CN110077425A - 轨道自轮运转设备油电混合传动系统 - Google Patents

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李志锋
陈斌
刘学海
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徐远中
徐丽娟
杨勇
黄屾
夏豪
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Abstract

轨道自轮运转设备油电混合传动系统，发动机的动力输出口与液力传动箱的动力输入口连接，液力传动箱的输出口与走行部相连；单独或与发动机配合同时驱动走行部的牵引电机与走行部相连；还包括通过变流装置向牵引电机提供电能的蓄电装置；所述变流装置连接制动电阻。本发明可实现电力牵引、内燃牵引、油电混合牵引和电力制动。与现有技术相比，本发明既可以保证发动机的高速运行及续航能力，又可以实现牵引电机使整车低速恒速，满足长距离大坡道的制动及作业需求，克服在长距离大坡道上制动时，闸瓦长时间抱闸，车轮、闸瓦温度较高，常超过规定限值的问题。

Description

轨道自轮运转设备油电混合传动系统
技术领域
本发明属于自轮运转设备的传动系统技术领域，具体涉及一种自轮运转设备油电混合传动系统。
背景技术
目前单一内燃动力的自轮运转设备，在长距离大坡道上制动时，因为闸瓦长时间抱闸，致使车轮、闸瓦温度较高，常超过规定限值，存在安全风险；另外，发动机在爬坡能力上也受制约，能源浪费严重，排放的尾气尤其在隧道内对环境污染严重。
由此造成的长距离大坡道制动问题，能源浪费问题和环境污染问题亟需解决。而纯电动系统在续航能力、高速运行上还与内燃发动机有较大差距。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种轨道自轮运转设备油电混合传动系统，在长大坡道上采用电力制动，降低闸瓦磨耗，在低速运行时采用电力牵引，有效提高内燃机的燃料利用率，充分利用电能，减少废气排放，降低环境污染，改善隧道内工程车辆的作业环境。
本发明的技术方案为：发动机的动力输出口与液力传动箱的动力输入口连接，液力传动箱的输出口与走行部相连；单独或与发动机配合同时驱动走行部的牵引电机与走行部相连；还包括通过变流装置向牵引电机提供电能的蓄电装置；所述变流装置连接制动电阻。
所述走行部包括第一车轴齿轮箱、经车轴与第一车轴齿轮箱传动连接的轮对一、第二车轴齿轮箱、经车轴与第二车轴齿轮箱传动连接的轮对二；所述液力传动箱的输出口经传动轴与第一车轴齿轮箱相连；牵引电机与第二车轴齿轮箱相连。
所述第一车轴齿轮箱与第二车轴齿轮箱位于同一转向架上。
所述牵引电机经变流装置与接触网取电装置相连。
所述蓄电装置为燃料电池或超级电容。
所述蓄电装置为蓄电池。
还包括一为蓄电池充电的充电机。
所述充电机经变流装置与接触网取电装置相连。
所述充电机经发电机与发动机相连。
本发明可实现电力牵引、内燃牵引、油电混合牵引和电力制动。电力牵引时，蓄电装置通过变流装置向牵引电机提供电能并驱动第二车轴齿轮箱，带动轮对旋转，从而实现整车走行（也可由接触网取电装置通过变流装置向牵引电机提供电能）；内燃牵引时，发动机发出动力驱动液力传动箱运转，液力传动箱经传动轴、第一车轴齿轮箱、车轴带动轮对旋转，从而实现整车走行；油电混合牵引时，发动机驱动第一车轴齿轮箱，牵引电机驱动第二车轴齿轮箱，齿轮箱带动轮对旋转，实现车辆走行。电力制动时，牵引电机运行在发电状态，将走行部传来的动能，经变流装置相连的制动电阻消耗掉或通过充电机向蓄电装置充电，实施电制动。
如果蓄电装置为蓄电池，可从发动机端连接的发电机取电，利用发动机动力带动发电机发电，通过充电机向蓄电池充电；也可由接触网取电装置经变流装置向充电机供电，充电机上也可设有外接供电接口。
与现有单动力自轮运转设备相比，本发明既可以保证发动机的高速运行及续航能力，又可以实现牵引电机使整车低速恒速，满足长距离大坡道的制动及作业需求，克服在长距离大坡道上制动时，闸瓦长时间抱闸，车轮、闸瓦温度较高，常超过规定限值的问题。
附图说明
下面将结合附图提供的实施例对本发明进一步详述。
图1为本发明的结构原理框图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明实施例一的结构原理框图。
图中，1、发动机，2、液力传动箱，3、传动轴，4、第一车轴齿轮箱，5、轮对一，6、第二车轴齿轮箱，7、牵引电机，8、蓄电装置，9、变流装置，10、制动电阻，11、充电机，12、接触网取电装置，13、蓄电池，14、轮对二，15、发电机，16、走行部。
具体实施方式
图1、图2中，发动机1的动力输出口连接液力传动箱2的动力输入口，液力传动箱2的动力输出口通过传动轴3与走行部16的第一车轴齿轮箱4连接，走行部16的第二车轴齿轮箱6与牵引电机7连接，蓄电装置8通过变流装置9换流驱动牵引电机7，变流装置9接有制动电阻10。制动电阻10用于消耗电力制动时产生的电能。第一车轴齿轮箱4经车轴与轮对一5连接，第二车轴齿轮箱6经车轴与轮对二14连接。牵引电机7也可通过变流装置9与接触网取电装置12相连从接触网取电。
图3中，液力传动箱2的动力输入口连接发动机1，输出口连接第一车轴齿轮箱4，经车轴与轮对5连接。蓄电池13通过变流装置9换流驱动牵引电机7，变流装置9接有制动电阻10。电力牵引时，蓄电池13通过变流装置9向牵引电机7提供电能并驱动第二车轴齿轮箱6，带动轮对5旋转，从而实现整车走行（也可由接触网取电装置12通过变流装置向牵引电机提供电能来实现）；内燃牵引时，发动机1发出动力驱动液力传动箱2运转，液力传动箱2经传动轴3、车轴齿轮箱5、车轴带动轮对6旋转，从而实现整车走行；油电混合牵引时，发动机1驱动第一车轴齿轮箱4，牵引电机7驱动第二车轴齿轮箱6，同时带动轮5对旋转，实现车辆走行。电力制动时，轮对5通过第二车轴齿轮箱6带动牵引电机7旋转，牵引电机7运行在发电状态，将车辆动能经变流装置9相连的制动电阻10消耗掉或通过充电机11向蓄电池13充电，实施电制动。蓄电池的充电机也可从发动机端连接的发电机取电，利用发动机动力带动发电机发电，通过充电机向蓄电池充电。蓄电池的充电机上也可设有外接充电接口，利用外部充电设备，通过充电机向蓄电池充电。

Claims (9)

1.一种轨道自轮运转设备油电混合传动系统，其特征在于：发动机（1）的动力输出口与液力传动箱（2）的动力输入口连接，液力传动箱（2）的输出口与走行部（16）相连；
单独或与发动机配合同时驱动走行部的牵引电机（7）与走行部（16）相连；还包括通过变流装置（9）向牵引电机（7）提供电能的蓄电装置（8）；所述变流装置（9）连接制动电阻（10）。
2.根据权利要求1所述的轨道自轮运转设备油电混合传动系统，其特征在于：所述走行部（16）包括第一车轴齿轮箱（4）、经车轴与第一车轴齿轮箱传动连接的轮对一、第二车轴齿轮箱（6）、经车轴与第二车轴齿轮箱传动连接的轮对二；所述液力传动箱（2）的输出口经传动轴（3）与第一车轴齿轮箱（5）相连；牵引电机（7）与第二车轴齿轮箱（6）相连。
3.根据权利要求2所述的轨道自轮运转设备油电混合传动系统，其特征在于：所述第一车轴齿轮箱（4）与第二车轴齿轮箱（6）位于同一转向架上。
4.根据权利要求1所述的轨道自轮运转设备油电混合传动系统，其特征在于：所述牵引电机（7）经变流装置（9）与接触网取电装置（12）相连。
5.根据权利要求1所述的轨道自轮运转设备油电混合传动系统，其特征在于：所述蓄电装置（8）为燃料电池或超级电容。
6.根据权利要求1所述的轨道自轮运转设备油电混合传动系统，其特征在于：所述蓄电装置（8）为蓄电池。
7.根据权利要求6所述的轨道自轮运转设备油电混合传动系统，其特征在于：还包括一为蓄电池充电的充电机（11）。
8.根据权利要求7所述的轨道自轮运转设备油电混合传动系统，其特征在于：所述充电机（11）经变流装置（9）与接触网取电装置（12）相连。
9.根据权利要求7所述的轨道自轮运转设备油电混合传动系统，其特征在于：所述充电机（11）经发电机（15）与发动机（1）相连。
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