CN104002673A - 电动列车制动能量回收液压节能减排装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到电动列车和车辆节能减排液压装置结合的电动列车制动能量回收液压节能减排装置，通过电动机主动力与液压混合动力节能减排装置的结合，利用车辆在刹车过程中或怠速状态时车辆本身传动轴处于惯性转动时的机械能转变为液压能储存在蓄能器内，待车辆起动时开启蓄能器，液压油通过柱塞油马达工作，将液压能再转化成机械能，将油马达输出的转速和扭矩驱动车辆的主传动器，使车辆起动行走，此时，发动机完全可处在怠速状态，由液压动力装置作为辅助动力源启动车辆行走，本发明将液压混合动力装置和铁路交通运输电动列车结合，适合大荷载，多车厢，多电动机的新型电动列车制动能量回收液压节能减排装置，起到电动列车节能减排目的，本发明也适合燃油内燃机列车。

Description

电动列车制动能量回收液压节能减排装置

技术领域

本发明涉及到以电动机为主动力的电动列车，具体涉到电动列车和车辆节能减排液压装置结合的电动列车制动能量回收液压节能减排装置，通过电动机主动力与液压混合动力节能减排装置的结合，实现节能减排的目的，属铁路交通领域。

背景技术

随着现代化的进展，铁路交通运输电动列车越来越多，尤其是城际列车的增加，使得电动列车的停靠站增多，如上海到南京的城际列车停靠站最多有10站。使得电动列车减速、刹车缓速、靠站、怠速，起动十分频繁，尤其是启动动力造成电动机电耗大量增加，增加耗电量同时也增加环境的污染。节能减排液压动力装置是电动列车环保与节能的重要措施。液压动力装置是利用车辆在刹车缓速过程中或怠速状态时车辆本身传动轴还处于惯性转动时的机械能转变为液压能储存在蓄能器内，待车辆起动时开启蓄能器，液压油通过柱塞油马达工作，将液压能再转化成机械能的一种装置，将油马达输出的转速和扭矩驱动车辆的主传动器，使车辆起动行走，此时，发动机完全可处在怠速状态，由液压动力装置作为辅助动力源启动车辆行走，这种技术已在燃油，燃气，电动汽车领域提出，如何将液压混合动力装置和铁路交通运输电动列车结合，适合大荷载，多车厢，多电动机的新型电动列车制动能量回收液压节能减排装置，是本发明的重点.

发明内容

本发明电动列车制动能量回收液压节能减排装置包括：液压驱动车桥1、液压动力传递装置2、囊式蓄能器3、高压阀门4、液压动力传动切换箱5、斜轴式柱塞泵6、蓄能主动轮7、放能被动轮8、蓄能被动轮9、放能主动轮10、摩擦离合器压环11、摩擦离合器拨叉12、离合器分离结合气缸13、气动程序控制器14、散热器15、低压油箱16、低压阀门17、液压程序控制器18、压力传感器19、制动蓄能传感器20、液压驱动传感器21、机车主传动力传动装置22、电气程序控制器23、主驱动电动机24、主驱动车桥25、车速传感器26，其连接方法为：制动蓄能时，此时机车处于进站前的惯性滑行状态，电动机已不再有动力输出，机车在巨大惯性力的驱动下前进，在惯性力驱动下作旋转运动的液压驱动车桥1，带动液压动力传动装置2、蓄能主动轮7、蓄能被动轮9、斜轴式柱塞泵6旋转，液压油从油箱16中被吸出，在液压程序控制内相应阀体的控制下，低压腔内的液压油经过斜轴式柱塞泵6的旋转压缩进入囊式蓄能器3储存起来，囊式蓄能器3变成高压蓄能器，如囊式蓄能器3内的压力已达到设定值，液压油直接流回油箱16，能量释放时：电动列车应处于静止状态，或车速小于20Km/h的状态，电气程序传感器会指令气动程序控制器14工作，使得放能主动轮10与斜轴式柱塞泵6的传动轴结合在一起，囊式蓄能器3中的液压油进入斜轴式柱塞泵6，通过放能主动轮10、放能被动轮8、液压动力传动装置2带动液压驱动车桥1旋转，机车前进，达到一定车速后，主驱动电动机24开始运转，通过电动列车主传动装置22、主驱动车桥25带动电动列车前进，电动列车进入正常行驶状态。本发明特点：

1.本发明一种电动列车制动能量回收液压节能减排装置，其特点在于电力驱动和液压驱动是两套完全独立的驱动系统，电动列车可用电力单独启动，亦可用液压能单独启动，在需要大扭矩输出时，亦可用电、液联合启动，以增加输出功率。

2.本发明一种电动列车制动能量回收液压节能减排装置，其特点在于液压动力传动切换箱(5)内的离合器采用钢质、湿式摩擦离合器，由气动压力产生正压力，具有切换平稳、无冲击、输出扭矩大等特点。

3.本发明一种电动列车制动能量回收液压节能减排装置，其特点在于两种动力驱动方式的切换，是通过对压力、速度等传感器信号的检测，在电气程序控制的指令下自动进行平稳的切换。

4.本发明一种电动列车制动能量回收液压节能减排装置，其特点在于对于燃油内燃机动力列车，可将液压动力传递装置(2)连接内燃机变速箱、其它如囊式蓄能器(3)、高压阀门(4)、液压动力传动切换箱(5)、斜轴式柱塞泵(6)、摩擦离合器压环(11)、摩擦离合器拨叉(12)、离合器分离结合气缸(13)、气动程序控制器(14)、散热器(15)、低压油箱(16)、低压阀门(17)、液压程序控制器(18)、压力传感器(19)、制动蓄能传感器(20)、液压驱动传感器(21)、机车主传动力传动装置(22)、电气程序控制器(23)、主驱动车桥(25)、车速传感器(26)，可平移到内燃机动力列车相应位置即可成为油液混合动力列车。

本发明适当放大了原蓄能器容量，以满足油马达输出扭矩的增大和转速的匹配，以克服原有技术的车辆起步缓慢，起动扭矩不足的缺陷。

本发明重点放在利用车辆在刹车缓速过程中，从传动轴还处在惯性转动状态时从中取力，驱动油泵工作，同时又能使车辆在刹车缓速过程中油泵又成为缓速中的阻尼负载，减轻刹车制动摩擦力，降低摩擦片的损耗。

本发明利用独立液压动力传递装置与液压驱动车桥相联，不改动电动列车车桥设计，有利于节能减排液压混合动力装置的系列化和规范化设计，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明装置示意图。

具体实施方式

如图1所示：

本发明主要有：液压驱动车桥1、液压动力传递装置2、囊式蓄能器3、高压阀门4、液压动力传动切换箱5、斜轴式柱塞泵6、蓄能主动轮7、放能被动轮8、蓄能被动轮9、放能主动轮10、摩擦离合器压环11、摩擦离合器拨叉12、离合器分离结合气缸13、气动程序控制器14、散热器15、低压油箱16、低压阀门17、液压程序控制器18、压力传感器19、制动蓄能传感器20、液压驱动传感器21、机车主传动力传动装置22、电气程序控制器23、主驱动电动机24、主驱动车桥25、车速传感器26。

制动蓄能：此时机车处于进站前的惯性滑行状态(电动机已不再有动力输出)，机车在巨大惯性力的驱动下前进。接通制动蓄能传感器20，此传感器与机车制动手柄相联结。但此时并未接通机车制动信号，接通的只是制动蓄能传感器20的信号，在电气程序控制器23的指令下气动程序控制器14工作，使离合器分离，结合气缸13的活塞右移，在离合器拨叉12的作用下，带动摩擦离合器压环11左移，使得蓄能被动轮9与斜轴式柱塞泵6的传动轴结合在一起。在惯性力驱动下作旋转运动的液压驱动车桥1，带动液压动力传动系统2、蓄能主动轮7、蓄能被动轮9、斜轴式柱塞泵6旋转，此时斜轴式柱塞泵为油泵工况，液压油从油箱16中被吸出，经过低压阀门17，进入液压程序控制器18，在液压程序控制内相应阀体的控制下，液压油进入斜轴式柱塞泵6的低压腔，低压腔内的液压油经过斜轴式柱塞泵6的旋转压缩成为高压油进入液压程序控制器18，在液压程序控制内的相应阀体的控制下，高压油进入囊式蓄能器3储存起来。如囊式蓄能器3内的压力已达到设定值，压力传感器19的信号会反馈给电气程序控制器23指令液压程序控制器18内的相应阀体工作，使高压油直接流回油箱16，此时斜轴式柱塞泵6的旋转打油对机车起缓速作用，增加了制动力，减少了机车制动蹄的磨损。散热器15在其内部温度感应开关的控制下，根据设定的油温上、下限自动启动或停止。

液压驱动：用液压能驱动机车时，机车应处于静止状态，或车速小于20Km/h的状态，接通液压驱动传感器21，此传感器与机车加速手柄相联结，但此时并未接通机车加速信号，接通的只是液压驱动传感器信号，车速传感器26检测车速状态。如车速信号小于设定值时，电气程序传感器会指令气动程序控制器14工作，离合器分离，结合气缸13左移，通过摩擦离合器拨叉12的作用，摩擦离合器压环11右移，使得放能主动轮10与斜轴式柱塞泵6的传动轴结合在一起。同时，液压程序控制18内的相应的阀件打开，囊式蓄能器3中的高压油经高压阀门4、液压程序控制器18内的相应阀体，进入斜轴式柱塞泵6，在高压油的推动下，斜轴式柱塞泵6旋转，此时斜轴式柱塞泵6处在液压马达工况，通过放能主动轮10、放能被动轮8、液压动力传动系统2带动液压驱动车桥1旋转，机车前进，达到一定车速后，车速传感器26信号通过电气程序控制器23指令，关闭气动程序控制器14、液压程序控制器18的相应阀体，主驱动电动机24开始运转，通过机车主传动系统22、主驱动车桥25带动机车前进，机车进入正常行驶状态。

Claims (5)

1.电动列车制动能量回收液压节能减排装置包括：液压驱动车桥(1)、液压动力传递装置(2)、囊式蓄能器(3)、高压阀门(4)、液压动力传动切换箱(5)、斜轴式柱塞泵(6)、蓄能主动轮(7)、放能被动轮(8)、蓄能被动轮(9)、放能主动轮(10)、摩擦离合器压环(11)、摩擦离合器拨叉(12)、离合器分离结合气缸(13)、气动程序控制器(14)、散热器(15)、低压油箱(16)、低压阀门(17)、液压程序控制器(18)、压力传感器(19)、制动蓄能传感器(20)、液压驱动传感器(21)、机车主传动力传动装置(22)、电气程序控制器(23)、主驱动电动机(24)、主驱动车桥(25)、车速传感器(26)，其连接方法为：制动蓄能时，此时电动列车处于进站前的惯性滑行状态，电动机已不再有动力输出，机车在巨大惯性力的驱动下前进，在惯性力驱动下作旋转运动的液压驱动车桥(1)，带动液压动力传动装置(2)、蓄能主动轮(7)、蓄能被动轮(9)、斜轴式柱塞泵(6)旋转，液压油从油箱(16)中被吸出，低压腔内的液压油经过斜轴式柱塞泵(6)的旋转压缩进入囊式蓄能器(3)储存起来，囊式蓄能器(3)处于高压状态，如囊式蓄能器(3)内的压力已达到设定值，液压油直接流回油箱(16)，能量释放时：电动列车应处于静止状态，或车速小于20Km/h的状态，电气程序传感器会指令气动程序控制器(14)工作，使得放能主动轮(10)与斜轴式柱塞泵(6)的传动轴结合在一起，囊式蓄能器(3)中的液压油进入斜轴式柱塞泵(6)，通过放能主动轮(10)、放能被动轮(8)、液压动力传动装置(2)带动液压驱动车桥(1)旋转，机车前进，达到一定车速后，主驱动电动机(24)开始运转，通过电动列车主传动装置(22)、主驱动车桥(25)带动电动列车前进，电动列车进入正常行驶状态。

2.根据权利要求1所述的一种电动列车制动能量回收液压节能减排装置，其特征在于电力驱动和液压驱动是两套完全独立的驱动系统，电动列车可用电力单独启动，亦可用液压能单独启动，在需要大扭矩输出时，亦可用电、液联合启动，以增加输出功率。

3.根据权利要求1所述的一种电动列车制动能量回收液压节能减排装置，其特征在于液压动力传动切换箱(5)内的离合器采用钢质、湿式摩擦离合器，由气动压力产生正压力，具有切换平稳、无冲击、输出扭矩大等特点。

4.根据权利要求1所述的一种电动列车制动能量回收液压节能减排装置，其特征在于两种动力驱动方式的切换，是通过对压力、速度等传感器信号的检测，在电气程序控制的指令下自动进行平稳的切换。

5.根据权利要求1所述的一种电动列车制动能量回收液压节能减排装置，其特征在于对于燃油内燃机动力列车，可将液压动力传递装置(2)连接内燃机变速箱、其它如囊式蓄能器(3)、高压阀门(4)、液压动力传动切换箱(5)、斜轴式柱塞泵(6)、摩擦离合器压环(11)、摩擦离合器拨叉(12)、离合器分离结合气缸(13)、气动程序控制器(14)、散热器(15)、低压油箱(16)、低压阀门(17)、液压程序控制器(18)、压力传感器(19)、制动蓄能传感器(20)、液压驱动传感器(21)、机车主传动力传动装置(22)、电气程序控制器(23)、主驱动车桥(25)、车速传感器(26)，可平移到内燃机动力列车相应位置即可成为油液混合动力列车。