CN103702886B

CN103702886B - 有轨车辆的传动系

Info

Publication number: CN103702886B
Application number: CN201280033157.3A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·施瓦布
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2032-08-01
Also published as: EP2739514A1; EP2739514B1; BR112014000054A2; PL2739514T3; DE102011109118B4; CN103702886A; RU2014107874A; WO2013017275A1; DE102011109118A1; KR20140053242A

Abstract

本发明涉及一种有轨车辆的传动系‑具有驱动电动机以用于驱动有轨车辆的车轮；‑具有在布置在驱动电动机和所述车轮之间的分支变速箱，包括能由驱动电动机驱动的分支变速箱输入端以及多个分支变速箱输出端；‑具有多个与分支变速箱在功率传输方向上的下游连接的变速齿轮箱，变速齿轮箱分别具有一个变速齿轮箱输入端和一个变速齿轮箱输出端，其中，每个变速齿轮箱输入端与分支变速箱输出端耦合。本发明的特征在于，‑变速齿轮箱输出端彼此处于机械的传动连接；其中‑变速齿轮箱具有多个机械的离合器和/或制动器，为了选择性地插入变速器档位多个机械的离合器和/或所述制动器是能激活的或能失效的；以及‑变速齿轮箱设计为自动变速器或自动化的变速器，并且分别具有一个自身的壳体，以用于容纳多个离合器和/或制动器。

Description

有轨车辆的传动系

技术领域

本发明涉及一种有轨车辆的传动系，例如火车头或驱动车辆。

背景技术

这些类型的驱动系是已知的。其例如具有两个转向架，分别包括一个转向架构架。在此转向架构架通常承载多个轮组，在该轮组中每个轮组包括两个车轮，这两个车轮布置在轮组轴上。在此，车轮通过驱动电动机、通常像柴油发动机那样的内燃机来驱动。在车轮和驱动电动机之间在此布置有变速器。

根据有轨车辆的应用目的驱动者期望这些类型的有轨车辆的不同的最大运行速度以及驱动功率。因而这些类型的有轨车辆的制造者通常提供了不同的设计方式，不仅具有不同的变速器还具有不同的发动机方案，以便实现这些类型的运行速度和驱动功率。在此，相同的部分的应用对于不同的实施方式而言极其受限，因为后者大部分彼此在结构尺寸中和机械的连接中不同。如果与这些变速器处于传动连接的驱动电动机的驱动力矩相应地协调至所应用的变速器上，因此由于能由这样的变速器的最大传输的驱动功率的限制，仅仅应用相同的变速器而不取决于这样的有轨车辆的实施方式。由此具有相对大的驱动力矩的驱动电动机也需要相应尺寸的变速器，以便传输该驱动力矩。

因而这些有轨车辆的制造者库存地持有许多变速器和发动机方案以及所属的替换件，以用于可能必要的更换，这附加地与很高的储存费用联系在一起。提高的多样性也特别地在创新方面是有缺陷的，因为每个单个的实施方式必须相应地适应新的科技，这再次导致了提高的开发成本。

通常的有轨车辆变速器的另一个缺点在于，通常没有提出驱动功率的可变地分配在两个转向架上。为此再次需要具有紧凑的变速器架构的昂贵的特殊变速器，其再次相应地与驱动电动机的驱动功率相适应。这与巨大的成本连续起来。

一般的用于有轨车辆的驱动系例如从

DE 2 248 482

DE 101 46 082 C1

DE 20 2007 018 504 U1

中已知。

WO 2009 086846 A1描述了一种具有8档位变速器的机动车辆的传动系，包括具有三个链环的分动器，以及两个两档子变速器。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种有轨车辆的传动系，该传动系相对于现有技术进行了改进。在此，配备有这样的传动系的有轨车辆的驱动功率和最大运行速度的变化应该通过在结构中仅仅微小的修改来实现，使得结构上的相同部件、特别是变速器组件的应用摆脱不同的实施方式是可能的。同时应该减少了结构部件的多样性以及开发成本、制造成本和存储成本。

根据本发明的目的通过一种传动系来实现。

根据本发明的有轨车辆的传动系通常具有至少两个转向架，包括至少两个轮组，该轮组分别具有两个车轮。此外，设置有用于驱动轮组或者是车轮的驱动电动机以及布置在驱动电动机和车轮之间的分支变速箱，其包括能由驱动电动机驱动的分支变速箱输入端以及多个分支变速箱输出端。在此设置有多个与分支变速箱在功率传输方向上的下游连接的变速齿轮箱，分别具有一个变速齿轮箱输入端和一个变速齿轮箱输出端，其中，每个变速齿轮箱输入端与分支变速箱输出端耦合。

根据本发明变速齿轮箱输出端彼此处于机械的传动连接。

由此分支变速箱将由驱动电动机传输的驱动力矩或者是驱动功率分成多个并联的功率分支，其中，优选地分支变速箱的数量与功率支路的数量相应。当然也可以考虑的是，不是在每个功率分支中设置这种类型的变速齿轮箱。

优选地变速齿轮箱输出端通过总和变速箱(Summiergetriebe)彼此特别地处于不断的传动连接中，其中，总和变速箱在功率传输方向上连接在变速齿轮箱的下游，并且总和变速箱包括多个总和变速箱输入端和至少一个总和变速箱输出端，并且总和变速箱输入端与变速齿轮箱输出端机械地耦合。借助总和变速箱这个通过并联的功率分支装置传输的驱动功率或者是转矩再次被聚集起来。在此转向架的待驱动的车轮例如直接通过变速齿轮箱(其中轮组轴至少间接地与变速齿轮箱输出端耦合)，或者通过总和变速箱(其中在此轮组轴至少间接地与至少一个总和变速箱输出端处于机械的传动连接中)来转动驱动。在此至少间接地耦合意味着，即可以设置例如像在传动连接中的传动轴那样的附加的驱动件。

根据本发明变速齿轮箱具有多个机械的离合器和/或制动器，为了选择性地插入变速器档位多个机械的离合器和/或制动器是能激活的或能失效的。这些类型的变速齿轮箱例如可以是传统的自动变速器，其例如作为所谓的启动单元(Anfahreinheit)具有液力器，例如液力离合器或具有下游布置的机械的切换等级(Schaltstufen)的液力转换器，或者是作为所谓的差速液力变矩器变速器(Differenzialwandlergetriebe)，借助它们驱动功率能够利用液力的功率路径以及利用与此并联设置的机械的功率路径传输。然而，这些类型的液力器也可以布置在分支变速箱和相应的变速齿轮箱之间，可以集成在如分支变速箱和/或总和变速箱那样的其它的变速器中或可以布置在变速器的上游或下游。

有利地，变速齿轮箱特别是设计为相同的差速液力变矩器变速器、自动变速器，例如包括6档位或更多档位，或设计为自动化的变速器，变速齿轮箱分别具有一个自身的壳体，以用于容纳多个离合器和/或制动器。

优选地可传输到或已经传输到分支变速箱上的驱动电动机的驱动力矩大于由每个变速齿轮箱单独可传输的或已传输的转矩。因此使用有针对性的变速齿轮箱，其单个最大仅能够传输驱动电动机的驱动功率的一小部分。由此，在根据待传输的驱动功率总是(根据功率地)仅仅在数量上改变这些并联地彼此连接的变速齿轮箱的情况下，现在可以覆盖不同的驱动功率的多个驱动电动机。由此结构部件的多样性以及配备有这种类型的变速齿轮箱的传动系开发成本和制造成本明显降低，因为变速齿轮箱总是可以再次用于不同的发动机方案。

附图说明

现在应在下文中结合实施例以及附图示例性地阐述本发明。

附图示出：

图1是有轨车辆的传动系的第一可替换方案的示意图。

图2是根据另一可替换方案的有轨车辆的传动系的示意图。

具体实施方式

在图1中在示意图中示出了根据本发明的传动系的第一可替换方案。传动系如下来构造：其包括驱动电动机3，其优选地设计为内燃机并且设计用于驱动在转向架1，2上悬挂的车轮。当然，替代这两个转向架1，2，仅仅唯一的或多于两个转向架1，2可以由驱动电动机3来驱动。每个转向架1，2分别包括两个轮组1.1，2.1，其也具有通过未示出的轮组轴彼此连接的两个车轮。当然未示出的轮组变速器可能不对应轮组1.1，2.1。

在驱动电动机3朝向轮组1.1，2.1的功率传输方向上分支变速箱4连接在驱动电动机3的下游。分支变速箱包括分支变速箱输入端4.1，其与驱动电动机3的从动轴耦合。这两个元件也可以设计为一个唯一共同的轴。这也适用于以下所述的元件(相应的变速器的输入端和输出端)。

功率分支变速箱4这里包括两个分支变速箱输出端4.2，4.3，借助它们驱动电动机3的传输至分支变速箱4上的驱动功率优选地平均地分配给所有分支变速箱输出端4.2，4.3。后者由此构成并联的功率分支，以便将由驱动电动机3传输的驱动功率分开。此处在这里的每个功率分支中布置有变速齿轮箱5，包括变速齿轮箱输入端5.1以及变速齿轮箱输出端5.2。在此，变速齿轮箱5在功率传输方向上连接在分支变速箱4的下游。为了传输功率，分支变速箱4的分支变速箱输出端4.2，4.3与变速齿轮箱5的相应的变速齿轮箱输入端5.1处于传动连接中或者例如可借助于中间连接的离合器在这样的传动连接中切换。当然也可以设置多于在此示出的两个变速齿轮箱5，其中那么分支变速箱4相应地设计，以使得其具有互补数量的功率分支以及由此具有分支变速箱输出端。在此不强制地需要在每个功率分支中布置变速齿轮箱5。

在驱动电动机3朝向轮组1.1，2.1的功率传输方向上总和变速箱6在变速齿轮箱5的下游连接，该总和变速箱再次聚集单独的功率分支。为此总和变速箱6分别包括多个总和变速箱输入端6.1，6.2，其优选地对应于变速齿轮箱5的数量进而对应于变速齿轮箱输出端5.2的数量。在此相应的变速齿轮箱输出端5.2与相应的总和变速箱输入端6.1，6.2机械耦合。总和变速箱6这里包括三个总和变速箱输出端6.3，其中两个设置用于转向架1，2的驱动轮组1.1，2.1。第三总和变速箱输出端6.3例如可以用于驱动有轨车辆的辅助和从属机组或者与另一个未示出的转向架连接。

在本情况中用于驱动轮组1.1，2.1的车轮的总和变速箱输出端6.3与传动轴8抗扭转地连接。

在图2中示出根据本发明的传动系的另一可替换方案。在此，相应的构件如附图1中那样设有相应的参考标号。与图1相对地，在图2中转向架1，2不与总和变速箱6连接，而是通过附加的变速齿轮箱输出端5.2与变速齿轮箱5处于机械的传动连接中。在此一个唯一的变速齿轮箱分配给每个转向架1，2以驱动转向架。然而这可以是其它的。由此两个或多个转向架1，2由这个同一个变速齿轮箱5来驱动。

借助根据本发明的传动系一方面通过在有轨车辆的不同的实施方式(例如不同的变速器或发动机方案)中应用相同的变速齿轮箱减少构件多样化。由此这种类型的传动系的组件的开发成本、制造成本和储存成本显著降低。另一方面，通过单独地改变档位进而通过单独地改变单个的变速齿轮箱5的转速比/转矩比，转向架1，2的轮组1.1，2.1或转向架1，2彼此间可以利用互相不同的驱动转速或驱动功率来驱动。

参考标号表

1 转向架

1.1 轮组

2 转向架

2.1 轮组

3 驱动电动机

4 分支变速箱

4.1 分支变速箱输入端

4.2 分支变速箱输入端

4.3 分支变速箱输入端

5 变速齿轮箱

5.1 变速齿轮箱输入端

5.2 变速齿轮箱输出端

6 总和变速箱

6.1 总和变速箱输入端

6.2 总和变速箱输入端

6.3 总和变速箱输出端

7 从动轴

8 传动轴。

Claims

1.一种有轨车辆的传动系，

具有驱动电动机(3)以用于驱动所述有轨车辆的车轮；

具有布置在所述驱动电动机(3)和所述车轮之间的分支变速箱(4)，包括能由所述驱动电动机(3)驱动的分支变速箱输入端(4.1)以及多个分支变速箱输出端(4.2，4.3)；

具有多个与所述分支变速箱(4)在功率传输方向上的下游连接的变速齿轮箱(5)，所述变速齿轮箱分别具有一个变速齿轮箱输入端(5.1)和一个变速齿轮箱输出端(5.2)，其中，每个所述变速齿轮箱输入端(5.1)都与所述分支变速箱输出端(4.2，4.3)耦合；

其特征在于，

所述变速齿轮箱输出端(5.2)彼此处于机械的传动连接；其中所述变速齿轮箱(5)具有多个机械的离合器和/或制动器，为了选择性地进入变速器档位所述多个机械的离合器和/或所述制动器是能激活的或能去激活的；以及

所述变速齿轮箱(5)设计为自动变速器或自动化的变速器，

并且分别具有一个自身的壳体，以用于容纳多个所述离合器和/或所述制动器。

2.根据权利要求1所述的传动系，其特征在于，所述变速齿轮箱输出端(5.2)通过总和变速箱(6)彼此处于传动连接中，并且所述总和变速箱(6)在所述功率传输方向上连接在所述变速齿轮箱(5)的下游；其中

所述总和变速箱(6)包括多个总和变速箱输入端(6.1，6.2)和至少一个总和变速箱输出端(6.3)，并且所述总和变速箱输入端(6.1，6.2)与所述变速齿轮箱输出端机械地耦合。

3.根据权利要求1或2所述的传动系，其特征在于，所述变速齿轮箱(5)设计为相同的自动变速器或自动化的变速器。

4.根据权利要求1或2所述的传动系，其特征在于，能由所述分支变速箱(4)最大地传输的驱动力矩大于由每个单独的所述变速齿轮箱(5)的最大地传输的转矩。

5.根据权利要求3所述的传动系，其特征在于，能由所述分支变速箱(4)最大地传输的驱动力矩大于由每个单独的所述变速齿轮箱(5)的最大地传输的转矩。

6.根据权利要求2所述的传动系，其特征在于，在所述分支变速箱(4)和相应的所述变速齿轮箱(5)之间布置有液力器，或者所述液力器集成在所述分支变速箱(4)、所述变速齿轮箱(5)和/或总和变速箱(6)中。

7.根据权利要求6所述的传动系，其特征在于，所述液力器是液力离合器和/或液力转换器。

8.根据权利要求5所述的传动系，其特征在于，在所述分支变速箱(4)和相应的所述变速齿轮箱(5)之间布置有液力器，或者所述液力器集成在所述分支变速箱(4)、所述变速齿轮箱(5)和/或总和变速箱(6)中。

9.根据权利要求8所述的传动系，其特征在于，所述液力器是液力离合器和/或液力转换器。