动输出iii轴、输出iii轴齿轮、传动齿轮b、从动轴滑套、从动轴、传动输出口、后传动轴进行运转。这样实现了在专用车作业过程中，车辆低速行走的目的。

第三种工作模式：主轴齿轮滑套在拨叉的带动下移动，与传动齿轮a相啮合；此时，主轴与从动轴分离。当传动输入口运转时，带动主轴、主轴齿轮滑套、传动齿轮a运转；从而带动输出i轴皮带轮、变量泵、输出ii轴皮带轮运转。而从动轴滑套处于中间位置，和其它齿轮脱开，传动输出口不运转。这样，可以实现专用设备正常运转的情况下，车辆不行走，达到了专用车辆在出厂测试专用设备时以及在检查、检修专用设备时原地测试，不但节约了能耗，同时将专用车辆驱动行走。

第四种工作模式：从动轴滑套在拨叉的带动下移动，使其与主轴齿轮啮合；主轴齿轮滑套在拨叉的带动下移动，与传动齿轮a相啮合。当传动输入口运转时，带动主轴、主轴齿轮滑套、传动齿轮a运转；从而带动输出i轴皮带轮、变量泵、输出ii轴皮带轮运转，完成动力输出；另一部分通过从动轴，由传动输出口输出。这样，可以实现车辆高速行走的情况下，还能进行正常驱动专用设备。

第五种工作模式：从动轴滑套在拨叉的带动下移动，与传动齿轮b相啮合。此时，主轴与从动轴分离。变量泵的摆角开向另一端，驱动双向液压马达反向运转，液压马达驱动输出iii轴、输出iii轴齿轮、传动齿轮b、从动轴滑套、从动轴、从动轴输出口、后传动轴进行运转，以实现在底盘转速及档位不变的情况下，实现倒车功能。

本发明的特征还在于取力装置中设置有输出ii轴，所述的输出ii轴上设置有输出ii轴齿轮、传动齿轮a、输出ii轴皮带轮，传动齿轮a与输出i轴齿轮为常啮合状态。输出ii轴与输出iii轴可在同一轴线，也可不在同一轴线，且两轴为断开关系。输出ii轴上，设置有输出ii轴齿轮，其位置与输出ii轴为相对固定；输出ii轴的另一端，安装有输出ii轴皮带轮。

本发明的特征还在于主轴齿轮滑套拨叉与从动轴滑套拨叉分别用气缸进行控制。所述的气缸可以是油缸、电动推杆等可以伸缩的部件。

本发明的特征还在于从动轴滑套可以停留在三个不同的位置，即与传动齿轮b啮合、与主轴齿轮啮合、和任何齿轮均处于分离状态。整套机构，均根据此从动轴滑套与主轴齿轮滑套两个滑套的不同位置，而实现不同的工况，结构和控制都非常简单。

本发明的特征还在于主轴齿轮滑套可以停留在两个不同的位置，即与传动齿轮a啮合位置和与任何齿轮均处于分离状态的脱空位置。整套机构，均根据此从动轴滑套与主轴齿轮滑套两个滑套的不同位置，而实现不同的工况，结构和控制都非常简单。

本发明的特征还在于液压马达为双向液压马达。

本发明的特征还在于壳体上设置有监测主轴齿轮滑套和从动轴滑套的位移传感器。用以检测各齿轮是否啮合或分离，也可以判断各齿轮工作是否到位，保护齿轮；也可以通过壳体上安装的传感器，直接检测各拨叉，从而实现判断各齿轮工作是否到位的目的。

本发明的特征还在于根据权利要求1所述的单发动机专用车取力装置，其特征在于所述的输出i轴皮带轮或/和输出ii轴皮带轮连接有风机、高压水泵、低压水泵、鼓风机、液压油泵等需要动力驱动的机构。

本发明的特征还在于皮带轮与需要动力驱动的机构之间的连接形式为皮带轮驱动或传动轴驱动。

本发明的特征还在于需要动力驱动的机构直接与输出i轴或输出ii轴连接。

本发明的特征还在于传动输出口可接主动力驱入，传动输出口可接主动力驱出。

本发明的特征还在于所述的变量泵后还可串联连接至少一个变量泵。这样，输出i轴上，设置有输出i轴齿轮，其位置与输出i轴为相对固定。输出i轴一端安装有输出i轴皮带轮，另一端安装有变量泵。根据不同需求的专用车，可以根据其力量的大小，在变量泵后串联一个或多少变量泵，以增大底盘的驱动力，便于爬坡、承载质量较重的垃圾或物料。

本发明的特征还在于所述的变量泵后还可串联连接至少一个工作油泵。该油泵可以是使用变量泵的传动口，也可以是在取力装置上重新加工驱动轴。这些液压油泵，在高速行走时不工作，在其它模式下工作。

本发明的特征还在于所述的传动齿轮a与输出i轴齿轮、输出ii轴齿轮为常啮合状态。传动齿轮a内齿与主轴齿轮滑套的外齿相啮合。

本发明的特征还在于所述的传动齿轮b与输出iii轴齿轮为常啮合状态。传动齿轮b内齿分别与从动轴滑套的外齿相啮合。

本发明的特征还在于所述的从动轴滑套设置有控制拨叉的两只气缸，且两只气缸在同一条轴线上，其中一条气缸的行程比另一条气缸的行程要短，最好为1/2。行程短的气缸要比行程长的气缸推力要大，可以选用大缸径气缸或有相对较大的进气压力；也可以用一支气缸，但气缸必须有三个位置。

本发明的特征还在于所述的控制拨叉的气缸安装有电磁开关。气缸a、气缸b、气缸c都设置有电磁开关，可以判断各齿轮工作是否到位，保护齿轮。也可以也可以在壳体上安装接近开关，直接检测各拨叉，从而实现判断各齿轮工作是否到位的目的。

本发明的特征还在于所述的取力装置中的各种齿轮，优先选用斜齿轮。

与现有技术相比，本发明的优点在于：单发动机的专用车底盘，通过取力器方式采用机械传动对专用装置进行驱动，其齿轮滑套均与主轴同轴，其控制拨叉的气缸，均安装有电磁开关，以检测各齿轮的啮合位置。具有结构简单、控制方便、传递效率高、安全可靠、覆盖全部作业工况、节能环保，特别是能在实现专用设备正常运转的情况下，车辆不行走，达到了专用车辆在出厂测试专用设备时以及在检查、检修专用设备时原地测试，不但节约了能耗，还增加了安全系数。

(四)附图说明：

图1为行车模式下的取力器内部结构示意图；

图2为低底速行走工作模式下的取力器内部结构示意图；

图3为高速行走工作模式下的取力器内部结构示意图；

图4为零车速工作模式下的取力器内部结构示意图；

图5为取力装置示意图；

图6为主轴齿轮另一种形式简图。

(五)具体实施方式：

以下将结合附图和具体实施对本发明作进一步详细说明：以下各附图中，编号相同的，其说明相同，其中10为输出i轴皮带轮、11为输出i轴、12为输出i轴齿轮、13为主轴齿、14为主轴齿轮、15为从动轴滑套、16为变量泵、17为传动输出口、18为液压马达、19为输出ii轴皮带轮、20为传动输入口、21为主轴、22为输出ii轴齿轮、23为传动齿轮a、24为输出ii轴、25为输出iii轴齿轮、26为传动齿轮b、27为输出iii轴、28为壳体、29为从动轴、30为气缸a、31为气缸b、32为气缸c、33为主轴齿轮滑套拨叉、34为从动轴滑套拨叉、35为主轴齿轮滑套拨叉轴、36为从动轴滑套拨叉轴。

本发明如1、2、3、4图所示，其单发动机专用车取力装置，包括壳体28、主轴21、从动轴29和输出轴，输出轴包括输出i轴11和输出iii轴27,主轴21上设置有主轴齿轮14、主轴齿轮滑套13，从动轴29上设置有从动轴滑套15，其特征在于主轴21和从动轴29在同一条轴线上，从动轴滑套15与主轴齿轮14匹配设置，通过从动轴滑套15与主轴齿轮14的啮合与分开来实现主轴21与从动轴29之间的连接与脱开，所述的输出i轴11上设置有输出i轴皮带轮10、输出i轴齿轮12，同时输出i轴11连接有变量泵16，所述的输出iii轴27上设置有输出iii轴齿轮25和传动齿轮b26，且一端连接有液压马达18，所述的主轴齿轮滑套13通过主轴齿轮滑套拨叉33实现与输出i轴齿轮12的开合，从动轴滑套15通过从动轴滑套拨叉34实现与主轴齿轮14之间以及传动齿轮b26之间的开合，所述的变量泵16驱动液压马达18。

如图1所示，当气缸a30无杆腔通气时，气缸a30的活塞杆伸出，带动主轴齿轮滑套拨叉轴35移动，使主轴齿轮滑套拨叉33带动主轴齿轮滑套13在主轴21滑动。此时，主轴齿轮滑套13与传动齿轮a(23)脱开。当气缸完全伸出，主轴齿轮滑套13到位指定位置时，气缸a处的电磁开关就会反馈信号。气缸b31无杆腔充气，气缸b31的活塞杆伸出，带动从动轴滑套拨叉轴36移动，使从动轴滑套拨叉34带动从动轴滑套15在从动轴29上滑动，至到与主轴齿轮14完全啮合。此时，气缸b31的活塞杆完全伸出，气缸b31上的电磁开关会反馈信号。而气缸c则为断气状态，此时的气缸c的活塞杆处于完全回收状态，其电磁开关。此时，当底盘变速箱带动前传动轴运转时，前传动轴通过主轴输入口20，带动主轴21、从动轴29、从动轴输出口17、后传动轴运转，实现车辆的正常行走。

如图2所示，当气缸a30有杆腔通气时，气缸a30的活塞杆回收，带动主轴齿轮滑套拨叉轴35移动，使主轴齿轮滑套拨叉33带动主轴齿轮滑套13在主轴21滑动。等到主轴齿轮滑套13与传动齿轮a23完全啮合时，气缸a30的活塞已完全回收。此时，气缸a处的电磁开关就会反馈信号。气缸b31有杆腔充气，气缸b31的活塞杆回收，带动从动轴滑套拨叉轴36移动，使从动轴滑套拨叉34带动从动轴滑套15在从动轴29上滑动。等到从动轴滑套15与传动齿轮b26完全啮合时，气缸b31的活塞杆完全回收，气缸b31上的电磁开关会反馈信号。而气缸c32则为断气状态，此时的气缸c的活塞杆处于完全回收状态，其电磁开关。此时，当底盘变速箱带动前传动轴运转时，前传动轴通过主轴输入口20，带动主轴21、主轴齿轮滑套13、传动齿轮a23运转；从而带动输出i轴皮带轮10、变量泵16、输出ii轴皮带轮19运转。变量泵16驱动液压马达18运转，从而驱动输出iii轴27、输出iii轴齿轮25、传动齿轮b26、从动轴滑套15、从动轴29、从动轴输出口17、后传动轴进行运转，以实现在专用车作业过程中，车辆低速行走的目的。而附图2中，当将变量泵16的摆角开到另一端，则驱动双向液压马达18反向运转，从而驱动输出iii轴27、输出iii轴齿轮25、传动齿轮b26、从动轴滑套15、从动轴29、从动轴输出口17、后传动轴进行运转，以实现在专用车作业过程中，车辆低速倒车的目的。

如图3所示，当气缸a30有杆腔通气时，气缸a30的活塞杆回收，带动主轴齿轮滑套拨叉轴35移动，使主轴齿轮滑套拨叉33带动主轴齿轮滑套13在主轴21滑动。等到主轴齿轮滑套13与传动齿轮a23完全啮合时，气缸a30的活塞已完全回收。此时，气缸a处的电磁开关就会反馈信号。气缸b31无杆腔充气，气缸b31的活塞杆伸出，带动从动轴滑套拨叉轴36移动，使从动轴滑套拨叉34带动从动轴滑套15在从动轴29上滑动。气缸c32无杆腔通气，活塞杆处伸，当活塞杆完全伸出时。由于气缸c32的缸径比气缸b31的粗，故气缸推力比气缸b31大，所以，在气缸c32的推动下，气缸b31会移动。气缸c32完全伸出后，使气缸b31停留在中间位置，气缸c处的电磁开关就会反馈信号。此时，当底盘变速箱带动前传动轴运转时，前传动轴通过主轴输入口20，带动主轴21、主轴齿轮滑套13、传动齿轮a23运转；从而带动输出i轴皮带轮10、变量泵16、输出ii轴皮带轮19运转。而从动轴滑套15处于中间位置，和其它齿轮脱开。可以实现专用设备正常运转的情况下，车辆不行走，可以使车辆零车速工作。

如图4所示，当气缸a30有杆腔通气时，气缸a30的活塞杆回收，带动主轴齿轮滑套拨叉轴35移动，使主轴齿轮滑套拨叉33带动主轴齿轮滑套13在主轴21滑动。等到主轴齿轮滑套13与传动齿轮a23完全啮合时，气缸a30的活塞已完全回收。此时，气缸a处的电磁开关就会反馈信号。气缸b31无杆腔充气，气缸b31的活塞杆伸出，带动从动轴滑套拨叉轴36移动，使从动轴滑套拨叉34带动从动轴滑套15在从动轴29上滑动，至到与主轴齿轮14完全啮合。此时，气缸b31的活塞杆完全伸出，气缸b31上的电磁开关会反馈信号。而气缸c32则为断气状态，此时的气缸c的活塞杆处于完全回收状态，其电磁开关。此时，当底盘变速箱带动前传动轴运转时，前传动轴通过主轴输入口20，带动主轴21、从动轴29、从动轴输出口17、后传动轴运转，实现车辆的正常行走。而另一面，主轴21带动主轴齿轮滑套13、传动齿轮a23运转；从而带动输出i轴皮带轮10、变量泵16、输出ii轴皮带轮19运转，从而实现车辆高速行走的情况下，还能进行正常驱动专用设备。

如图5所示，为取力装置示意图。

如图6所示，主轴齿轮滑套13、从动轴滑套15的拨叉分别用气缸进行控制，主轴齿轮滑套拨叉33与从动轴滑套拨叉34分别用气缸进行控制。