一种高效环保型汽车取力发电结构的制作方法

1.本发明属于车载能源系统技术领域，尤其涉及一种高效环保型汽车取力发电结构。


背景技术：

2.随着社会的进步和经济的快速发展，以商用汽车作为改装底盘的各类专用车、特种车或消防车蓬勃发展。目前，市场上对于专用车的改装，一般分为两种，一种是将商用车作为移动底盘，在其上面加装各类设备、仪器和货厢，而对于汽车的取力没有需求；另一种既要将商用车作为移动底盘加装上装，又要从汽车发动机取力作为车载专用设备的动力。对于后者，一般是通过取力器和液压系统将发动机一部分或全部动力转换为液压动力，用于车辆货厢的自卸或作为以液压动力为驱动力的液压装备的动力源。
3.在目前技术水平下，以上两种改装方案的典型车型包括电源车、电动排涝车、液压排涝车和其他有电力需求的工程车。电源车一般是在改装车车厢内加装柴油机发电机组、配电箱和控制装置；电动排涝车是在发电车的基础上加装了电动水泵、水泵吊装和取泵装置；液压排涝车一般是通过取力器将发动机的动力取出，然后通过液压系统将发动机的动力转化为液压动力，用来驱动液压排水泵和其他需要用到液压动力的液压油缸或液压设备。
4.上述两种类型的改装技术方案和由此制造出来的各类专用设备均存在一定的缺点，主要表现在：1.电源车和以电源车改装而来的电动排涝车都需要在底盘上另行加装发动机、发动机冷却系统、发动机底座和发动机油箱，所带来的问题一是增加了大量的成本，二是这些设备的体积都很大，占用了车厢相当比例的空间，也增加了车辆的总体质量，三是目前市场上的柴油机发电机组的排放标准很低，因柴油机尾气排放造成的环境污染是一个普遍的社会化问题；2.液压排涝车、液压自卸车等特种车辆都需要通过取力器来取力，并通过液压系统将发动机的动力转化为液压动力，而液压系统的弱点也非常明显：首先是系统复杂，比如整套系统需要配置液压泵、液压马达、控制阀、液压油箱、液压油冷却系统、出油管和回油管等诸多部件方可实现液压动力的有效输出，其次是液压动力传输的距离上受到很大的限制，一般不超过50米，再次是液压系统稍有泄露，会对环静造成污染。
5.针对这一问题，人们在长期的生产生活实践中也进行了探索研究，例如，中国实用专利公开了一种车载取力发电装置[公开号：cn204184198u]，该实用新型专利包括包括汽车底盘、汽车车头、发动机、夹心取力器、传动轴、调速装置和发电机，所述汽车车头位于所述汽车底盘前端，所述发动机与所述夹心取力器可解除式连接，所述发动机与用于调节所述发动机转速的所述调速装置连接，所述夹心取力器与所述传动轴连接，所述传动轴与所述发电机连接。
[0006]
上述的方案在一定程度上改进了现有技术的部分问题，但是，该方案还至少存在以下缺陷：使用夹心取力器抽取发动机机械能时，发动机噪声较大，影响甚至损害车辆驾驶人员的听力；此外并未设置散热组件，发动机在长时间工作中容易产生热量堆积，从而损伤
发动机及其附带的传动组件。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的是针对上述问题，提供一种发电时噪音小、发动机热量积蓄少、尾气排放达标、发电功率稳定且可控的高效环保型汽车取力发电结构。
[0008]
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本高效环保型汽车取力发电结构，包括发电机、传动组件和取力器，所述发电机设于车辆，所述取力器与车辆动力系统传动连接，所述取力器的输出端通过所述传动组件与所述发电机的输入端传动连接，其特征在于，还包括控制柜和隔音组件，所述控制柜与所述发电机通过导线连接，所述隔音组件设于车辆内部。
[0009]
在上述的高效环保型汽车取力发电结构中，所述传动组件包括传动轴，所述传动轴的两端均设有万向节，两个所述万向节分别与所述取力器的输出端和所述发电机的输入端传动连接。
[0010]
在上述的高效环保型汽车取力发电结构中，所述隔音组件包括车头静音罩，所述车头静音罩设于车辆发动机上方。
[0011]
在上述的高效环保型汽车取力发电结构中，还包括散热组件，所述散热组件包括散热器、进液管和出液管，所述散热器设于车辆底盘，所述散热器通过所述进液管与车辆发动机的出液口连通，所述散热器通过所述出液管与车辆发动机的进液口连通。
[0012]
在上述的高效环保型汽车取力发电结构中，所述散热组件还包括冷却风扇，所述冷却风扇设于车辆，所述冷却风扇产生的气流流经所述散热器。
[0013]
在上述的高效环保型汽车取力发电结构中，还包括用于控制车辆发动机输出转速的控制器，所述控制器设于车辆驾驶室内部。
[0014]
在上述的高效环保型汽车取力发电结构中，还包括尾气处理组件，所述尾气处理组件包括尾气管、尾气后处理系统和尿素箱，所述尾气后处理系统和所述尿素箱均设于车辆底盘，所述尿素箱与所述尾气后处理系统连通，所述尾气后处理系统通过所述尾气管与车辆发动机的排气口连通。
[0015]
在上述的高效环保型汽车取力发电结构中，所述取力器内部设有主传动组件、飞轮、取力传动组件和电磁离合组件，所述主传动组件传动连接所述飞轮和车辆发动机，所述取力传动组件与所述主传动组件电磁连接，所述电磁离合组件用于控制所述取力传动组件与所述主传动组件之间动力的通断。
[0016]
在上述的高效环保型汽车取力发电结构中，所述主传动组件包括同步转动的主传动轴和启动齿轮，所述主传动轴与所述飞轮传动连接，所述启动齿轮与车辆发动机的齿圈相互配合。
[0017]
在上述的高效环保型汽车取力发电结构中，所述电磁离合组件包括电磁离合主动片、电磁离合从动片和电磁线圈，所述电磁离合主动片与所述主传动轴同轴设置，所述取力传动组件与所述电磁离合从动片联动，所述电磁离合从动片与所述电磁离合主动片同轴设置，所述电磁离合主动片和所述电磁离合从动片之间的离合状态由所述电磁线圈的通断电状态控制。
[0018]
与现有的技术相比，本高效环保型汽车取力发电结构的优点在于：
[0019]
1.设计合理，结构紧凑，当驾驶员需要使用本发电结构进行发电时，可以利用取力器将车辆发动机产生的机械能取出，经由传动组件带动发电机进行发电，从而对车载用电设备进行供电，在供电过程中，驾驶员可以通过控制柜随时控制发电机的输出电流和电压，从而稳定的控制发电机的输出功率，保证用电设备的工作稳定性，在发电过程中，隔音组件可以有效吸收车辆发动机产生的噪音，降低噪音对驾驶员及其附件施工人员的影响；
[0020]
2.通过在车辆底盘设置散热组件的方式，将车辆发动机产生的热量排出，有效降低热量堆积，提升搭载本发电结构的车辆在为高负载用电设备供电时发电机的工作稳定性，避免发电机过热停机；
[0021]
3.通过在车辆驾驶室内部设置控制器，方便驾驶员控制和查看车辆发动机的输出功率；
[0022]
4.通过在车辆底盘设置尾气处理组件，对车辆发动机工作产生的尾气进行处理净化后排放，使其符合国家排放标准，对环境影响小；
[0023]
5.通过在取力器内部设置主传动组件、飞轮、取力传动组件和电磁离合组件的方式，利用主传动组件实现飞轮与发动机之间的传动，不仅不影响车辆原有的“发动机-飞轮-变速箱离合器-变速箱”的传动结构，对车辆本身性能无影响，无论是汽车处于行驶状态还是停车状态，均可进行取力或取消取力；而且取力传动组件可方便地通过电磁离合组件与主传动组件电磁连接，当电磁离合组件吸合时，主传动组件和取力传动组件之间即实现动力接合，取力传动组件能够通过主传动组件直接从发动机上实现全功率取力；当电磁离合组件分离时，主传动组件和取力传动组件之间即处于动力断开状态，取力传动组件即取消取力。如此通过控制电磁离合组件的离合状态(也即通电状态)即可控制取力器的取力动作，既方便远程控制，而且传动稳定性和可靠性高，无论是在汽车行驶过程中还是停止状态下均可进行取力或取消取力，操作方便；
[0024]
6.通过设置主传动轴和启动齿轮组成主传动组件，主传动组件不仅用于在汽车启动时自飞轮向发动机传递动力，还用于在汽车行驶或取力过程中自发动机向取力端或变速箱传递动力。其中，汽车启动时，主传动轴和启动齿轮随飞轮(飞轮的动力来自由电瓶带动的马达)同步转动，在启动齿轮与发动机齿圈的啮合下，发动机得以启动；待发动机启动后，飞轮即停止向发动机传递动力，此时发动机即通过相啮合的启动齿轮和发动机齿圈向飞轮传递动力。
附图说明
[0025]
图1是将本发明设置到卡车上时的结构示意图一；
[0026]
图2是将本发明设置到卡车上时的结构示意图二；
[0027]
图3是将本发明设置到皮卡车上时的结构示意图一；
[0028]
图4是将本发明设置到皮卡车上时的结构示意图二；
[0029]
图5是本发明中取力器的爆炸示意图。
[0030]
图中，1-发电机，11-安装底座，2-传动组件，21-传动轴，22-万向节，3-取力器，31-主传动组件，311-主传动轴，312-启动齿轮，32-飞轮，33-取力传动组件，331-主动齿轮单元，332-中间齿轮单元，333-输出齿轮单元，34-电磁离合组件，341-电磁离合主动片，342-电磁离合从动片，343-电磁线圈，4-控制柜，5-车头静音罩，6-散热组件，61-散热器，62-进
液管，63-出液管，64-冷却风扇，7-控制器，8-尾气处理组件，81-尾气管，82-尾气后处理系统，83-尿素箱。
具体实施方式
[0031]
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0032]
实施例1：
[0033]
如图1-4所示，本高效环保型汽车取力发电结构，包括发电机1、传动组件2和取力器3，所述发电机1设于车辆，所述取力器3与车辆动力系统传动连接，所述取力器3的输出端通过所述传动组件2与所述发电机1的输入端传动连接，其特征在于，还包括控制柜4和隔音组件，所述控制柜4与所述发电机1通过导线连接，所述隔音组件设于车辆内部。
[0034]
在本实施方式中，当驾驶员需要使用本发电结构进行发电时，可以利用取力器3将车辆发动机产生的机械能取出，经由传动组件2带动发电机1进行发电，从而对车载用电设备进行供电，在供电过程中，驾驶员可以通过控制柜4随时控制发电机1的输出电流和电压，从而稳定的控制发电机1的输出功率，保证用电设备的工作稳定性，在发电过程中，隔音组件可以有效吸收车辆发动机产生的噪音，降低噪音对驾驶员及其附件施工人员的影响，其中，取力器3可以根据实际情况调整与车辆动力系统传动连接的位置，例如与发动机连接、与变速箱连接或是与车辆驱动轴连接，控制柜4可以采用市售常见的电控柜，控制稳定性好，还能实时显示电流和电压，隔音组件可以采取嵌入式或填充式的安装方式安装在车辆的内部，包括但不限于安装在车辆的发动机室、车辆车厢、车辆底盘、车辆驾驶室内部等位置，进而提升隔音效果。
[0035]
优选地，所述传动组件2包括传动轴21，所述传动轴21的两端均设有万向节22，两个所述万向节22分别与所述取力器3的输出端和所述发电机1的输入端传动连接。
[0036]
在本实施方式中，传动轴21和万向节22均为常见的市售产品，当取力器3将车辆动力系统的动力取出时，取力器3的输出端借由一个万向节22带动传动轴21转动，从而带动另一个万向节22和发电机1的输入端，最终带动发电机1发电，为外部用电设施供电，其中，万向节22与发电机1输入端的连接方式可以根据车辆的具体构造进行变换，参考图1，万向节22与发电机1输入端之间通过联轴器连接，参考图2，万向节22与发电机1输入端之间通过至少一个齿轮换向器连接。
[0037]
进一步地，所述隔音组件包括车头静音罩5，所述车头静音罩5设于车辆发动机上方。
[0038]
在本实施方式中，车头隔音罩是常见的市售产品，设置在车辆发动机上方，能够有效的吸收并隔绝发动机工作时产生的噪音，提升驾驶员的驾驶体验，此外，隔音组件还包括隔音箱，发电机1可以安装于隔音箱内部，进而降低发电机1工作时产生的噪音，隔音箱的内侧壁设有吸音板，进一步降低发电机1工作时产生的噪音，隔音箱的侧壁设有换气通道，便于发电机1散热，换气通道的内壁交错设有吸音棉，对沿换气通道传播的噪音进行反射吸收。
[0039]
更进一步地，还包括用于控制车辆发动机输出转速的控制器7，所述控制器7设于车辆驾驶室内部。
[0040]
在本实施方式中，控制器7可以采用常见的市售产品，可以根据车辆的燃料进行配
位选择，当燃料是汽油时，可以选择汽油控制器7，当燃料是柴油时，可以选择柴油控制器7，通过在车辆驾驶室内部设置控制器7，方便驾驶员使用控制器7观察和调整发动机的输出转速。
[0041]
其次，所述发电机1底部设有安装底座11，所述发电机1通过所述安装底座11设于车辆车厢。
[0042]
在本实施方式中，通过设置安装底座11的方式，增加发电机1与车辆车厢之间的连接稳定性，也便于发电机1的装卸。
[0043]
此外，所述发电机1内部设有散热风扇。
[0044]
在本实施方式中，发电机1内置散热风扇，可以有效排除发电机1发电时产生的热量，避免发电机1过热停机，影响施工。
[0045]
实施例2：
[0046]
如图1-4所示，本实施例与实施例1的区别在于，还包括散热组件6，所述散热组件6包括散热器61、进液管62和出液管63，所述散热器61设于车辆底盘，所述散热器61通过所述进液管62与车辆发动机的出液口连通，所述散热器61通过所述出液管63与车辆发动机的进液口连通。
[0047]
在本实施例中，当车辆的发动机工作时，车辆发动机会带发动机外壳内部的冷却液，冷却液会吸收发动机的热量，然后从发动机的出液口流经进入到散热器61的进液管62，然后流经散热器61内部，借由散热器61完成热交换，将冷却液重新冷却，随后从出液管63流入发动机的进液口，完成冷却循环，在实际工作过程中，冷却循环会持续进行，将车辆发动机产生的热量排出，有效降低热量堆积，提升搭载本发电结构的车辆在为高负载用电设备供电时发电机1的工作稳定性，避免发电机1过热停机。
[0048]
优选地，所述散热组件6还包括冷却风扇64，所述冷却风扇64设于车辆，所述冷却风扇64产生的气流流经所述散热器61。
[0049]
在本实施方式中，冷却风扇64可以采用市售产品，冷却风扇64产生的气流可以加速外部大气，提升散热器61的换热效率，从而增大散热组件6的整体散热效果，进一步提升搭载本发电结构的车辆在为高负载用电设备供电时发电机1的工作稳定性，避免发电机1过热停机。
[0050]
实施例3：
[0051]
如图1-4所示，本实施例与上述任意一种实施例的区别在于，还包括尾气处理组件8，所述尾气处理组件8包括尾气管81、尾气后处理系统82和尿素箱83，所述尾气后处理系统82和所述尿素箱83均设于车辆底盘，所述尿素箱83与所述尾气后处理系统82连通，所述尾气后处理系统82通过所述尾气管81与车辆发动机的排气口连通。
[0052]
在本实施例中，尾气后处理系统82可以采用市售的同功能产品，车辆发动机在产生尾气后，尾气经过尾气管81进入到尾气后处理系统82内部，利用尾气后处理系统82对尾气进行处理净化，从而得到符合使其符合国家排放标准的尾气，相较于其他工程车辆排放的尾气，搭载了本发的系统的车辆尾气对环境影响小，尿素箱83可以采用市售的同类产品，尿素箱83可以通过导管与尾气后处理系统82连通，用于给尾气后处理系统82提供尿素，利用尿素参与尾气的净化处理，从而得到符合使其符合国家排放标准的尾气。
[0053]
实施例4：
[0054]
如图5所示，本实施例与上述任意一种实施例的区别在于，所述取力器3内部设有主传动组件31、飞轮32、取力传动组件33和电磁离合组件34，所述主传动组件31传动连接所述飞轮32和车辆发动机，所述取力传动组件33与所述主传动组件31电磁连接，所述电磁离合组件34用于控制所述取力传动组件33与所述主传动组件31之间动力的通断。
[0055]
在本实施例中，在初始启动车辆发动机时，先转动飞轮32(飞轮32的动力来自由电瓶带动的马达)，通过飞轮32和主传动组件31带动车辆发动机进行运转，车辆发动机运转后，无论是汽车处于行驶状态还是停车状态，均可进行取力或取消取力，在需要进行取力时，使电磁离合组件34通电吸合，此时主传动组件31和取力传动组件33之间即实现动力接合，取力传动组件33能够通过主传动组件31直接从车辆发动机上实现全功率取力，将动力传输至取力端处；在不需要取力时，使电磁离合组件34断电分离，此时取力传动组件33与主传动组件31之间的动力接合即断开，从而取消取力。可远程控制，实现自动切换状态，对车辆性能无影响，为车辆提供动力，采用电控一体化设计，实用性和稳定性较强。
[0056]
进一步地，所述主传动组件31包括同步转动的主传动轴311和启动齿轮312，所述主传动轴311与所述飞轮32传动连接，所述启动齿轮312与车辆发动机的齿圈相互配合。
[0057]
在本实施例中，具体地说，在需要启动车辆发动机时，转动主传动轴311，通过主传动轴311带动启动齿轮312进行同步转动，启动齿轮312转动过程中，通过与车辆发动机齿圈啮合传动，启动车辆发动机，待车辆发动机启动后，飞轮32即停止向车辆发动机传递动力，此时车辆发动机即通过相啮合的启动齿轮312和车辆发动机齿圈向飞轮32传递动力。
[0058]
更进一步地，所述电磁离合组件34包括电磁离合主动片341、电磁离合从动片342和电磁线圈343，所述电磁离合主动片341与所述主传动轴311同轴设置，所述取力传动组件33与所述电磁离合从动片342联动，所述电磁离合从动片342与所述电磁离合主动片341同轴设置，所述电磁离合主动片341和所述电磁离合从动片342之间的离合状态由所述电磁线圈343的通断电状态控制。
[0059]
在本实施例中，在车辆行驶过程中，需要取力时，通电，使得电磁线圈343具有磁力，此时通过磁力使得电磁离合器从动片与电磁离合器主动片相紧贴固定配合，在电磁离合器主动片转动过程中，可同步带动电磁离合器从动片转动，进而带动取力传动组件33进行驱动，实现旋转输出车辆发动机动力。
[0060]
再进一步地，所述的取力传动组件33包括依次啮合传动的主动齿轮单元331、中间齿轮单元332和输出齿轮单元333，所述的主动齿轮单元331与电磁离合从动片342同轴设置且可拆卸地固连。
[0061]
在本实施例中，在取力过程中，电磁离合从动片342进行转动，通过电磁离合从动片342带动主动齿轮单元331进行转动，通过主动齿轮单元331同步带动中间齿轮单元332和输出齿轮单元333进行同步转动，采用齿轮啮合结构，传输效果较好，通过输出齿轮单元333连接外设输出轴，传输至取力端进行取力，主动齿轮单元331与电磁离合从动片342同轴设置且可拆卸地固连，方便工作人员进行拆卸维修。
[0062]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0063]
尽管本文较多地使用了1-发电机，11-安装底座，2-传动组件，21-传动轴，22-万向
节，3-取力器，31-主传动组件，311-主传动轴，312-启动齿轮，32-飞轮，33-取力传动组件，331-主动齿轮单元，332-中间齿轮单元，333-输出齿轮单元，34-电磁离合组件，341-电磁离合主动片，342-电磁离合从动片，343-电磁线圈，4-控制柜，5-车头静音罩，6-散热组件，61-散热器，62-进液管，63-出液管，64-冷却风扇，7-控制器，8-尾气处理组件，81-尾气管，82-尾气后处理系统，83-尿素箱等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。