CN106481686B - 齿轨车驱动装置及其离合器结构、齿轨车驱动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轨车驱动装置及其离合器结构、齿轨车驱动的方法。所述离合器结构包括用于安装在车轴上的离合器齿毂和第六齿轮，所述第六齿轮与离合器齿毂之间设有使第六齿轮与车轴之间传递动动力或不传递动力的离合器。本发明通过第六齿轮与离合器齿毂之间的离合从而实现第六齿轮与车轴之间传递动动力或不传递动力，最终使得一套驱动系统实现轮轨驱动及以齿轨驱动间的切换实现，也就是动力混合方式。

Description

齿轨车驱动装置及其离合器结构、齿轨车驱动的方法

技术领域

本发明涉及一种齿轨车驱动装置及其离合器结构、齿轨车驱动的方法，属于轨道机车车辆领域。

背景技术

目前，国内的齿轨车大多应用于矿山机械，采用电力-液压双动力源驱动。由电机驱动齿轨车两侧车轮，由液压缸驱动与齿轨啮合的齿轮。整车通过两套动力源实现轮轨驱动和齿轨驱动。

实现齿轨车驱动装置既能实现齿轨驱动也能实现轮轨驱动。目前已经提出的齿轨车驱动方案在离合器作用原理上不是完全安全可靠，主要是通过离合器向左压紧齿轮进，而压死轴瓦和与车轴过盈联接的环类零件，达到将环类零件与轴瓦﹑齿轮﹑离合器固结为一体的目的，从而实现齿轮带动车轴。但是此种离合器作用方式会对轴瓦以及环类零件有破坏，降低轴瓦和环类件的使用寿命，也增加了齿轨车的使用维护成本。

发明内容

本发明旨在提供一种齿轨车驱动装置及其离合器结构、齿轨车驱动的方法，该驱动装置可以实现齿轨车在轮轨驱动以及齿轨驱动间的切换，这种运动切换可以在一套驱动系统实现，也就是动力混合的方式。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种离合器结构，包括用于安装在车轴上的离合器齿毂和第六齿轮，其结构特点是，所述第六齿轮与离合器齿毂之间设有使第六齿轮与车轴之间传递动动力或不传递动力的离合器；优选所述第六齿轮用于通过轴瓦装在所述车轴上。

由此，通过第六齿轮与离合器齿毂之间的离合从而实现第六齿轮与车轴之间传递动动力或不传递动力，最终使得一套驱动系统实现轮轨驱动及以齿轨驱动间的切换实现，也就是动力混合方式。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

根据本发明的实施例，所述离合器包括与离合器齿毂固定连接的外壳和设置在外壳与离合器齿毂之间的压盖板，以及固定在离合器齿毂和第六齿轮之间的摩擦离合结构，所述外壳与压盖板之间用于与油路连通的内腔，该内腔内用于注入液压油驱动离合器齿毂向第六齿轮靠拢或卸载液压油使离合器齿毂远离第六齿轮。由此，通过注入或卸载液压油，从而实现第六齿轮与离合器齿毂之间的离合，达到第六齿轮与车轴之间传递动动力或不传递动力的目的。

作为一种具体的实现形式，所述摩擦离合结构包括固定在离合器齿毂上的第一摩擦片和固定在第六齿轮内圈上的第二摩擦片；所述第一摩擦片和第二摩擦片之间压力接触使第六齿轮与车轴之间传递动动力，或第一摩擦片和第二摩擦片之间分离而使第六齿轮与车轴之间不传递动力；优选所述第一摩擦片和第二摩擦片均有多片，且第一摩擦片和第二摩擦片交错设置。由此，通过液压油的注入使得第一摩擦片和第二摩擦片之间压力接触，达到第六齿轮与车轴形成固定连接结构。

优选地，为了保证液压油的注入和卸载方便，所述油路设置在车轴内。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种齿轨车驱动装置，其包括由驱动元件通过传动机构驱动转动的第四齿轮，与第四齿轮装在一根齿轮轴上的第五齿轮，用于安装车轮的车轴；其结构特点是，所述车轴上套装有空心轴，该空心轴上装有第七齿轮和大齿轮，该大齿轮用于与齿轨啮合；所述车轴上装有轴瓦，该轴瓦上装有第六齿轮，所述车轴与第六齿轮之间设有离合器，该离合器用于使第六齿轮与车轴之间传递动动力或不传递动力；所述第六齿轮与第四齿轮啮合传动，所述第七齿轮与第五齿轮啮合传动。

本发明实现了齿轨驱动与轮轨驱动在一套系统的合成，仅通过一个电机就实现了轮轨驱动与齿轨驱动。本发明提出的新的齿轨车驱动原理，方案优化了齿轨车离合器的作用方式，保证了齿轨车动力切换方式的安全可靠，还降低了维护成本。

所述离合器具有所述的离合器结构。

所述驱动元件驱动第一齿轮转动，该第一齿轮与第二齿轮啮合传动，第三齿轮啮合传动；所述第三齿轮与第四齿轮、第五齿轮装在同一根齿轮轴上。

所述驱动元件为一个；优选所述驱动元件为电机。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述的齿轨车驱动装置实现齿轨驱动或轮轨驱动的方法，其包括如下步骤：

i、齿轨驱动

当离合器松开时，第四齿轮和第五齿轮转动而带动第六齿轮和第七齿轮转动，第六齿轮绕着轴瓦转动而不能带动车轴转动，第六齿轮与车轴之间不传递动力，第七齿轮的转动带动空心轴转动，在有齿轨的路段，大齿轮与齿轨啮合传递动力，在没有齿轨的路段，空心轴及大齿轮空转，实现齿轨的驱动；

ii、轮轨驱动

当离合器压紧时，第六齿轮带动过盈在车轴上的离合器转动，在没有齿轨的路段，第六齿轮将动力传递给车轴而带动车轮运动，大齿轮没有齿轨而空转，实现轮轨的驱动。

作为一种具体的实现形式，所述离合器通过卸载液压油而分离使得第六齿轮与车轴之间不传递动动力，所述离合器内通过注入压力液压油而压紧时而使得第六齿轮与车轴之间传递动动力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、实现了齿轨驱动与轮轨驱动在一套系统的合成。

2、因为系统动力集中，齿轨驱动和轮轨驱动可以通过系统切换实现，所以减少了一节车所需的转向架种类。

3、减少了转向架种类，降低了人工维护成本。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是本发明所述离合器的工作原理图。

在图中

1-离合器齿毂；2,18-大齿轮；3-离合器外壳；4-压盖板；5-摩擦片；6-摩擦片；7-密封圈；8-密封圈；9-托板；10-弹簧；11-螺栓；12-内腔；13-车轴；14-油路；15-车轮；16-轴瓦；17-离合器；19-空心轴；20-电机；21-第一齿轮；22-第二齿轮；23-第三齿轮；24-第四齿轮；25-第五齿轮；26-第六齿轮；27-第七齿轮。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种齿轨车驱动装置，如图1所示，包括安装两个车轮15的车轴13，电机20、齿轮传动装置、空心轴19、环类零件、离合器17、轴瓦16等组成。由电机输入动力，通过齿轮传动装置传递到下一级，再通过离合器17的松紧控制驱动装置的驱动方式。

电机20驱动第一齿轮21转动，该第一齿轮21与第二齿轮22啮合传动，第三齿轮23啮合传动；所述第三齿轮23与第四齿轮24、第五齿轮25装在同一根齿轮轴上。所述车轴13上套装有空心轴19，该空心轴19上装有第七齿轮27和大齿轮18，该大齿轮18用于与齿轨啮合；所述车轴13上装有轴瓦16，该轴瓦16上通过离合器17安装有第六齿轮26；所述第六齿轮26与第四齿轮24啮合传动，所述第七齿轮27与第五齿轮25啮合传动。

一种离合器，如图2所示，装置由离合器齿毂1﹑第六齿轮26﹑离合器外壳3﹑压盖板4﹑与第六齿轮26内圈齿配合的6片摩擦片5﹑与离合器齿毂1的齿配合的6片摩擦片6﹑密封圈7、密封圈8、托板9、弹簧10、螺栓11等组成。通过液压油的注入或排除实现离合器的松放。

整个驱动系统运动原理如下：

1、由电机输入动力，经由第一齿轮21和第二齿轮22传导到第三齿轮23，再由第三齿轮23带动与其同轴的第四齿轮24和第五齿轮25。第四齿轮24与第六齿轮26啮合，第五齿轮25与第七齿轮27啮合。

2、离合器17与车轴过盈联接。轴瓦16过盈安装在车轴上，在第六齿轮26安装在轴瓦上（见图2）。第七齿轮27与大齿轮18过盈联接在空心轴19上，离合器17过盈联接在车轴13上。

3、第三齿轮23所在的齿轮轴与车轴13啮合过程如下：

1）当离合器17松开时，液压油压力卸掉后通过弹簧10的恢复力将离合器17的压盖板4复位，此时由于摩擦片5和摩擦片6的压力不足，当第六齿轮26转动时并不能带动车轴13转动。第三齿轮23所在的齿轮轴带动第四齿轮24和第五齿轮25转动，第四齿轮24与第六齿轮26啮合，由于轴瓦存在第六齿轮26绕着轴瓦16转动，不能传递力。第五齿轮25与第七齿轮27啮合带动空心轴19转动，在有齿轨的路段齿轮啮合齿轮与齿轨啮合传递运动和力，在没有齿轨的路段电机20将带着空心轴19以及其上的大齿轮18空转，实现齿轨的驱动。

2）当离合器17压紧时，液压油注入，压盖板4将第一摩擦片5和第二摩擦片6压紧，固定连接为一体。通过第三齿轮23带动过盈在车轴13上的离合器17转动，这样第六齿轮26通过第一摩擦片5和第二摩擦片6之间的摩擦力带动过盈在车轴13上的离合器17转动，将运动与力传递给车轴13。在没有齿轨的路段车轴13带动车轮15运动，与齿轨啮合的齿轮因为没有齿轨而空转，实现轮轨的驱动。

如果在有齿轨的路段上，同时实现齿轨驱动与轮轨驱动存在这样一个问题，齿轮与踏面同时运动很难保证齿轮的线速度与车轮的线速度协调一致，这样会导致车轴13在运动过程中把车轴13卡死。因此，在有齿轨的路段松开离合器17让电机20驱动齿轨啮合齿轮，有啮合齿轮传递动力带动转向架运动。在没有齿轨的路段压紧离合器17保证车轴13传递动力，带动转向架运动，这样不会是电机20空转。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种齿轨车驱动装置，包括由驱动元件通过传动机构驱动转动的第四齿轮（24），与第四齿轮（24）装在一根齿轮轴上的第五齿轮（25），用于安装车轮（15）的车轴（13）；其特征在于，所述车轴（13）上套装有空心轴（19），该空心轴（19）上装有第七齿轮（27）和大齿轮（18），该大齿轮（18）用于与齿轨啮合；所述车轴（13）上装有轴瓦（16），该轴瓦（16）上装有第六齿轮（26），所述车轴（13）与第六齿轮（26）之间设有离合器（17），该离合器（17）用于使第六齿轮（26）与车轴（13）之间传递动动力或不传递动力；所述第六齿轮（26）与第四齿轮（24）啮合传动，所述第七齿轮（27）与第五齿轮（25）啮合传动；

所述离合器（17）包括用于安装在车轴（13）上的离合器齿毂（1）和第六齿轮（26），其特征在于，所述第六齿轮（26）与离合器齿毂（1）之间设有使第六齿轮（26）与车轴（13）之间传递动动力或不传递动力的离合器（17）；所述离合器包括与离合器齿毂（1）固定连接的外壳（3）和设置在外壳（3）与离合器齿毂（1）之间的压盖板（4），以及固定在离合器齿毂（1）和第六齿轮（26）之间的摩擦离合结构，所述外壳（3）与压盖板（4）之间具有用于与油路（14）连通的内腔（12），该内腔（12）内用于注入液压油驱动离合器齿毂（1）向第六齿轮（26）靠拢或卸载液压油使离合器齿毂（1）远离第六齿轮（26）；

所述摩擦离合结构包括固定在离合器齿毂（1）上的第一摩擦片（5）和固定在第六齿轮（26）内圈上的第二摩擦片（6）；所述第一摩擦片（5）和第二摩擦片（6）之间压力接触使第六齿轮（26）与车轴（13）之间传递动动力，或第一摩擦片（5）和第二摩擦片（6）之间分离而使第六齿轮（26）与车轴（13）之间不传递动力；

所述离合器齿毂（1）与压盖板（4）之间设有位于车轴（13）外周的弹簧（10）；

工作时通过第三齿轮（23）带动过盈在车轴（13）上的离合器（17）转动，第六齿轮（26）通过第一摩擦片（5）和第二摩擦片（6）之间的摩擦力带动过盈在车轴（13）上的离合器（17）转动，将运动与力传递给车轴（13）。

2.根据权利要求1所述的齿轨车驱动装置，其特征在于，所述第六齿轮（26）用于通过轴瓦（16）装在所述车轴（13）上。

3.根据权利要求1所述的齿轨车驱动装置，其特征在于，所述第一摩擦片（5）和第二摩擦片（6）均有多片，且第一摩擦片（5）和第二摩擦片（6）交错设置。

4.根据权利要求2所述的齿轨车驱动装置，其特征在于，所述油路（14）设置在车轴（13）内。

5.根据权利要求1所述的齿轨车驱动装置，其特征在于，所述驱动元件驱动第一齿轮（21）转动，该第一齿轮（21）与第二齿轮（22）啮合传动，第三齿轮（23）啮合传动；所述第三齿轮（23）与第四齿轮（24）、第五齿轮（25）装在同一根齿轮轴上。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的齿轨车驱动装置，其特征在于，所述驱动元件为一个。

7.根据权利要求6所述的齿轨车驱动装置，其特征在于，所述驱动元件为电机（20）。

8. 一种利用权利要求1-7中任一项所述的齿轨车驱动装置实现齿轨驱动或轮轨驱动的方法，其特征在于，包括如下步骤：

i、齿轨驱动

当离合器（17）松开时，第四齿轮（24）和第五齿轮（25）转动而带动第六齿轮（26）和第七齿轮（27）转动，第六齿轮（26）绕着轴瓦（16）转动而不能带动车轴（13）转动，第六齿轮（26）与车轴（13）之间不传递动力，第七齿轮（27）的转动带动空心轴（19）转动，在有齿轨的路段，大齿轮（18）与齿轨啮合传递动力，在没有齿轨的路段，空心轴（19）及大齿轮（18）空转，实现齿轨的驱动；

ii、轮轨驱动

当离合器（17）压紧时，第六齿轮（26）带动过盈在车轴（13）上的离合器（17）转动，在没有齿轨的路段，第六齿轮（26）将动力传递给车轴（13）车轴（13）而带动车轮（15）运动，大齿轮（18）没有齿轨而空转，实现轮轨的驱动。

9.根据权利要求8所述的实现齿轨驱动或轮轨驱动的方法，其特征在于，所述离合器（17）通过卸载液压油而分离使得第六齿轮（26）与车轴（13）之间不传递动动力，所述离合器（17）内通过注入压力液压油而压紧时而使得第六齿轮（26）与车轴（13）之间传递动动力。