阅读说明：本技术 分动箱、底盘动力输出装置及车辆 (Transfer case, chassis power output device and vehicle ) 是由 刘洋 周新文 郭佳鹏 王仁鹏 雷波 李鹏 文艺 于 2018-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及传动装置技术领域。本发明提供一种分动箱,其包括第一主轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、输出轴、第四齿轮、第五齿轮和第二主轴；第一主轴上设有能够随第一主轴转动的第一齿轮；第二齿轮与第一齿轮啮合,第二齿轮向第四齿轮传动,第二齿轮还与第三齿轮啮合；第四齿轮与第五齿轮啮合；第二主轴上设有第一滑套,第二主轴通过第一滑套择一跟随第五齿轮或第一主轴转动；输出轴上设有第二滑套,第二滑套能够使输出轴停转或随第三齿轮转动。本发明还提供一种底盘动力输出装置及一种车辆。与现有技术比较本发明的有益效果在于：该分动箱具有多种传动模式,能兼顾行驶和特种作业的动力供应,还能够间接使发动机节能减排。(The invention relates to the technical field of transmission devices. The invention provides a transfer case, which comprises a first main shaft, a first gear, a second gear, a third gear, an output shaft, a fourth gear, a fifth gear and a second main shaft, wherein the first gear is arranged on the first main shaft; a first gear capable of rotating along with the first main shaft is arranged on the first main shaft; the second gear is meshed with the first gear, the second gear transmits to the fourth gear, and the second gear is also meshed with the third gear; the fourth gear is meshed with the fifth gear; a first sliding sleeve is arranged on the second main shaft, and the second main shaft selects to rotate along with the fifth gear or the first main shaft through the first sliding sleeve; the output shaft is provided with a second sliding sleeve, and the second sliding sleeve can stop the output shaft or rotate along with the third gear. The invention also provides a chassis power output device and a vehicle. Compared with the prior art, the invention has the beneficial effects that: the transfer case has multiple transmission modes, can give consideration to the power supply of running and special operation, and can indirectly enable the engine to save energy and reduce emission.)

分动箱、底盘动力输出装置及车辆

技术领域

本发明涉及车辆传动装置技术领域，具体涉及一种分动箱和具有该分动箱的底盘动力输出装置，还涉及一种具有该底盘动力输出装置车辆。

背景技术

目前，市场上传统的作业类专用车，比如清扫车、除雪车、养护车等车型，为了保证路面作业的效果，大多采用双发动动力，底盘发动机通过离合器、变速箱以及传动轴驱动后桥行驶，副发动机为上装提供动力，由于作业车速较低，一般情况下车速处于3-10km/h左右，这样低速行驶会导致底盘发动机转速长期位于低速高油耗区域，进而造成车辆使用能耗高，效率低下。

为此市场上也有一些仅依靠底盘发动机同时为上装作业和底盘行驶提供动力的车辆。基于这种车辆结构的取力方式一般可分为发动机PTO取力和分动箱取力，这两种取力方式各有利弊，各自的优缺点如下所示：

1、当取力方式为发动机PTO取力时，发动机PTO取力器可直接为上装提供动力，且不影响底盘的正常行驶和作业行驶。

但同时，发动机PTO取力方式有一个无法解决的问题：

为了保证上装所需的稳定作业功率，底盘发动机需要稳定的维持在一个较高的转速上。但无奈作业类车辆在城市街道上作业行驶时，经常因为红灯或堵车而走走停停，这样使得车辆经常被迫在发动机高转速的情况下执行起步动作，那么在发动机转速较高的情况下挂档起步，不仅会给离合器带来冲击和磨损，也会导致车辆出现前冲现象。

为克服高转速起步所带来的问题，也可以如果先将发动机的转速由高速变为低速，然后在发动机低转速运转时，让车辆起步，待起步后再逐步提高到额定转速。这种方式虽然解决了高转速起步所带来的问题，但又引入了新的弊端，弊端在于：在起步这段时间内低转速发动机的输出功率无法满足上装的转速及功率需求，便会出现清扫车扫不干净的现象。

2、当取力方式为分动箱取力时，发动机通过分动箱为上装提供动力。分动箱取力则大多采用静液压技术，分动箱位于变速箱和后桥之间，分动箱通过传动轴分别与变速箱和驱动桥连接，非作业行驶时分动箱输出速比为1:1，即不影响底盘的行驶。当作业行驶时，分动箱切换到作业模式，由变量泵驱动行走马达，行走马达再驱动后桥行驶，这样就可以实现低速行驶，无级变速。同时，分动箱预留的取力口可以为上装提供动力；这种结构的底盘发动机可以在高转速上保持恒定，但是结构复杂，成本远高于副发动机的成本，同时考虑到液压系统传递的效率较低，所以在节能方面效果不明显。

综上，设计一种适用于作业类专用车辆的底盘动力输出装置是十分必要的，也是十分迫切的。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，本发明提供一种分动箱，其特征在于，其包括第一主轴、第一齿轮、第一滑套、第二齿轮、第三齿轮、第二滑套、输出轴、第四齿轮、第五齿轮和第二主轴；

所述第一主轴为所述分动箱的动力输入轴，所述第一主轴上设有能够随所述第一主轴转动的第一齿轮；

所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第二齿轮向所述第四齿轮传动，所述第二齿轮还与所述第三齿轮啮合；

所述第四齿轮与所述第五齿轮啮合；

所述第二主轴上设有所述第一滑套，所述第二主轴通过所述第一滑套择一跟随所述第五齿轮或所述第一主轴转动；

所述输出轴上设有第二滑套，所述第二滑套能够使所述输出轴停转或随所述第三齿轮转动。

较佳地，所述第一主轴向所述第一齿轮传动，且所述第一主轴与所述第一齿轮的转速和转向均相同。

较佳地，所述第二齿轮与所述第四齿轮之间通过固定轴连接，所述第二齿轮与所述第四齿轮的转速和转向均相同。

较佳地，所述输出轴一端设有取力接口；所述第二主轴一端连接有飞轮。

较佳地，其还包括壳体，所述输出轴的一端能够通过所述第二滑套与所述第三齿轮连接，所述输出轴的另一端伸出所述壳体，所述输出轴伸出所述壳体的一端上设有取力接口；所述第二主轴的一端通过所述第一滑套择一与所述第一齿轮或所述第五齿轮连接，所述第二主轴的另一端伸出壳体，所述第二主轴伸出壳体的一端连接有飞轮。

较佳地，在所述飞轮和所述取力接口处分别设有转速传感器。

较佳地，所述第一滑套和所述第二滑套上均各自设有拨叉，气动装置通过移动所述拨叉来控制所述第一滑套或所述第二滑套的滑动；所述第一滑套和所述第二滑套分别通过弹簧进行复位。

较佳地，所述第一齿轮、所述第三齿轮和所述第五齿轮上分别设有第一轴心组件、第三轴心组件和第五轴心组件，所述第一滑套择一与所述第一轴心组件和所述第五轴心组件连接，所述第二滑套与所述第三轴心组件连接；所述第一滑套与所述第一轴心组件或所述第五轴心组件通过花键连接；所述第二滑套与所述第三轴心组件通过花键连接。

本发明还提供一种底盘动力输出装置，其包括发动机和变速箱，其特征在于，其还包括上述的一种分动箱、第一离合器和第二离合器；所述第一离合器设置于所述发动机和所述分动箱之间；所述第二离合器设置于所述分动箱和所述变速箱之间。

本发明还提供一种车辆，其特征在于，其包括上述的一种底盘动力输出装置。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种分动箱，具有多种可互相切换的传动模式，其能够合理地分配发动机的动力，能够兼顾车辆行驶和特种作业时的动力供应，另外，该分动箱还能够让发动机始终保持在较高转速节油状态运转，该分动箱能够间接提高燃油能量的转化率。

附图说明

图1为本发明实施例1中分动箱的一种传动模式的示意图；

图2为本发明实施例1中分动箱的另一种传动模式的示意图；

图3为本发明实施例1中底盘动力输出装置的结构示意图。

附图标记：

发动机1、第一离合器2、分动箱3、第二离合器4、变速箱5、第一主轴6、第一齿轮7、第一滑套8、第二齿轮9、第三齿轮10、第二滑套11、输出轴12、取力接口13、辅轴14、第四齿轮15、第五齿轮16、第二主轴17和飞轮18。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

如图1所示，为本发明实施例1中分动箱的一种传动模式的示意图。本发明实施例1提供了一种分动箱，其包括壳体，第一主轴6、第一齿轮7、第一滑套8、第二齿轮9、第三齿轮10、第二滑套11、输出轴12、第四齿轮15、第五齿轮16、第二主轴17。

第一主轴6作为分动箱的动力输入轴。第一主轴6通过第一离合器2与发动机1连接。

第一主轴6上设有能够随第一主轴6转动的第一齿轮7，优选地，第一主轴6与第一齿轮7转速相同。第一齿轮7与第二齿轮9啮合，第二齿轮9向第四齿轮15同转向传动。优选地，第二齿轮9与第四齿轮15之间通过固定轴连接，第二齿轮9与第四齿轮15的转速相同。第四齿轮15与第五齿轮16啮合。

第二主轴17上设有第一滑套8，第二主轴17通过第一滑套8择一跟随第五齿轮16或第一主轴6转动。

第二齿轮9还与第三齿轮10啮合，输出轴12上设有第二滑套11。第二滑套11能够使输出轴12停转或随第三齿轮10转动。

输出轴12一端能够通过第二滑套11与第三齿轮10连接，另一端伸出壳体，输出轴12伸出壳体一端设有取力接口13。

第二主轴17一端通过第一滑套8择一与第一齿轮7或第五齿轮16连接，另一端伸出壳体，第二主轴17伸出壳体一端连接有飞轮18。

如图3所示，为本发明实施例1中底盘动力输出装置的结构示意图。本发明还提供一种底盘动力输出装置，其包括上述的分动箱3、发动机1、第一离合器2、第二离合器4和变速箱5。发动机1依次通过第一离合器2、分动箱3和第二离合器4向变速箱5传动。在发动机1和变速箱5之间设置分动箱3，第一离合器2位于发动机1和分动箱3之间，用于传动和切断传动。第二离合器4位于分动箱3和变速箱5之间，其用于传动和切断传动。

本发明还提供一种具有上述底盘动力输出装置的车辆。

如图1所示，为本发明实施例1中分动箱的一种传动模式的示意图。当专用车辆的处于非作业行驶时，发动机1通过第一离合器2向第一主轴6传动，第二主轴17通过第一滑套8与第一主轴6或第一齿轮7相连。第一主轴6通过第一滑套8向设置在第二主轴17一端的飞轮18传动，飞轮18被驱动工作。进一步，分动箱3通过第二主轴17向第二离合器4和变速箱5传动，变速箱5进一步通过传动装置和车桥驱动车辆正常行驶。这时，分动箱3仅起到传递发动机动力的作用。

当专用车辆的处于非作业行驶时，第一齿轮7带动第二齿轮9转动，而第二齿轮9一方面通过固定轴带动第四齿轮15转动，另一方面，第二齿轮9带动与之啮合的第三齿轮10转动。第二滑套11在车辆非作业行驶时一直需要断开与第三齿轮10的连接。那么第三齿轮10保持持续转动，但不向外输出动力，输出轴12和取力接口13相对壳体静止。与第四齿轮15啮合的第五齿轮16随第四齿轮15转动，但由于第五齿轮16与第一滑套8断开连接，所以第五齿轮16会保持持续转动，但不向外输出动力。

如图2所示，为本发明实施例1中分动箱的另一种传动模式的示意图。专用车需要作业行驶时，在发动机1怠速前提下将第一离合器2和第二离合器4都处于分离状态，然后操纵第一滑套8，使第一滑套8脱离与第一主轴6或第一齿轮7的连接，取而代之的是，使套接在第二主轴17上的第一滑套8与第五齿轮16连接。另外，使第二滑套11与第三齿轮10连接。之后再操纵第一离合器2和第二离合器4，使第一离合器2和第二离合器4处于结合状态，进一步会使发动机1、第一离合器2、分动箱3、第二离合器4和变速箱5的动力传输链路贯通。

此时，第一主轴6带动第一齿轮7运动，第一齿轮7向与之啮合的第二齿轮9传动，第二齿轮9一方面通过固定轴带动第四齿轮15转动，另一方面，第二齿轮9带动与自身啮合的第三齿轮10转动。与第四齿轮15啮合的第五齿轮16随第四齿轮15转动，由于第五齿轮16与第一滑套8连接，所以第五齿轮16通过第一滑套8带动第二主轴17转动，从而向外输出动力。第二滑套11在车辆作业行驶时一直需要与第三齿轮10的连接。那么第三齿轮10通过第二滑套11向输出轴12传动，输出轴12和取力接口13随第三齿轮10转动，输出轴12和取力接口13旋转以向外输出动力。

当专用车需要作业行驶时，取力接口13和飞轮18处均能向外传动，这样既能保持车辆正常行驶的动力的供应，也能保证车辆作业系统的动力供应。

这样发动机1的动力通过第一离合器2传递到第一主轴6，进而能够再通过第一齿轮7、第二齿轮9、辅轴14、第四齿轮15、第五齿轮16驱动第二主轴17及主轴上的飞轮18运转，分动箱3再通过第二离合器4和变速箱5驱动车辆行走。

然后可以再将发动机转速提高到设定的工作转速n，并采用定转速作业。

为了满足作业车辆低速大功率作业，可以通过第一齿轮7、第二齿轮9以及第四齿轮15、第五齿轮16的减速比，将发动机的转速n变成n1，n1可以降到合适的低转速，例如800-1000rpm左右，而发动机的设定的工作转速n可以达到1600rpm以上。同时，第二齿轮9驱动第三齿轮10运转，从而通过带动输出轴12实现取力接口13可以为上装持续输出稳定的功率和扭矩，上装需要的工作转速可以按照不同的车型需求而调整第三齿轮10的数比。

这样保证上装动力稳定的同时，也解决了较低作业车速的要求。即使遇到走走停停的路况，司机只需要操作第二离合器4和变速箱档位即可，操作第二离合器4和变速箱的方式与非作业行驶时的工况时是一样的。

基于以上技术方案，可以彻底解决当传统PTO取力器的专用车作业时，在走走停停的路况下，无法保证发动机稳定地持续维持在一个高转速下的问题。并且分动箱3结构简单，分动箱3相对结构复杂的静液压分动箱技术，成本大大降低，具有较高的性价比，同时齿轮的传递效率也远高于液压系统，在节油方面效果显著。

第一滑套8、第二滑套11上均各自设有拨叉，气动装置通过控制拨叉来控制第一滑套8或第二滑套11的滑动。第一滑套8、第二滑套11复位都是依靠弹簧复位。

在驾驶室操作拨叉时结合、分离时，必须先断开第一离合器2和第二离合器4，并且发动机处于怠速情况下，在检测完毕以上前提后，控制系统才允许操作拨叉。

为了保证第一滑套8与对应齿轮的结合与分离，也为了第二滑套11与第三齿轮10的结合与分离，优选地，在飞轮18和取力接口13处设有转速传感器，在驾驶室中能够显示飞轮18处和取力接口13处的实际转速。一旦转速与实际转速出现较大的偏差，就会报警提示，防止出现误操作。

作业完成后，在发动机1降到怠速的前提下，只需将第一离合器2和第二离合器4都处于分离状态，再将作业模式切换到行驶模式后，使第一离合器2和第二离合器4都处于结合状态即可恢复到行驶非作业模式。这时取力接口13没有输出，可以避免上装在非工作模式下工作。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：

第一齿轮7和第五齿轮16上分别设有第一轴心组件和第五轴心组件，第一滑套8择一与第一轴心组件和第五轴心组件连接。优选地，第一滑套8与第一轴心组件或第五轴心组件通过花键连接。

第三齿轮10上设有第三轴心组件，第二滑套11与第三轴心组件连接，优选地，第二滑套11与第三轴心组件通过花键连接。

以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本发明中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。