本实用新型属于专用车传动系统技术领域，尤其是涉及一种用于单发动机专用车的模块化节能环保型取力分动箱。
背景技术：
随着社会文明程度和生产力水平的不断提高，各类生产作业的机械化程度要求越来越高，催生了具有机动作业能力的专用汽车的数量和种类猛增。专用汽车除了进入作业场地需要行驶动力之外，其作业装置也需要驱动力。其中很多种专用汽车作业装置所需要的动力很大，而且往往需要多路动力同时驱动多个作业装置。目前常见的技术方案是在专用车底盘上再安装一个专门用于驱动作业装置的副发动机，即整车具有两个发动机，底盘发动机为整车行驶提供动力，副发动机为作业装置提供动力。这种动力配置方案带来的问题是，在专用车作业过程中，底盘发动机处于完全停机状态或处于低速小功率运转工况。前者造成底盘发动机大段时间闲置产生的资源浪费，而且提高了整车制造成本，而后者由于燃油燃烧效率低，输出功率小，使得底盘发动机的比油耗增大，排放指标下降，造成作业成本提高和环境污染加剧。更为严重的是，目前国内包括国外很多双发动机专用汽车的副发动机的排放指标普遍低于底盘发动机的排放指标，所以，副发动机在作业过程中排放的废气对环境的污染更加严重。所以，专用车的双发动机动力配置方案存在严重弊端。
随着专用汽车数量的不断剧增，一种能够满足不同专用车动力需求、降低系统配置成本、节能环保的动力方案所产生的经济效益和社会效益将是巨大的。因此，世界上已有多个国家正在投入大量人力物力研究单发动机专用车动力系统及其关键设备，并取得了一些成果。如《用于带分动箱取力工程车辆的里程记录装置》(ZL 200920002716.X)所述的里程记录装置作为一个独立的外加装置，间接地借助于操控信号判断是否使用原有传感器的信号进行速度计算和里程累加。显然，这种判断对于静止作业的专用车辆是多余无用的，而且以来间接信号进行判断，带来误判和错判的概率很高。又如《高压细水雾消防车用取力分动装置》(201110345985.8)所述的取力分动装置只是一种专用特定车辆，不具有通过模块组合而具有多种功能的普适特性。又如《一种特种车辆用离合分动箱》(ZL 201620397820.3)所述的取力分动箱，同样不具有通过模块组合而具有多种功能、满足不同专用车动力需求的普适特性，也不具有自润滑、节能环保特性。
可见，已经公知的类似现有技术中，其结构、功能、性能均存在缺陷，不完全满足专用车动力需求及提高集中控制和整车综合性能的要求。因此，一种具有模块化柔性组合功能、节能环保、性能优良的通用取力分动箱是提高专用车整体性能水平的核心部件。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种可以通过模块组合，具有柔性功能、可以满足多种专用车动力需求，可以取代副发动机且自身能耗最低、节能环保、操纵方便、能够提供必要信号，最大限度减少整车厂研发工作量的性能优良的通用取力分动箱。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于单发动机专用车的模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于：包括一个可安装固定在车架上的主箱体以及安装在主箱体内一组可结合、分离的齿轮轴系，包括第一齿轮轴系、第二齿轮轴系和第三齿轮轴系。第一齿轮轴系又包括第一轴输入端，第一轴输出端以及根据不同模块组合方案而不同的模块输出轴，第一轴输入端与专用车底盘传动轴相连接，第一轴输出端或模块输出轴与专用车底盘后桥传动轴相连接。第一轴齿轮通过轴承安装在第一轴上，第二轴齿轮和第三轴齿轮分别通过键与相应轴连接，第二轴齿轮分别与第一轴齿轮和第三轴齿轮常啮合。第一轴齿轮与第一轴通过滑动花键套连接，花键套前移时连接第一轴齿轮和第一轴输入端，驱动第二轴和第三轴运转，输出底盘发动机动力，同时分离第一轴输出端或后接模块与第一轴输入端的径向刚性连接，花键套后移时分离第一轴齿轮和第一轴输入端，切断底盘发动机动力通过第二和第三轴输出，同时结合第一轴输出端动力，恢复专用车底盘原有传动路线。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，通过安装具有独立功能的模块，包括单动力输入模块、双动力输入模块、传动轴法兰连接模块、带轮连接模块、离合过渡连接模块以及根据新需求研发的新模块等，模块具有可互换的连接结构，可与主箱体接口对接，组成不同的取力传动方案以及动力输入方案。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，通过与相关模块集成在一起的气动机构，操控两个离合花键套，选择是否从底盘发动机取出动力以及是否向底盘传动系输入动力。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，第一轴齿轮通过轴承安装在第一轴上，在非取力工况下，主离合花键套上的外花键与第一轴齿轮上的内花键处于分离状态，此时，第一轴齿轮及第二轴齿轮和第三轴齿轮均处于静止状态，不跟随第一轴输入端空转。动力输入模块中的输出齿轮通过轴承安装在输出轴上，在非输入动力工况下，动力输入花键套上的外花键与输出齿轮上的内花键处于分离状态，输出齿轮也不跟随输出轴空转。所有齿轮在非取力工况下全部不运转，不存在空转驱动损失和搅动润滑油的发热损失，，即自身能耗最小。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，所有输出轴系，包括第一轴输出端、动力输入模块输出端均安装有测速机构和测速传感器，测速机构根据不同专用车底盘原传动系统配置，可以输出与原专用车底盘速度信号频率相一致的速度信号，同时，测速传感器的电参数及响应速度均根据原底盘电气系统参数及传动轴转速配置，保证在任何工况下均可检测专用车的真实行驶速度和行驶里程，不致因为加装取力分动箱而影响原底盘的测速和里程累加，也不必专用车整车厂家为此而增加研发改装工作量。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，取力分动箱的第二或第三轴的任意一端安装有润滑冷却油泵，在取力工况下，自动驱动润滑冷却油泵运转，从主箱体底部油箱吸油，直接泵送至主箱体顶部，通过油液喷淋装置向齿轮啮合副及两端轴承喷淋油液，确保齿轮及轴承可靠润滑和冷却。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，取力分动箱预设必要的传感器，可以随时检测润滑冷却油温、离合花键套位置、取力分动箱工作状态等信息，为整车集中控制、故障诊断和状态监控提供必要信号。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、模块化结构使得功能组合便捷，可适用不同专用车动力需求。
2、动力输入模块可以实现移动作业专用车的无级变速低速行驶和大牵引力行驶。
3、花键套离合结构使得结合可靠，操作方便。
4、非取力工况下，所有齿轮不空转，无驱动功耗，无机械磨损，无搅油发热，无传动噪声，节能环保效果凸出。
5、非取力工况下，第一轴输入端与第一轴输出端或动力输入模块输出轴直连，专用车行驶传动系统恢复为原底盘传动系统，便于操作。
6、预设了必要的传感器，可以输出整车控制和状态检测的需用信号，为专用车厂家延伸了服务。
7、自动强制润滑冷却，改善了运动副的工作条件，可减少故障，延长寿命。
下面通过附图和实施例之一，对本实用新型做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型实施例之一外形轴测图。
图2为本实用新型实施例之一的结构图。
图3为本实用新型实施例之一的内部结构图。
附图标记说明
1-主箱体； 2-第一轴输入端 3-单动力输入模块
4-输出轴 5-第二轴 6-第三轴
7-第一轴齿轮 8-第二轴齿轮 9-第三轴齿轮
10-输出花键套 11-输入齿轮轴 12-输出齿轮
13-输入花键套 14-模块壳体 15-气动离合机构
16-测速机构 17-测速传感器 18-润滑冷却泵
19-底部油箱 20-喷淋装置 21-位置传感器
具体实施方式
图1为本实用新型最佳实施例之一的外形轴测图。主箱体1为立式结构，其左右两侧面有螺纹孔，用以通过减震装置将其安装固定在底盘车架的两纵梁之间，第一轴输入端2与底盘传动轴前端连接，动力输入模块3的输出轴4与底盘传动轴的后端连接。第二轴5和第三轴6在取力工况下都可以根据需要输出动力。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于单发动机专用车的模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于：包括一个可安装固定在车架上的主箱体1以及安装在主箱体内一组可结合、分离的齿轮轴系，包括第一齿轮轴系、第二齿轮轴系5和第三齿轮轴系6。第一齿轮轴系又包括第一轴输入端，第一轴输出端以及根据不同模块组合方案而不同的模块输出轴，第一轴输入端2与专用车底盘传动轴相连接，第一轴输出端或模块输出轴4与专用车底盘后桥传动轴相连接。第一轴齿轮7通过轴承安装在第一轴2上，第二轴齿轮8和第三轴齿轮9分别通过键与相应轴连接，第二轴齿轮分别与第一轴齿轮和第三轴齿轮常啮合。第一轴齿轮与第一轴通过动力输出花键套10连接，输出花键套10前移时连接第一轴齿轮7和第一轴输入端2，驱动第二轴5和第三轴6运转，输出底盘发动机动力，同时分离第一轴输出端4或后接模块3与第一轴输入端2的径向刚性连接，输出花键套10后移时分离第一轴齿轮7和第一轴输入端2，切断底盘发动机动力通过第二轴5和第三轴6输出的动力，同时结合第一轴输出端4动力，恢复专用车底盘原有传动路线。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，通过安装具有独立功能的模块3，包括单动力输入模块、双动力输入模块、传动轴法兰连接模块、带轮连接模块、离合模块、过渡连接模块以及根据新需求研发的新功能模块3等，实现取力分动箱的功能变化和扩展。模块具有可互换的连接结构，可与主箱体相应接口对接，组成不同的取力传动方案以及动力输入方案。本实施方案为单动力输入模块3，包括输入齿轮轴11、输出齿轮12、输出轴4和输入花键套13，输入齿轮轴11和输出轴4分别由轴承支承在模块壳体14中，输出齿轮12通过轴承安装在输出轴4上。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，通过与相关模块集成在一起的内嵌式气动离合机构15，操控动力输出离合花键套10和动力输入离合花键套13，离合花键套10和13在气动离合机构15的推动下滑进或滑出第一轴齿轮7或输出齿轮12的内花键时，即可选择是否从底盘发动机取出动力以及是否向底盘传动系输入动力。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，第一轴齿轮7通过轴承安装在第一轴输入端2上，在非取力工况下，动力输出离合花键套10上的外花键与第一轴齿轮7上的内花键处于分离状态，此时，第一轴齿轮7及第二轴齿轮8和第三轴齿轮9均处于静止状态，不跟随第一轴输入端2空转。动力输入模块3中的输出齿轮12通过轴承安装在输出轴4上，在非输入动力工况下，动力输入花键套13上的外花键与输出齿轮12上的内花键处于分离状态，输出齿轮12也不跟随输出轴4空转，与之啮合的输入齿轮轴11也不空转，即所有齿轮在非取力工况下全部不运转，不存在空转驱动损失和搅动润滑油的发热损失，即自身能耗最小。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，所有输出轴系，包括第一轴输出端4、动力输入模块输出端4均安装有测速机构16和测速传感器17，测速机构16根据不同专用车底盘原传动系统配置，可以输出与原专用车底盘速度信号频率相一致的速度信号，同时，测速传感器17的电参数及响应速度均根据原底盘电气系统参数及传动轴转速配置，保证在任何工况下均可检测专用车的真实行驶速度和行驶里程，不致因为加装取力分动箱而影响原底盘的测速和里程累加值，节省了专用车厂家为此而增加的研发改装工作量。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，取力分动箱的第二轴5或第三轴6的任意一端可安装润滑冷却油泵18，在取力工况下，自动驱动润滑冷却油泵18运转，从主箱体底部油箱19吸油，直接泵送至主箱体顶部，通过油液喷淋装置20向齿轮啮合副及两端轴承喷淋油液，确保齿轮及轴承可靠润滑和冷却。
上述的单发动机专用车模块化节能环保型取力分动箱，其特征在于，取力分动箱预设必要的传感器21，可以随时检测润滑冷却油温、动力输出离合花键套10位置、取力分动箱工作状态等信息，为整车集中控制、故障诊断和状态监控提供必要信号。
综上所述，本实用新型不仅能使专用车从底盘发动机取出足够以至全部动力，分配成多路、多种可选的传动方式输出，满足不同专用车的动力需求，而且可以通过动力输入模块向专用车底盘输入动力，例如液压动力或电动力。不仅可以为定点作业专用车提供动力，而且可以为行驶作业的专用车同时提供作业动力和行驶动力，尤其是为需要低速甚至超低速行驶作业的专用车提供了极为方便的平台。
以上所述，仅是本实用新型的最佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。