本發(fā)明涉及工作機(jī)，并且更具體地涉及在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中結(jié)合電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的工作機(jī)。

背景技術(shù)：
由于EPA要求正在被應(yīng)用到工作機(jī)類型的越野車輛，對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)存在不斷增加的需求，以產(chǎn)生足夠動(dòng)力用于車輛運(yùn)動(dòng)和附加負(fù)載，以及在高的燃料經(jīng)濟(jì)性和新要求的排放限度標(biāo)準(zhǔn)下這樣做。這些標(biāo)準(zhǔn)需要許多額外的裝置來(lái)提供滿足顆粒物和氮氧化物排放的需求水平的發(fā)動(dòng)機(jī)和后處理系統(tǒng)。幫助實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的方法之一是提供由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并且連接到電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)又驅(qū)動(dòng)用于車輛的標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)系統(tǒng)。采用這種方法的問(wèn)題之一是，用于車輛的現(xiàn)有變速器系統(tǒng)經(jīng)常需要被保持在動(dòng)力系統(tǒng)中，使得其本質(zhì)上具有相當(dāng)大的體積的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的固定和安裝必然在結(jié)合它們并將它們整合到整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)中時(shí)帶來(lái)困難的問(wèn)題。因而，本領(lǐng)域所需要的是其中電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)被緊湊地安裝在用于工作車輛的推進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)的系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在一種形式中，本發(fā)明包括一種具有車架的工作機(jī)，該工作機(jī)包括由所述車架支撐的多個(gè)車輪。變速器系統(tǒng)被設(shè)置用于將轉(zhuǎn)動(dòng)輸入裝置連接到至少一個(gè)地面車輪。發(fā)動(dòng)機(jī)室設(shè)置在所述車架內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)室被限制在用于提供最小總?cè)莘e的可用空間中。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)，并且具有以凸緣為界的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力輸出軸，所述凸緣通常容納發(fā)動(dòng)機(jī)外殼。具有對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)凸緣的凸緣的箱安裝在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)凸緣上，并且具有以軸頸方式安裝在殼體內(nèi)并且在一端處連接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力輸出軸的輸入軸，該輸入軸具有安裝到該輸入軸的第一齒輪。第二齒輪圍繞平行于輸入軸的軸線的軸線以軸頸方式安裝在齒輪箱中，第二齒輪大致位于與第一齒輪相同的平面中并且由第一齒輪驅(qū)動(dòng)，第二齒輪具有第一輸出軸。發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到所述箱的外部，并且由第一輸出軸驅(qū)動(dòng)，以響應(yīng)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸入產(chǎn)生電輸出。第三齒輪圍繞平行于輸入軸的軸線的軸線以軸頸方式安裝在所述箱中，第三齒輪大致在與第一齒輪相同的平面中并且由第一齒輪驅(qū)動(dòng)，第二齒輪具有第二輸出軸，第二輸出軸具有被包含在所述箱內(nèi)的內(nèi)端和適于驅(qū)動(dòng)外部安裝負(fù)載的外端。電動(dòng)機(jī)連接到變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)輸入裝置，并且接收來(lái)自發(fā)電機(jī)的受控制的電輸入。通過(guò)使第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪位于大致相同的平面內(nèi)，使得由齒輪箱占用的軸向長(zhǎng)度被最小化，從而發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)安裝在最小體積內(nèi)。附圖說(shuō)明通過(guò)參考本發(fā)明的實(shí)施例的接下來(lái)結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)它們的方式將變得更加明顯，并且將更好地理解本發(fā)明，在附圖中：圖1是結(jié)合本發(fā)明的工作機(jī)的整體示意圖。圖2是結(jié)合在圖1中的齒輪箱的視圖。圖3是圖3的齒輪箱的沿著圖2中的3-3線獲得的剖視圖.在整個(gè)視圖中，相應(yīng)的參考字符表示相應(yīng)的部件。在此提出的示例說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，并且這個(gè)示例不應(yīng)被解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。具體實(shí)施例現(xiàn)在參照附圖，更具體地說(shuō)，參照?qǐng)D1，以示例方式圖示體現(xiàn)本發(fā)明的工作機(jī)10。工作機(jī)10包括車架12，車架12以通常方式支撐一組后輪14和前輪16。以通常的方式，后輪14被支撐在車軸18上，并且前輪16被支撐在前車軸20上。在典型的工作機(jī)結(jié)構(gòu)中，一組車輪是可轉(zhuǎn)向的，以控制工作機(jī)10的方向。然而，這些細(xì)節(jié)已被省略，以提供對(duì)本發(fā)明的更好的理解。前驅(qū)動(dòng)軸22延伸到用于前車軸20的前差速器24，并且后驅(qū)動(dòng)軸26延伸到用于后車軸18的后差速器28(通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)下面)。差速器的目的是在工作機(jī)10經(jīng)過(guò)拐角時(shí)允許車輪差動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。前驅(qū)動(dòng)軸22和后驅(qū)動(dòng)軸26分別地連接到變速器30，變速器30可以是提供轉(zhuǎn)動(dòng)輸出到各種驅(qū)動(dòng)軸的多種類型的變速器中的任何一種。工作機(jī)10具有發(fā)動(dòng)機(jī)室32，在發(fā)動(dòng)機(jī)室32中安裝有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(internalcombustionengine)34。由于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性可靠性和高的工作輸出，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)34是優(yōu)選的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)類型。應(yīng)該明白，其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型也可以用來(lái)產(chǎn)生類似的優(yōu)點(diǎn)。典型的工作機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)室32受限于總體體積要求。這是因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)10通常必須承載各種配套裝置，如反鏟挖土機(jī)、裝載機(jī)、農(nóng)業(yè)加工裝置和動(dòng)力輸出裝置(PTOs)等。越來(lái)越多的空間被這些物件占用，因而迫使發(fā)動(dòng)機(jī)室的體積盡可能地緊湊。這與公路重型車輛相反，在公路重型車輛中有足夠的空間可用于沿著道路推進(jìn)車輛的簡(jiǎn)單任務(wù)。特別是用于工作機(jī)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)存在的其他責(zé)任要求之一是，用于公路上車輛的美國(guó)環(huán)保署(EPA)排放限度正在適用于越野車輛或工作機(jī)。其結(jié)果是，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放控制變得非常復(fù)雜，并且強(qiáng)加迄今尚未經(jīng)歷的操作限制。在最大限度地減少排放量的工作循環(huán)中使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)方式，是使用發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組合，使得柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可以以其最佳RPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))/負(fù)載組合運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間接受RPM的變化。在將發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的附加體積放入現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)室中時(shí)，對(duì)附加空間來(lái)說(shuō)存在難以承擔(dān)的要求。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)設(shè)置在圖2和3中詳細(xì)示出的齒輪箱36消除這些問(wèn)題。正如特別地在圖2和3中圖示的那樣，齒輪箱36適于通過(guò)安裝凸緣37安裝到所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)34，安裝凸緣37通常用于將飛輪殼體安裝到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。安裝凸緣37圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸38的邊界，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸38傳送發(fā)動(dòng)機(jī)34的初級(jí)輸出。齒輪箱36通過(guò)合適的緊固件可拆卸地安裝到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)34。輸入軸40圍繞與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸38同軸的軸線以軸頸方式安裝在齒輪箱36內(nèi)。輸入軸40具有安裝到其一端上的第一齒輪42。第一齒輪42與被大致包含在與第一齒輪42在同一平面內(nèi)的第二齒輪44嚙合。第二齒輪44具有第一輸出軸46，第一輸出軸46驅(qū)動(dòng)恰當(dāng)?shù)匕惭b到齒輪箱36的外部的發(fā)電機(jī)48。第三齒輪50與第一齒輪42嚙合，并且也位于與第一齒輪42大致相同的平面中。第三齒輪50具有第二輸出軸52，第二輸出軸52具有用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)部潤(rùn)滑泵56的第一內(nèi)部延伸軸54。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的理解，沒(méi)有顯示齒輪42、44和50及其合適的軸的軸頸和潤(rùn)滑。應(yīng)該指出的是，這些特征可以很容易由本領(lǐng)域技術(shù)人員采用，以提供工作組件。第二輸出軸52的外端55延伸到安裝凸緣60中，安裝凸緣60設(shè)置用于來(lái)自齒輪箱36的外部液壓驅(qū)動(dòng)裝置。如果沒(méi)有利用這樣的單元，安裝凸緣60可以被板62覆蓋(由虛線60所示)，但是如圖所示，設(shè)置了液壓泵64。示意性示出用于將發(fā)電機(jī)48與潤(rùn)滑劑供給泵連接在一起的潤(rùn)滑劑供給通道66和潤(rùn)滑油返回通道68。就適于安裝而言，通道66和68可以是外部的或內(nèi)部的。由泵56提供的潤(rùn)滑劑用于潤(rùn)滑齒輪42、44和50及其相關(guān)聯(lián)的軸，并且潤(rùn)滑發(fā)電機(jī)48，并且根據(jù)情況冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)48。應(yīng)該注意的是，在齒輪42、44和50大致位于相同平面中的情況下，由齒輪箱36占用的軸向長(zhǎng)度大致被最小化，并且不大于齒輪箱36所代替的部件。此外，如圖所示，第二和第三齒輪可以關(guān)于第一齒輪42間隔分開(kāi)180度，并且位于第一齒輪42的兩側(cè)上，以盡量減少由齒輪箱36和相關(guān)的被驅(qū)動(dòng)組件占用的垂直空間。如在圖1中特別地顯示，發(fā)電機(jī)48具有電輸出線路70，電輸出線路70通向控制器72并且然后通向電動(dòng)機(jī)26，電動(dòng)機(jī)26又連接到變速器30并驅(qū)動(dòng)變速器30?？刂破?2以通常方式使用適當(dāng)?shù)碾娮雍碗姎饪刂萍夹g(shù)來(lái)提供所需的電流和頻率，用于將電動(dòng)機(jī)26保持在預(yù)定的或預(yù)選的RPM處，以驅(qū)動(dòng)變速器。這使得發(fā)動(dòng)機(jī)34以其最佳的排放量運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)RPM的變化由電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組合26/48接受。在結(jié)合液壓泵64時(shí)，液壓壓力管線76和液壓流體返回管線78在液壓泵64和液壓控制器80之間延伸。液壓控制器80進(jìn)而通過(guò)液壓供給管線84和返回管線86連接到液壓負(fù)載82。液壓負(fù)載82可以是多個(gè)物件中的任何一種，并且可以包括轉(zhuǎn)向、鏟斗和通常在工作機(jī)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的其他機(jī)構(gòu)。上述工作機(jī)提供發(fā)動(dòng)機(jī)室容積效率，這種容積效率使得能夠在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)室的約束條件內(nèi)在工作機(jī)內(nèi)使用電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組合。結(jié)果，它使得能夠?qū)崿F(xiàn)排放量的減少，同時(shí)提供等效的可靠性、動(dòng)力輸出和效率。雖然已經(jīng)關(guān)于至少一個(gè)實(shí)施例描述本發(fā)明，但能夠在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進(jìn)一步修改本發(fā)明。本申請(qǐng)因此打算使用本發(fā)明的一般原則覆蓋本發(fā)明的任何變化、用途或者改變。而且，本申請(qǐng)意在覆蓋偏離本發(fā)明的、在本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的已知或習(xí)慣做法范圍并且落入所附權(quán)利要求的限制內(nèi)的內(nèi)容。