CN105460022A - 动力系统及轨道机车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力系统及轨道机车。一种动力系统，用于轨道机车，包括：动力装置、多个从动装置和传动装置；所述传动装置包括具有多个输出端的多级轮系；所述动力装置的输出端连接所述多级轮系的输入端；所述多个从动装置的输入端分别连接所述多级轮系的一个输出端。一种轨道机车，包括：依次设置的动力间、司机室和制动间，所述动力间内安装有如上所述的动力系统。本发明提供的动力系统及轨道机车，通过在动力装置和多个从动装置之间连接具有多个输出端的多级轮系进行传动，使得动力输出更加灵活。

Description

动力系统及轨道机车

技术领域

本发明涉及一种动力系统及轨道机车，该动力系统用于轨道机车，属于轨道车辆制造技术领域。

背景技术

动力系统是轨道机车的心脏，通过动力系统提供的牵引力才能使轨道机车正常工作。

现有轨道机车的动力系统包括柴油发动机、电磁离合器、皮带、交流发电机和空气压缩机；交流发电机的输入端通过电磁离合器与柴油发动机的自由端连接；空气压缩机的输入端则通过皮带与柴油发动机自由端连接。

但是，现有的动力系统由于通过皮带和电磁离合器进行传动，动力输出不够灵活。

发明内容

本发明提供一种动力系统及轨道机车，以解决现有轨道机车的动力系统动力输出不灵活的问题。

为了解决上述技术问题：

本发明一方面提供一种动力系统，用于轨道机车，包括：动力装置、多个从动装置和传动装置；所述传动装置包括具有多个输出端的多级轮系；所述动力装置的输出端连接所述多级轮系的输入端；所述多个从动装置的输入端分别连接所述多级轮系的一个输出端。

上述动力系统的进一步改进，所述多级轮系为多级行星轮系。优选的，该传动装置可以是包括多级行星轮系的分动箱；所述动力装置的输出端连接所述分动箱的输入接口；所述多个从动装置的输入端分别连接所述分动箱的一个输出接口。

本发明另一方面提供一种轨道机车，包括：依次设置的动力间、司机室和制动间，所述动力间内安装有如上所述的动力系统。

上述轨道机车的进一步改进，所述轨道机车还包括电器柜，所述电器柜安装在制动间和司机室之间。优选的，所述电器柜嵌套在所述制动间靠近司机室一侧。

上述轨道机车的进一步改进，所述司机室的门设置在司机室的后端墙上。

上述轨道机车的进一步改进，轨道机车侧面设置有车梯。优选的，所述车梯设置在机车的前端侧面和后端侧面。优选的，该车梯包括多级台阶，且上一级台阶与下一级台阶的重叠部分在三分之二以内。优选的，最下一级台阶为矩形，其余的台阶为开口朝向车外的L形。

上述轨道机车的进一步改进，所述动力间内还安装有液力传动箱和空调压缩机，所述液力传动箱的输入端与所述动力系统的动力装置的输出端连接，所述液力传动箱的取力口连接所述空调压缩机。

上述轨道机车的进一步改进，所述动力系统的动力装置为柴油发动机、汽油发动机或者电动机。

上述轨道机车的进一步改进，所述动力系统的从动装置包括液压泵、空气压缩机、直流充电机和交流发电机。优选的，将从动系统中交流发电机的控制装置设置在所述电器柜中，并将司机室的门设置在司机室的前端墙和后端墙上。

本发明提供的动力系统及轨道机车，通过在动力装置和多个从动装置之间连接具有多个输出端的多级轮系进行传动，使得动力输出更加灵活。并且，齿轮传动还减少了传动过程中的能量损失，使得动力系统的能量利用率更高，而且还方便了后期的使用维护。

附图说明

图1为本发明实施例一所给出的动力系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二所给出的轨道机车的正视图；

图3为图2中A位置的局部放大图；

图4为图2中轨道机车俯视位置的透视图；

图5为图4中B位置的局部放大图。

图中：

1、动力间；10、动力系统；

110、动力装置；1101、柴油发动机；

120、传动装置；1201、分动箱；

130、从动装置；1301、液压油箱；

1302、空气压缩机；1303、直流充电机；

1304、交流发电机；140、液力传动箱；

150、膨胀水箱；2、司机室；

210、主操纵台；220、副操纵台；

230、座椅；3、制动间；

310、总风缸；320、阀组；

330、干燥器；4、冷却室；

5、电器柜；6、车架；

610、缓冲器；620、车梯；

6201、台阶；630、扶手；

7、转向架；8、燃油箱；

9、蓄电池箱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

在下述实施例中，为了便于理解和描述，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；但上述方位词并不用于限制本发明。

实施例一

图1为动力系统的结构示意图。

如图1所示，本实施例的动力系统10，用于轨道机车，其包括：动力装置110、多个从动装置130和传动装置120。动力装置110的输出端连接传动装置120的输入端，传动装置120的输出端连接从动装置130。

具体的，传动装置120包括多级轮系，该多级轮系具有一个输入端和多个输出端，比如四个输出端。动力装置110的输出端与多级轮系的输入端连接，多级轮系的每个输出端分别与一个从动装置130的输入端连接。动力装置110输出的动力通过多级轮系的传动传到每一个从动装置130，从而带动从动装置130运动。

本实施例的动力系统10，通过在动力装置110和多个从动装置130之间连接具有多个输出端的多级轮系进行传动，可以通过轮系的级数来调节动力输出的个数、速率，非常的方便灵活。并且，齿轮传动还减少了传动过程中的能量损失，使得动力系统10的能量利用率更高，同时也使得后期的维护更加方便。并且，多级齿轮系作为从动装置130可以使整个动力系统10的结构更加紧凑，而且通过齿轮传动还可以突破柴油发动机1101在超过三级输出时需要设置中间结构进行传动的弊端，从而进一步减少动力系统10所需占用的空间。

更具体的，多级轮系可以使用多级行星轮系或者多级差动轮系，比如，装有多级行星轮系的分动箱。动力装置110则可以是柴油发动机、汽油发动机或者电动机中的任意一种。

以柴油发动机为例，在具体连接时，柴油发动机的自由端与分动箱的输入接口连接，分动箱的四个输出接口则可以分别连接直流充电机、交流发电机、空气压缩机和液压泵等从动装置。这样，柴油发动机的动力通过自由端输出给分动箱，分动箱中的行星轮系将该动力分别分配给直流充电机、交流发电机、空气压缩机和液压泵等从动装置。并且，通过对分动箱的控制还可以实现对每一个输出接口是否输出动力进行控制，从而实现动力系统10的最优化。

实施例二

图2为轨道机车的正视图；图3为图2中A位置的局部放大图；图4为图2中轨道机车俯视位置的透视图；图5为图4中B位置的局部放大图。

如图2-图5所示，本实施例的轨道机车，从左至右依次设置有动力间1、司机室2和制动间3。在动力间1内安装有如上所述的动力系统10。

本实施例的轨道机车，通过在动力装置110和多个从动装置130之间连接具有多个输出端的多级轮系进行传动，可以通过轮系的级数来调节动力输出的个数、速率，非常的方便灵活。并且，齿轮传动还减少了传动过程中的能量损失，使得动力系统10的能量利用率更高，同时也使得后期的维护更加方便。并且，多级齿轮系作为从动装置130可以使得整个动力系统10的结构更加紧凑，而且通过齿轮传动还可以突破柴油发动机1101在超过三级输出时需要设置中间结构进行传动的弊端，从而进一步减少动力系统10所需占用的空间。

具体的，动力系统10可以包括柴油发动机1101、汽油发动机或者电动机。从动装置130可以包括与液压油箱1301连接的液压泵(图中未示出)、空气压缩机1302、直流充电机1303和交流发电机1304。当然，由于具体车型的不同，动力间1内的从动装置130有所差异，但这并不影响动力装置110、传动装置120和从动装置130的具体连接关系和工作原理。

以下以地铁轨道施工、线路维护和检测用的内燃机车为例来对本实施例进行详细描述。该内燃机车以柴油发动机1101作为动力装置110，并以液压泵、空气压缩机1302、直流充电机1303和交流发电机1304作为从动装置130。

上述内燃机车的车架6为H型钢板整体焊接而成的整体式结构，车架6下安装有无摇枕的转向架7，通过橡胶堆承载。转向架7上安装的一系悬挂由螺旋钢弹簧、转臂橡胶关节、一系垂向止挡和垂向减振器等部件组成。转向架7上安装的二系悬挂由橡胶堆组成。转向架7上安装的轮对轴箱采用滚柱轴承，该轮对的轴重为14t或者16t。两个转向架7之间的车架6上安装有燃油箱8和蓄电池箱9。车架6上依次设置冷却室4、动力间1、司机室2和制动间3。在该内燃机车的前端还安装有下作用车钩和缓冲器610。

冷却室4内安装有冷却风扇、高温水冷却装置、传动油冷却装置、增压空气冷却装置、液压油冷却装置、液压马达等。

动力间1内安装有柴油发动机1101、与液压油箱1301连接的液压泵、空气压缩机1302、直流充电机1303、交流发电机1304、分动箱1201、液力传动箱140、膨胀水箱150和空调压缩机(图中未示出)。上述冷却室4用于为动力间1中的动力系统的介质降温。具体来说，冷却室4可以为柴油发动机1101的冷却水、增压空气，液力传动箱140中用的传动油，以及液压油箱1301中的液压油降温。

柴油发动机1101的自由端连接多级轮系的输入轴，也即，将柴油发动机1101的自由端通过万向轴连接到包括行星轮系的分动箱1201的输入接口上。并将从动装置130中的液压泵、空气压缩机1302、直流充电机1303和交流发电机1304连接到分动箱1201的输出接口上。具体的，液压油箱1301的液压泵通过花键轴与分动箱1201连接，空气压缩机1302和直流充电机1303通过皮带轮与分动箱1201连接，交流发电机1304通过弹性联轴器与分动箱1201连接。进一步，交流发电机1304可以使用380V交流发电机，这样，交流发电机1304就可以为其它无动力工程车辆提供稳定的作业电源。从而方便该内燃机车作为救援车或者调车机车使用。

通过使用分动箱1201对柴油发动机1101进行传动，不仅可以带动多个从动装置130运动，从而提高工作效率，减少动力传递过程中的损失，而且还可以精确控制从柴油发动机1101传递到液压泵、空气压缩机1302、直流充电机1303和交流发电机1304的动力，从而使动力利用效率达到更高。同时，具有多级行星轮系的分动箱1201可以使整个动力系统10的结构更加紧凑，动力间1所占用的空间更小，从而为使用更大功率的柴油发动机1101提供了可能。具体的，上述内燃机车可以使用522KW的柴油发动机；同时，为了为大功率的柴油发动机1101提供足够的燃油，车架6下方安装的燃油箱8为两个。这两个燃油箱8关于内燃机车的轴线对称(也可以按照其他方式安装，比如与内燃机车的轴线相垂直安装)，每个燃油箱能提供800L的燃油。

液力传动箱140的输入端连接柴油发动机1101的输出轴(也即，柴油发动机1101的功率端)，液力传动箱140的取力口通过皮带连接空调压缩机，从而通过液力传动箱140为空调压缩机提供动力，达到为司机室2通风和保持温度的目的。液力传动箱140的输出端通过万向轴与转向架7上的车轴齿轮箱(图中未示出)连接，然后由车轴齿轮箱带动车轴和车轮旋转，从而驱动内燃机车在轨道上运动。通过上述大功率的柴油发动机1101，再配合合适的液力传动箱和车轴齿轮箱就可以使得内燃机车在牵引301t重量通过40‰坡度的坡道时，仍然能够满足速度达到8km/h的要求，从而极大地改善了现有内燃机车牵引力不足的问题。

司机室2安装有主操纵台210、副操纵台220和座椅230。制动间3内安装有总风缸310、阀组320、干燥器330等。制动间3内靠近司机室2之间还安装有电器柜5。作为一种优选的方式，可以将电器柜5嵌套在制动间3靠近司机室2一侧，从而进一步减少电器柜5和制动间3的空间，使二者结构更加紧凑。

由于电器柜5安装在司机室2和制动间3之间，因此，这样就可以在司机室2的后端墙(图2和图4中所示为右侧)上开设一个供乘员进出的门。而且，通过将交流发电机1304的控制装置也设置到电器柜5中还可以在司机室2的前端墙(图2和图4中所示为左侧)上也可开设一个供乘员进出的门。通过将电器柜5和交流发电机1304控制装置位置的改变，本申请将现有内燃机车中开设于左端墙(图2和图4视线观察方向一侧)和右端墙上的门移到前端墙和后端墙上，这样就使得乘员在进出司机室2时更加的安全方便。

本申请还在内燃机车前端的一侧(图2和图4视线观察方向一侧)设置有车梯620。该车梯620包括多级台阶6201，这些台阶6201是从上到下交错布置的，也即，下级台阶6201与上级台阶6201具有重叠部分，但该重叠部分不超过三分之二。并且，为了使车梯620更加方便，并增加车梯620与车体之间的连接强度以及车梯620的踩踏面积。可以将车梯620的最下一级台阶6201制作成矩形，而将其余台阶6201制作成开口向外的L形。当然，还可以在内燃机车的后端也设置上述车梯620，以方便从后方上下内燃机车。并且，还可以将车梯620设置在内燃机车的两侧，以方便从任何一侧上下内燃机车。进一步，为了使乘员在上下内燃机车时更安全，可以在车梯620旁边安装扶手630。

以上结合附图详细的描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行各种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种动力系统，用于轨道机车，其特征在于，包括：动力装置、多个从动装置和传动装置；

所述传动装置包括具有多个输出端的多级轮系；

所述动力装置的输出端连接所述多级轮系的输入端；

所述多个从动装置的输入端分别连接所述多级轮系的一个输出端。

2.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述多级轮系为多级行星轮系。

3.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，所述传动装置为包括多级行星轮系的分动箱；

所述动力装置的输出端连接所述分动箱的输入接口；

所述多个从动装置的输入端分别连接所述分动箱的一个输出接口。

4.一种轨道机车，包括：依次设置的动力间、司机室和制动间，其特征在于，所述动力间内安装有如权利要求1-3任一项所述的动力系统。

5.根据权利要求4所述的轨道机车，其特征在于，所述轨道机车还包括电器柜，所述电器柜安装在所述制动间和司机室之间。

6.根据权利要求5所述的轨道机车，其特征在于，所述司机室的门设置在司机室的后端墙上。

7.根据权利要求6所述的轨道机车，其特征在于，所述从动系统包括液压泵、空气压缩机、直流充电机和交流发电机，所述交流发电机的控制装置设置在所述电器柜中，所述司机室的门设置在司机室的前端墙和后端墙上。

8.根据权利要求4-7任一项所述的轨道机车，其特征在于，所述动力间内还安装有液力传动箱和空调压缩机，所述液力传动箱的输入端与所述动力系统的动力装置的输出端相连，所述液力传动箱的取力口连接所述空调压缩机。

9.根据权利要求4-7任一项所述的轨道机车，其特征在于，所述动力系统的动力装置为柴油发动机、汽油发动机或者电动机。

10.根据权利要求4-6任一项所述的轨道机车，其特征在于，所述动力系统的从动装置包括液压泵、空气压缩机、直流充电机和交流发电机。