CN101962044A - 一种双动力驱动柔性装配式运输拖车 - Google Patents

Abstract

一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，属于道路运输机械领域，涉及一种双动力驱动牵引和具有多节车厢自由编组运输使用的特大型运输载重车。其包括主车和车厢，特征在于主车安装燃油驱动装置和电力驱动装置，车厢安装燃油驱动装置和/或电力驱动装置；电力驱动装置中设置太阳能电池板、风力发电机、超级电容、蓄电池和电动机，太阳能电池板和风力发电机分别连接超级电容，超级电容连接蓄电池，蓄电池连接电动机；主车和车厢以及相邻车厢之间均通过柔性铰链装置交叠相联在一起。本发明采用双动力驱动，结合了燃油和电力两种能源的优势于一体。采用柔性铰链装置连接主车和各车厢，本装置实用于两车厢间的可靠连接、锁闭，满足车辆行驶平顺性指标和操纵稳定性要求。

Description

一种双动力驱动柔性装配式运输拖车

技术领域

本发明属于道路运输机械领域，涉及一种双动力驱动牵引和具有多节车厢自由编组运输供能的特大型运输载重车。

背景技术

在过去的一个时期内，交通运输的快速增长是以较严重的资源破坏和环境污染为代价的。随着我国国民经济的持续快速增长以及交通运输与国民经济密不可分的关系加强，今后相当长的一段时间内，交通运输的大发展是必然的趋势，若按照目前的交通运输现状延续发展，势必对资源和环境造成更加严重的影响。

大型道路运输设备显然较小型散运车辆更为节能，且运载力倍增，然而由于驱动、卸载、供能和多节车厢的拖挂连接方面存在的诸多技术问题，令许多生产厂家望而却步。单就驱动而言，大型运载工具势必需要配备大功率的发动机，以适应长途、高运载力运输作业的要求，然而当车辆进入市区或某些特殊路段后，大型运载工具的强大动力带来的尾气排放及噪音问题，又使其陷入劣势，甚至被迫禁止通行。还有，此类运输工具装载力大，数吨的货物卸载起来非常费时费力，需要耗费大量人工，运输效率反而降低。另外，长途运输过程中，所处的地理和气候环境变化大，尤其在北方寒冷的冬季，燃油低温凝结，循环系统停止工作，给运输作业带来极大的危险。大型运输设备存在的另一问题就是主车和车厢以及各车厢之间的连接问题，传统的拖车各节车厢连接装置一直难以提供合适的自由度。各车厢之间自由度过大的拖车，在转急弯或崎岖的路面上容易脱节，造成严重的安全事故；连接自由度较小的拖车，又不宜拖挂数量较多的车厢，以免因柔性差难以控制。

现在，随着道路运输机械配套设备及主牵引发动机、变速控制技术和电力电子技术的日趋完善和成熟，使设计生产一种双动力大功率、可多节车厢自由编组的特大型道路运输设备已成为可能。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明提供一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，驱动方式可调，能安全便捷的拖挂多节车厢。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，包括主车和车厢，其特征在于主车安装燃油驱动装置和电力驱动装置，车厢安装燃油驱动装置和/或电力驱动装置；电力驱动装置中设置太阳能电池板、风力发电机、超级电容、蓄电池和电动机，太阳能电池板和风力发电机分别连接超级电容，超级电容连接蓄电池，蓄电池连接电动机；主车和车厢以及相邻车厢之间均通过柔性铰链装置交叠相联在一起。

本发明所述的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，其特征在于柔性铰链装置包括挂钩和铰链座；挂钩为开设有环形凹槽的连接柱，铰链座呈“U”形，铰链座的“U”形开口处设有锁紧手柄，挂钩的凹槽插入铰链座的“U”形开口处，锁紧手柄封闭铰链座的“U”形开口；铰链座通过铰链轴铰接支架，支架安装固定在主车或车厢的车架上。

本发明还包括液压卸料装置，液压卸料装置包括前倾卸料液压杆和侧翻卸料液压杆，前倾卸料液压杆安装在主车和车厢的车架尾部，侧翻卸料液压杆安装在车架的两侧，前倾卸料液压杆和侧翻卸料液压杆的伸缩轴铰接车厢的料斗底部。

燃油驱动装置包括油温控制装置、油箱、油管和滤清器，油温控制装置包括外加热器、内加热器和滤清器加热器，外加热器安装在油管伸入油箱一端的外壁上，内加热器设置在油管连接滤清器一端的内孔中；滤清器加热器安装在滤清器的滤芯上。

在主车和每节车厢上均安装三根以上的车轴，并且每条车轴上均装有制动装置和电力驱动装置。

电力驱动装置的驱动方式为多节桥式电驱动：电动机通过齿轮传动驱动车轮转动。

电力驱动装置的驱动方式也可为多节轮式轮边电驱动：电动机通过电机轴和离合器连接电机轴齿轮，电机轴齿轮啮合安装在车轮上的轮毂内齿轮。

电力驱动装置的驱动方式还可为多节车外转子电驱动：电动机的外转子与安装在车轮上的轮毂外壳结合为一体。

电力驱动装置的驱动方式另可为多节轴式电驱动：电动机的电机轴上安装电机齿轮，在车轮上同轴安装传动盘，电机齿轮啮合安装在传动盘上的一个以上的传动齿轮；在传动齿轮外侧安装外齿轮，外齿轮与传动齿轮相啮合。

本发明所具有的有益效果是：

1.本发明采用双动力驱动，结合了燃油和电力两种能源的优势于一体。燃油驱动系统能够为拖车带来强劲的动力，适宜长途运输和运载大吨位的货物；电力驱动系统利用光能、风能转化为电力，驱动拖车前进，不但经济节省而且环保节能，适宜在市区或特殊路段为车提供动力，无污染性气体排放而且噪音明显降低，使拖车的使用范围更加广泛，即便目的地在特殊地段也能将货物及时运到，无需换乘小型车辆，进一步节约了人工物力。

2.本发明应用超级电容作为车载电力器件的电能储存器件，充分利用超级电容放电电流大、速度快的优点，为拖动大的载重吨位提供可靠的电力能源。在牵引车及拖车的顶部和两侧安装高效太阳能电池板，将太阳能转换成电能储存到超级电容和蓄电池中备用。安装多台高效风力发电机，车辆处于运动状态时拾取速度风荷能量转换成电能储存到蓄电池中备用。以上两种方式可灵活组合使用，并且极大的提高了产能和储能效率，清洁安全，十分适应我国现在对新能源应用的倡导趋势。

3.采用柔性铰链装置连接主车和各车厢，将挂钩的凹槽插入铰链座的“U”形开口处，固定锁紧手柄，铰链座铰接在支架上，为主车和各车厢的连接提供了适宜的活动自由度，在上下左右四个方向都可适当转动，即铰链座和挂钩之间可左右摆动，铰链座还可绕铰链轴上下摆动。这样拖车不但能顺利的在山路上转弯，而且即便在崎岖不平的路面上行驶，也不会发生脱节现象。本装置适用于车体间的可靠连接、锁闭，满足车辆行驶平顺性指标和操纵稳定性要求。与此同时，柔性铰链装置便于拆卸，运行非常平稳，解决了传统拖挂车车厢的侧晃问题。车辆整体性能好，改善了车辆的启动、刹车制动等性能。此装置可任意组合拆挂1-5节车厢，根据需要自由改变主车和车厢的组合数量。主车和各车厢之间首尾交叠连接在一起，进一步节约了空间，大大提高了行车的安全系数。

4.液压卸料装置的前倾卸料液压杆安装在主车和车厢的车架尾部，侧翻卸料液压杆安装在车厢车架的两侧，前倾卸料液压杆和侧翻卸料液压杆的伸缩轴铰接车厢的料斗底部。由此使得成吨的货物能够通过车厢上的料斗前倾或侧翻自动卸载，降低了劳动强度，提高了工作效率。

5.油温控制装置的外加热器安装在油管伸入油箱一端的外壁上，内加热器设置在油管连接滤清器一端的内径中；滤清器的滤芯上设置滤清器加热器，油温控制装置可与与发动机余热加热结合使用。这种设计尤其适宜在北方作业的长途运输车辆，在环境温度在-20℃-+45℃时，都能够保证继续使用0#柴油，燃油循环系统正常顺利的工作，燃油不会发生凝结导致安全事故发生。

6.主车和车厢上均安装三根以上的车轴，主车装备三根车轴，每节车厢三根车轴，如主车加三节车厢共九轴，拖车整车长度为19.5米；最大拖动载重量60～150吨，车辆轴载质量符合单轴(每侧双轮胎)10000千克的规定，对路面无损伤，大幅度提高运载能力。每根车轴都安装有制动装置和电力驱动装置，能够更加灵活的控制车辆，多轮驱动、制动便于应对崎岖路面的行驶，提高安全性。

7.电力驱动装置采用多节桥式电驱动的驱动方式：电动机通过齿轮传动驱动车轮转动。这种方式可直接借用燃油驱动装置的传动机构，更换方便，通用性强。

电力驱动装置的驱动方式也可采用多节轮式轮边电驱动：电动机通过电机轴和离合器连接电机轴齿轮，电机轴齿轮啮合安装在车轮上的轮毂内齿轮。这种驱动方式的转子即为车轮，构造紧密，因为是外转子直接驱动，省略了中间驱动环节，所以该驱动方式具有功率大、效率高的特点。

电力驱动装置的驱动方式还可采用多节车外转子电驱动：电动机的外转子与安装在车轮上的轮毂外壳结合固定为一体。这种驱动方式便于旧车改造，经济实惠，安装方便，组合性强，可根据用户要求选择电机数量及功率匹配。

电力驱动装置的驱动方式另外可采用多节轴式电驱动：电动机的电机轴上安装电机齿轮，电机齿轮啮合安装在传动盘上的一个以上的传动齿轮，传动盘上安装花键轴，花键轴连接驱动车轮轴；在传动齿轮外侧安装外齿轮，外齿轮与各个传动齿轮相啮合。这种驱动方式便于安装，造价低，比较安全，可拆卸性强，便于维修。

以上四种方式可根据用户不同需求进行选择配装，应用范围广泛。

8.本发明集节能、安全、高效于一体，各车厢可自由选择数量组合使用，并可在不同的情况下选用不同的动力驱动，适宜不同的路面场合和气候环境，适宜在运输领域普及推广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图

图3是图1的A向视图；

图4是本发明的电控系统图；

图5是主车结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是油温控制装置的结构示意图；

图8是柔性铰链装置的结构示意图；

图9是铰链座的结构示意图；

图10是安装了液压卸料装置的拖车结构示意图；

图11是图10的B向视图--侧翻卸料液压杆的位置结构及工作状态示意图；

图12是多节桥式电驱动(一)的位置结构示意图；

图13是多节桥式电驱动(一)的传动结构示意图；

图14是多节桥式电驱动(二)的位置结构示意图；

图15是多节桥式电驱动(二)的传动结构示意图；

图16是多节轮式轮边电驱动的位置结构示意图；

图17是多节轮式轮边电驱动的传动结构示意图；

图18是多节车外转子电驱动的位置结构示意图；

图19是多节车外转子电驱动的传动结构示意图；

图20是多节轴式电驱动的位置结构示意图；

图21是多节轴式电驱动的传动结构示意图；

图22是图21的C-C向结构示意图；

图中：1、主车，2、车厢，3、风力发电机，4、柔性铰链装置，5、太阳能电池板，6、蓄电池保护箱，7、制动气罐，8、内燃机、9、电动机，10、油箱，11、油管，12、内加热器，13、滤清器，14、油泵，15、滤芯，16、滤清器加热器，17、外加热器，18、挂钩，19、铰链座，20、铰链轴，21、锁紧手柄，22、侧翻卸料液压杆，23、前倾卸料液压杆，24、传动轴，25、传动轴锥形大齿轮，26、锥形小齿轮，27、离合器，28、换向齿轮，29、车轮，30、轮毂内齿轮，31、电机轴齿轮，32、轮毂外壳，33、外转子，34、定子，35、花键轴，36、传动盘，37、外齿轮，38、电机齿轮，39、传动齿轮。

具体实施方式

如图1、2、3所示的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，主车1采用燃油和电力驱动装置。

电力驱动装置包括安装在主车1和车厢2的顶部及两侧的太阳能电池板5和风力发电机3，太阳能电池板5、风力发电机3分别连接超级电容，超级电容连接安装在蓄电池保护箱6内的蓄电池，蓄电池连接安装在主车1上的电动机9。太阳能电池板5将太阳能转换成电能储存到超级电容和蓄电池中备用。安装多台高效风力发电机3，车辆处于运动状态时拾取速度风荷能量转换成电能储存到超级电容和蓄电池中备用。电力驱动装置的电控系统图如图4所示。

如图5和6所示，主车1采用双传动轴电机驱动的实现方式，即采用两台电动机供能的结构，这样以来，车辆通过城区及特殊场所时切换到电驱动方式运行，能够达到降低噪声，杜绝二氧化碳排放的设计目的，同时保证足够的牵引力。

如图7所示，在主车车架上安装的燃油驱动装置采用内燃机8燃烧柴油供能，在燃油驱动装置中设置油温控制装置，油温控制装置包括外加热器17、内加热器12和滤清器加热器16，外加热器17安装在油管11伸入油箱10的一端的外壁上，内加热器12设置在油管11连接滤清器13一端的内孔中；滤清器13的滤芯15上设置滤清器加热器16。油温控制装置可与与发动机余热加热结合使用。此设计都能够保证燃油在油泵14的抽吸下，经过加热和过滤，油路循环系统可以正常顺利的工作，燃油不会发生凝结导致安全事故发生。

主车1和车厢2上均安装三根以上的车轴，并且每条车轴上都安装有制动装置和电力驱动装置。这样以来使得车辆的运载力大为提高，控制力增强并且便于应对多种路面情况，安全可靠。在车架上还装有制动气罐7，用于满足牵引主车1及后续挂装的车厢2制动所需的气压供给。

如图8和9所示，主车1和车厢2之间通过柔性铰链装置4，首尾交叠连接在一起。柔性铰链装置4的挂钩18和铰链座19分别安装在连接在一起的主车和车厢上或连接在一起的两个车厢上；挂钩18为开设有环形凹槽的连接柱，铰链座19呈“U”形，铰链座19的“U”形开口处设有锁紧手柄21，铰链座19通过铰链轴20铰接支架，支架安装在主车1或车厢2的车架上。按照图8中箭头所指方向，挂钩18的凹槽插入铰链座19的“U”形开口处，锁紧手柄21封堵开口处，即完成主车1和各车厢2间的连接。本装置适用于车体间的可靠连接、锁闭，满足车辆行驶平顺性指标和操纵稳定性要求。与此同时，柔性铰链装置4便于拆卸，运行非常平稳，解决了传统拖挂车车厢的侧晃问题。车辆整体性能好，改善了车辆的启动、刹车制动等性能。此装置可任意组合拆挂1-5节车厢，自由改变主车1和车厢2的组合数量。主车1和各车厢2之间首尾交叠连接在一起，进一步节约了空间，大大提高了行车的安全系数。

如图10和11所示，本发明还配备液压卸料装置，液压卸料装置的前倾卸料液压杆23安装在主车1和车厢2的车架尾部，侧翻卸料液压杆22安装在车架的两侧，前倾卸料液压杆23和侧翻卸料液压杆22的伸缩轴铰接车厢2的料斗底部。卸料时，根据需要，可启动前倾卸料液压杆23，使其将车厢的料斗前端抬起，或启动侧翻卸料液压杆22，从侧面将料斗顶起，以便将装载在料斗内的重达数吨的货物轻松卸下。

如图12和13所示，电力驱动装置采用多节桥式电驱动(一)的驱动方式：当离合器27咬合时，电动机9将电机力矩传送给锥形小齿轮26，进而驱动传动轴锥形大齿轮25驱动安装在传动轴24上的车轮29转动。图14和15是多节桥式电驱动(二)的驱动方式，在多节桥式电驱动(一)的基础上，添加了一对换向齿轮28。这种方式可直接借用燃油驱动装置的传动机构，更换方便，通用性强。

如图16和17所示，电力驱动装置的驱动方式也可采用多节轮式轮边电驱动：电动机9通过离合器27连接电机轴齿轮31，电机轴齿轮31啮合安装在车轮29上的轮毂内齿轮30。这种驱动方式便于旧车改造，经济实惠，安装方便，组合性强，可根据用户要求选择电机数量及功率匹配。

如图18和19所示，电力驱动装置的驱动方式还可采用多节车外转子电驱动：电动机9的外转子33与安装在车轮29上的轮毂外壳32结合固定为一体。这种驱动方式的转子即为车轮，构造紧密，因为外转子33围绕定子34转动直接驱动车轮29，省略了中间驱动环节，所以该驱动方式具有功率大、效率高的特点。

如图20、21和22所示，电力驱动装置的驱动方式另外可采用多节轴式电驱动：电动机的电机轴上安装电机齿轮38，在车轮上通过花键轴35同轴连接传动盘36，电机齿轮38啮合安装在传动盘36上的三个传动齿轮39；在传动齿轮39外侧安装外齿轮37，外齿轮37与各个传动齿轮39相啮合。这种驱动方式便于安装，造价低，比较安全，可拆卸性强，便于维修。

以上四种方式可根据用户不同需求进行选择配装，应用范围广泛。

Claims (9)

1.一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，包括主车和车厢，其特征在于主车安装燃油驱动装置和电力驱动装置，车厢安装燃油驱动装置和/或电力驱动装置；电力驱动装置中设置太阳能电池板、风力发电机、超级电容、蓄电池和电动机，太阳能电池板和风力发电机分别连接超级电容，超级电容连接蓄电池，蓄电池连接电动机；主车和车厢以及相邻车厢之间均通过柔性铰链装置交叠相联在一起。

2.根据权利要求1所述的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，其特征在于柔性铰链装置包括挂钩和铰链座；挂钩为开设有环形凹槽的连接柱，铰链座呈“U”形，铰链座的“U”形开口处设有锁紧手柄，挂钩的凹槽插入铰链座的“U”形开口处，锁紧手柄封闭铰链座的“U”形开口；铰链座通过铰链轴铰接支架，支架安装固定在主车或车厢的车架上。

3.根据权利要求1或2所述的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，其特征在于还包括液压卸料装置，液压卸料装置包括前倾卸料液压杆和侧翻卸料液压杆，前倾卸料液压杆安装在主车和车厢的车架尾部，侧翻卸料液压杆安装在车架的两侧，前倾卸料液压杆和侧翻卸料液压杆的伸缩轴铰接车厢的料斗底部。

4.根据权利要求3所述的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，其特征在于燃油驱动装置包括油温控制装置、油箱、油管和滤清器，油温控制装置包括外加热器、内加热器和滤清器加热器，外加热器安装在油管伸入油箱一端的外壁上，内加热器设置在油管连接滤清器一端的内孔中；滤清器加热器安装在滤清器的滤芯上。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，其特征在于在主车和每节车厢上均安装三根以上的车轴，并且每条车轴上均装有制动装置和电力驱动装置。

6.根据权利要求5所述的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，其特征在于电力驱动装置的驱动方式为多节桥式电驱动：电动机通过齿轮传动驱动车轮转动。

7.根据权利要求5所述的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，其特征在于电力驱动装置的驱动方式为多节轮式轮边电驱动：电动机通过电机轴和离合器连接电机轴齿轮，电机轴齿轮啮合安装在车轮上的轮毂内齿轮。

8.根据权利要求5所述的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，其特征在于电力驱动装置的驱动方式为多节车外转子电驱动：电动机的外转子与安装在车轮上的轮毂外壳结合为一体。

9.根据权利要求5所述的一种双动力驱动柔性装配式运输拖车，其特征在于电力驱动装置的驱动方式为多节轴式电驱动：电动机的电机轴上安装电机齿轮，在车轮上同轴安装传动盘，电机齿轮啮合安装在传动盘上的一个以上的传动齿轮；在传动齿轮外侧安装外齿轮，外齿轮与传动齿轮相啮合。

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