一种混合动力驱动装置及方法与流程

本发明属于混合传动技术领域，具体涉及一种混合动力驱动装置及方法。

背景技术：

对比机械传动，液压传动具有功率密度高、传动路线简单、易于实现过载保护、可无极调速等优点，因此被应用到各个领域。但因其经过两次能量转换，其传动效率始终低于机械传动，且其执行元件输出速度的变化范围始终受限，目前较成熟的液压技术最大只能做到4：1。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的上述缺陷，提供一种集成了机械传动和液压传动两种方案优点的混合动力传动装置。

本发明提供的技术方案如下：

一种混合动力驱动装置，包括差速器、动力输入装置，还包括液压马达，所述差速器为一个或两个；

所述差速器为一个时，所述动力输入装置和/或液压马达与该差速器连接，所述差速器为两个时，两个差速器通过齿轮连接，所述动力输入装置和液压马达分别与一个差速器连接。

所述差速器为一个，所述动力输入装置和液压马达均与差速器的行星架连接，或所述动力输入装置与差速器的行星架连接，所述动力输入装置的输入轴和液压马达的输入轴上均有相互啮合的齿轮。

所述差速器为两个，分别为差速器ⅰ和差速器ⅱ，所述差速器ⅰ的动力输入轴ⅰ与动力输入装置相连，所述液压马达1和差速器ⅱ之间设有离合器，所述离合器与差速器ⅱ的动力输入轴ⅱ相连，所述差速器ⅱ与差速器ⅰ通过齿轮相连。

所述液压马达和差速器之间设有离合器。

所述差速器ⅰ包括动力输入轴ⅰ、行星架ⅰ、伞齿轮、第一动力输出伞齿轮、外齿轮ⅰ和动力输出轴ⅰ，所述动力输入轴ⅰ连接行星架ⅰ，所述行星架ⅰ连接伞齿轮、第一动力输出伞齿轮、动力输出轴ⅰ，所述外齿轮ⅰ设于动力输出轴ⅰ上，所述动力输出轴ⅰ连接外部执行元件；

所述差速器ⅱ包括动力输入轴ⅱ、第二动力输出伞齿轮，行星架ⅱ、外齿轮ⅱ和动力输入轴ⅱ，所述外齿轮ⅱ和差速器ⅰ的外齿轮ⅰ啮合，所述外齿轮ⅱ设于动力输入轴ⅱ上，所述动力输入轴ⅱ与行星架ⅱ连接，所述行星架ⅱ与第二动力输出伞齿轮连接，所述第二动力输出伞齿轮连接动力输出轴ⅱ。

所述差速器ⅰ和差速器ⅱ的动力输出方向垂直。

所述液压马达为定量马达或变量马达。

本发明还提供了一种混合动力驱动方法，使用混合动力驱动装置，当需要1200-1500m/min的机械传动时，离合器脱开，液压马达动力不输出，动力输入轴ⅰ连接动力输入装置，机械动力通过动力输入轴ⅰ传递给差速器ⅰ的行星架ⅰ，行星架ⅰ带动伞齿轮、第一动力输出伞齿轮和动力输出轴ⅰ转动，动力输出轴ⅰ作为输出端口输出动力给外部执行元件；

动力输出轴ⅰ带动外齿轮ⅰ转动，外齿轮ⅰ带动外齿轮ⅱ，外齿轮ⅱ带动动力输入轴ⅱ，进而驱动行星架ⅱ运转，行星架ⅱ带动第二动力输出伞齿轮运转，通过动力输入轴ⅱ输出动力。

当需要1-2m/min的机械传动时，动力输入装置断开，离合器啮合，液压马达将动力输入，液压马达驱动离合器，离合器带动动力输入轴ⅱ，驱动行星架ⅱ运转，行星架ⅱ带动第二动力输出伞齿轮运转，通过动力输入轴ⅱ输出动力，同时动力输入轴ⅱ带动外齿轮ⅱ，外齿轮ⅱ带动外齿轮ⅰ，外齿轮ⅰ带动动力输入轴ⅰ转动输出动力。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种混合动力驱动装置，既有液压传动的优点也具备机械传动高效、大范围变速的优点，满足不同工作状态下的传动速度需求。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明一个差速器的第一种实施方式；

图2是本发明一个差速器的第二种实施方式；

图3是本发明一个差速器的第三种实施方式；

图4是本发明两个差速器的第一种实施方式；

图5是本发明两个差速器的第二种实施方式；

图6是本发明两个差速器的第三种实施方式。

图中：1、液压马达；2、离合器；3、差速器ⅰ；3-1、动力输入轴ⅰ；3-2、行星架ⅰ；3-3、伞齿轮；3-4、第一动力输出伞齿轮；3-5、外齿轮ⅰ；3-6、动力输出轴ⅰ；4、差速器ⅱ；4-1、动力输出轴ⅱ；4-2、第二动力输出伞齿轮；4-3、行星架ⅱ；4-4、外齿轮ⅱ；4-5、动力输入轴ⅱ；5、行星架；6、输出伞齿轮a；7、输出伞齿轮b；8、齿轮a；9、齿轮b。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种混合动力驱动装置，包括差速器、动力输入装置，还包括液压马达1，所述差速器为一个或两个；

所述差速器为一个时，所述动力输入装置和/或液压马达1与该差速器连接，所述差速器为两个时，两个差速器通过齿轮连接，所述动力输入装置和液压马达1分别与一个差速器连接。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种混合动力驱动装置，所述差速器为一个，所述动力输入装置和液压马达1均与差速器的行星架5连接，或所述动力输入装置与差速器的行星架5连接，所述动力输入装置的输入轴和液压马达1的输入轴上均有相互啮合的齿轮。

如图1所示，动力输入装置输入轴ⅰ与差速器的行星架5连接，液压马达1输出轴与差速器的行星架5连接，两者动力输入方向在同一直线上。当需要低速传动时，动力通过液压马达1输出轴传至差速器的行星架5，行星架5转动后，通过输出伞齿轮a6和输出伞齿轮b7将动力输出；当需要高速传动时，动力通过动力输入装置传至差速器的行星架5，行星架5转动后，通过输出伞齿轮a6和输出伞齿轮b7将动力输出。

如图2所示，动力输入装置的输入轴与齿轮a8、差速器的行星架5连接，液压马达1的输出轴连接齿轮b9，齿轮b9与齿轮a8啮合。当需要低速传动时，动力通过液压马达1输出轴传至齿轮b9，齿轮b9带动齿轮a8，齿轮a8带动械动力输入装置的输入轴转动，使行星架5运转，行星架5转动后，通过输出伞齿轮a6和输出伞齿轮b7将动力输出；当需要高速传动时，动力通过动力输入装置传至差速器的行星架5，行星架5转动后，通过输出伞齿轮a6和输出伞齿轮b7将动力输出。

所述液压马达1和差速器之间设有离合器2。如图3所示。其中，所述液压马达1为定量马达或变量马达。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种混合动力驱动装置，所述差速器为两个，分别为差速器ⅰ3和差速器ⅱ4，所述差速器ⅰ3的动力输入轴ⅰ3-1与动力输入装置相连，所述液压马达1和差速器ⅱ4之间设有离合器2，所述离合器2与差速器ⅱ4的动力输入轴ⅱ4-5相连，所述差速器ⅱ4与差速器ⅰ3通过齿轮相连。

如图4所示，所述差速器ⅰ3包括动力输入轴ⅰ3-1、行星架ⅰ3-2、伞齿轮3-3、第一动力输出伞齿轮3-4、外齿轮ⅰ3-5和动力输出轴ⅰ，所述动力输入轴ⅰ3-1连接行星架ⅰ3-2，所述行星架ⅰ3-2连接伞齿轮3-3、第一动力输出伞齿轮3-4、动力输出轴ⅰ3-6，所述外齿轮ⅰ3-5设于动力输出轴ⅰ3-6上，所述动力输出轴ⅰ3-6连接外部执行元件；

所述差速器ⅱ4包括动力输入轴ⅱ4-5、第二动力输出伞齿轮4-2，行星架ⅱ4-3、外齿轮ⅱ4-4和动力输入轴ⅱ4-5，所述外齿轮ⅱ4-4和差速器ⅰ3的外齿轮ⅰ3-5啮合，所述外齿轮ⅱ4-4设于动力输入轴ⅱ4-5上，所述动力输入轴ⅱ4-5与行星架ⅱ4-3连接，所述行星架ⅱ4-3与第二动力输出伞齿轮4-2连接，所述第二动力输出伞齿轮4-2连接动力输出轴ⅱ4-1。

如图4、图5、图6所示，所述差速器ⅰ3和差速器ⅱ4的动力输出方向垂直。

使用过程：当需要1200-1500m/min的机械传动时，离合器2脱开，液压马达1动力不输出，动力输入轴ⅰ3-1连接动力输入装置，机械动力通过动力输入轴ⅰ3-1传递给差速器ⅰ3的行星架ⅰ3-2，行星架ⅰ3-2带动伞齿轮3-3、第一动力输出伞齿轮3-4和动力输出轴ⅰ3-6转动，动力输出轴ⅰ3-6作为输出端口输出动力给外部执行元件；

动力输出轴ⅰ3-6带动外齿轮ⅰ3-5转动，外齿轮ⅰ3-5带动外齿轮ⅱ4-4，外齿轮ⅱ4-4带动动力输入轴ⅱ4-5，进而驱动行星架ⅱ4-3运转，行星架ⅱ4-3带动第二动力输出伞齿轮4-2运转，通过动力输入轴ⅱ4-5输出动力。

当需要1-2m/min的机械传动时，动力输入装置断开，离合器2啮合，液压马达1将动力输入，液压马达1驱动离合器2，离合器2带动动力输入轴ⅱ4-5，驱动行星架ⅱ4-3运转，行星架ⅱ4-3带动第二动力输出伞齿轮4-2运转，通过动力输入轴ⅱ4-5输出动力，同时动力输入轴ⅱ4-5带动外齿轮ⅱ4-4，外齿轮ⅱ4-4带动外齿轮ⅰ3-5，外齿轮ⅰ3-5带动动力输入轴ⅰ3-1转动输出动力。

实施例4：

本实施例提供了一种混合动力驱动方法，使用混合动力驱动装置，当需要1200-1500m/min的机械传动时，离合器2脱开，液压马达1动力不输出，动力输入轴ⅰ3-1连接动力输入装置，机械动力通过动力输入轴ⅰ3-1传递给差速器ⅰ3的行星架ⅰ3-2，行星架ⅰ3-2带动伞齿轮3-3、第一动力输出伞齿轮3-4和动力输出轴ⅰ3-6转动，动力输出轴ⅰ3-6作为输出端口输出动力给外部执行元件；

动力输出轴ⅰ3-6带动外齿轮ⅰ3-5转动，外齿轮ⅰ3-5带动外齿轮ⅱ4-4，外齿轮ⅱ4-4带动动力输入轴ⅱ4-5，进而驱动行星架ⅱ4-3运转，行星架ⅱ4-3带动第二动力输出伞齿轮4-2运转，通过动力输入轴ⅱ4-5输出动力。

当需要1-2m/min的机械传动时，动力输入装置断开，离合器2啮合，液压马达1将动力输入，液压马达1驱动离合器2，离合器2带动动力输入轴ⅱ4-5，驱动行星架ⅱ4-3运转，行星架ⅱ4-3带动第二动力输出伞齿轮4-2运转，通过动力输入轴ⅱ4-5输出动力，同时动力输入轴ⅱ4-5带动外齿轮ⅱ4-4，外齿轮ⅱ4-4带动外齿轮ⅰ3-5，外齿轮ⅰ3-5带动动力输入轴ⅰ3-1转动输出动力。

本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。