上装取力装置、上装取力系统及工程车辆的制作方法

本申请涉及工程机械，具体地，涉及一种上装取力装置、上装取力系统及工程车辆。

背景技术：

1、传统的工程车辆，发动机动力一部分进入底盘驱动车辆前进，另一部分从取力器输出为工程车辆的上装系统提供动力。

2、现有的取力结构中，取力器通过离合器与发动机的输出轴连接，由于使用固定齿轮速比，没有调速机构，无法进行调速，当车辆在低速运行时，取力机构转速低，取力小，无法给上装系统提供充足动力；当车速过高时，取力机构转速高，取力大。由此，取力机构取力大小与车速成正比，取力变化直接影响上装系统工作，且车辆换挡时引起抖动噪音等，从而上述都会导致上装系统工作不稳定。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种上装取力装置、上装取力系统及工程车辆，用以解决现有技术中存在的不足。

2、为达上述目的，第一方面，本申请提供了一种上装取力装置，应用于工程车辆，所述上装取力装置包括：

3、行星轮机构，包括太阳轮、行星架和齿圈，所述齿圈连接所述工程车辆的上装总成的上装输入轴；

4、取力轴，一端与所述行星架连接，另一端用于与所述工程车辆的变速箱连接；和

5、调速电机，所述调速电机的电机轴与所述太阳轮连接，所述调速电机位于所述行星轮机构远离所述取力轴的一侧。

6、作为上述技术方案的进一步改进：

7、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述取力轴与所述变速箱的输出轴通过传动组件连接。

8、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述传动组件为联轴器。

9、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述传动组件包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮设置于所述取力轴，所述第二传动齿轮用于设置在所述变速箱的输出轴，所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮相互啮合。

10、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述齿圈的内周面设有与形星轮架上的行星轮啮合的内齿部，所述齿圈的外周面设有外齿部，所述外齿部与所述上装输入轴上的第三传动齿轮相啮合。

11、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述调速电机为为永磁式电机或异步电机，所述永磁式电机或所述异步电机用于机械能转化为电能或将电能转化机械能。

12、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述太阳轮、所述齿圈和所述行星架满足如下关系：

13、ws+k*wr＝(1+k)*wpc；

14、其中，ws为所述太阳轮转速，wr为所述齿圈转速，wpc为行星架转速，k为所述齿圈的内周面的齿数与所述太阳轮的齿数的比值。

15、为达上述目的，第三方面，本申请还提供了一种上装取力系统，包括电能装置及根据上述第二方面提供的上装取力装置，所述电能装置与所述调速电机连接，所述电能装置用于存提供电能或回收电能。

16、作为上述技术方案的进一步改进：

17、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，所述电能装置包括电池模组及电能转换模组，所述电池模组通过所述电能转换模组与所述调速电机连接，所述电池模组用于提供电能或回收电能。

18、为达上述目的，第三方面，本申请还提供了一种工程车辆，包括车辆本体和上装总成，所述上装总成设置于所述车辆本体上，所述上装总成中应用了根据上述第三方面提供的上装取力系统。

19、相比于现有技术，本申请的有益效果：

20、本申请提供了一种上装取力装置、上装取力系统及工程车辆，其中，上装取力装置通过取力轴从工程车辆的变速箱取力，然后通过齿圈输出给上装输入轴；上述取力轴在取力时，通过调速电机驱动太阳轮转动，以确保齿圈输出转速为需求的转速。具体的，对于变速箱输出的转速较小时，调速电机提供辅助动力；对于变速箱输出的转速较大时，调速电机可作为发电机将多余的功率通过发电回收，从而节约能源。因此不论工程车辆在何种车速下，只需通过调速电机输入匹配的转速，就可以使齿圈以稳定转速输出，从而确保工程车辆的上装总成的工作保持稳定。

21、另外，当上装总成不需要动力时，控制调速电机为空转状态，由此太阳轮不受约束，扭矩将不会通过行星轮机构传递至上装总成，从而无需在取力轴与变速箱之间增设离合器等脱开机构，简化结构，降低成本。

22、本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种上装取力装置，应用于工程车辆，其特征在于，所述上装取力装置(100)包括：

2.根据权利要求1所述的上装取力装置，其特征在于，所述取力轴(120)与所述变速箱(200)的输出轴(210)通过传动组件(140)连接。

3.根据权利要求2所述的上装取力装置，其特征在于，所述传动组件(140)为联轴器。

4.根据权利要求2所述的上装取力装置，其特征在于，所述传动组件(140)包括第一传动齿轮(141)和第二传动齿轮(142)，所述第一传动齿轮(141)设置于所述取力轴(120)，所述第二传动齿轮(142)用于设置在所述变速箱(200)的输出轴(210)，所述第一传动齿轮(141)和所述第二传动齿轮(142)相互啮合。

5.根据权利要求1所述的上装取力装置，其特征在于，所述齿圈(113)的内周面设有与形星轮架上的行星轮啮合的内齿部，所述齿圈(113)的外周面设有外齿部，所述外齿部与所述上装输入轴(300)上的第三传动齿轮相啮合。

6.根据权利要求1所述的上装取力装置，其特征在于，所述调速电机(130)为永磁式电机或异步电机，所述永磁式电机或所述异步电机用于机械能转化为电能或将电能转化机械能。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的上装取力装置，其特征在于，所述太阳轮(111)、所述齿圈(113)和所述行星架(112)满足如下关系：

8.一种上装取力系统，其特征在于，包括电能装置(400)及根据权利要求1-7中任一项所述的上装取力装置(100)，所述电能装置(400)与所述调速电机(130)连接，所述电能装置(400)用于存提供电能或回收电能。

9.根据权利要求8所述的上装取力系统，其特征在于，所述电能装置(400)包括电池模组(410)及电能转换模组(420)，所述电池模组(410)通过所述电能转换模组(420)与所述调速电机(130)连接，所述电池模组(410)用于提供电能或回收电能。

10.一种工程车辆，其特征在于，包括车辆本体和上装总成，所述上装总成设置于所述车辆本体上，所述上装总成中应用了根据权利要求8-9中任一项所述的上装取力系统。

技术总结
本申请提供了一种上装取力装置、上装取力系统及工程车辆，涉及工程机械技术领域。上装取力装置包括行星轮机构、取力轴和调速电机；行星轮机构包括太阳轮、行星架和齿圈，齿圈连接工程车辆的上装总成的上装输入轴；取力轴一端与行星架连接，另一端用于与工程车辆的变速箱连接；调速电机的电机轴与太阳轮连接，调速电机位于行星轮机构远离取力轴的一侧。本申请提供的上装取力装置应用与工程车辆中，不论工程车辆在何种车速下，只需通过调速电机输入匹配的转速，就可以使齿圈以稳定转速输出，从而确保工程车辆的上装总成的工作保持稳定。并且无需在取力轴与变速箱之间增设离合器等脱开机构，简化结构，降低成本。

技术研发人员：赖勇,徐舟,何兴,熊亚坤,张俊深
受保护的技术使用者：长沙中联重科环境产业有限公司
技术研发日：20230104
技术公布日：2024/1/12