CN111559392A - 一种轨行式电传走行系统 - Google Patents
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Abstract
一种轨行式电传走行系统，包括自动变速器,自动变速器输入端连接有用于为自动变速器提供输入动力的动力源，动力源包括连接于自动变速器输入端一上的电动机和/或连接于自动变速器输入端二的动力源二,自动变速器输出端连有用于驱动车辆行走的联动轮对组，联动轮对组包括连于自动变速器输出端一上的联动轮对组一和/或连于自动变速器输出端二上的联动轮对组二，联动轮对组一、联动轮对组二均包括一个以上的单轮对、装于各单轮对车轴上的车轴齿轮箱，相邻两单轮对车轴上的车轴齿轮箱之间经传动轴互相串联；实现了单个单机驱动变速箱的方式，有效的降低了驱动电机的数量，避免了因增加轮对而造成对整车结构的重大结构性调整。
Description
技术领域
本发明涉及轨行式（铁路）技术领域，具体地说是一种轨行式电传走行系统。
背景技术
目前轨行式车辆、机车或机械工程移动装备仍采用牵引电动机直接通过车轴齿轮箱驱动轮对的方式。该方式在电机尺寸有限和车轴齿轮箱速比固定的情况下，为满足更大起动牵引力或者最高车速的要求，主要通过增加轮对数量（即驱动电机数量）来实现。但是受产品结构限制，一些产品不能无限制的增加轮对数量，所以需要一种新型的方式解决相关问题。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种轨行式电传走行系统，解决了原因通过增加驱动电机数量提高整车性能的问题，实现了单个单机驱动变速箱的方式，有效的降低了驱动电机的数量，避免了因增加轮对而造成对整车结构的重大结构性调整。
本发明的技术方案在于：一种轨行式电传走行系统，包括自动变速器,自动变速器输入端连接有用于为自动变速器提供输入动力的动力源，动力源包括连接于自动变速器输入端一上的电动机和/或连接于自动变速器输入端二的动力源二,自动变速器输出端连有用于驱动车辆行走的联动轮对组，联动轮对组包括连于自动变速器输出端一上的联动轮对组一和/或连于自动变速器输出端二上的联动轮对组二，联动轮对组一、联动轮对组二均包括一个以上的单轮对、装于各单轮对车轴上的车轴齿轮箱，相邻两单轮对车轴上的车轴齿轮箱之间经传动轴互相串联。
所述动力源为电动机，电动机的输出轴与自动变速器输入端一上的联轴器一连接。
所述动力源为电动机和动力源二，电动机的输出轴经第二传动轴与自动变速器输入端一上的联轴器一连接，动力源二的输出端经第三传动轴与自动变速器输入端二上的联轴器二连接；动力源二为液压马达或发动机。
联动轮对组为联动轮对组一，联动轮对组一其中一单轮对车轴上的车轴齿轮箱经第一传动轴与自动变速器输出端一连接。
联动轮对组为联动轮对组一和联动轮对组二，联动轮对组一其中一单轮对车轴上的车轴齿轮箱经第一传动轴与自动变速器输出端一连接，联动轮对组二其中一单轮对车轴上的车轴齿轮箱经第四传动轴与自动变速器输出端二连接。
所述自动变速器为具备自动/手动换挡功能的双离合自动变速箱。
还包括装于一单轮对轴心处用于测量转速的测速传感器、用于驱动电动机工作的电机驱动控制器，系统控制器接收测速传感器采集到的转速及司机操作时司机控制器发出的方向和级位信号，进而输出控制信号给电机驱动控制器、自动变速器，控制电机驱动控制器驱动电动机最终控制电动机的转速、方向以及扭矩，控制自动变速器两输入端各自集成的离合器的通/断选择动力源以及换挡。
所述测速传感器为光电编码器。
还包括有用于为电机驱动控制器提供电源的电源模块；电源模块为铅酸蓄电池/锂电池/燃料电池/发电机组/接触网取电装置。
所述电动机为异步电机/永磁电机/直流电机。
本发明的效果是：本发明具有使采用通用电机的电传动走行系统具备更好的牵引性能、更广泛的调速范围，改变了轨行式车辆、机械工程设备的电传动系统现有设计方案的现状，有效的减少了电机的数量，避免了因增加轮对而造成对整车结构的重大结构性调整，缩短了开发周期，提高了产品的经济性。例如，在同等功率条件下，在两轴驱动结构上，能有效提升一倍以上的启动牵引能力；在四轴驱动结构上，能有效降低成本30%以上。同时，由于电机数量及配套系统的减少，有效的降低了后期的电机维护量及修理成本。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图一；
图2为本发明实施例一的结构示意图二；
图3为本发明控制系统原理框图；
图4为本发明实施例二的示意图；
图5为本发明实施例三的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
图1、图2、图3中，电动机1的输出轴与自动变速器4输入端一上的联轴器10a连接，自动变速器4输出端一经第一传动轴5a与车轴齿轮箱一6连接，车轴齿轮箱一6安装在单轮对一7上，在单轮对一7轴心处装用于测量转速的测速传感器，电机驱动控制器3用于驱动电动机1工作，电机驱动控制器3控制电动机1旋转，电动机1通过联轴器10a向自动变速器4输出动力，自动变速器4输出端一通过第一传动轴5a与车轴齿轮箱一6连接，车轴齿轮箱一6安装在轮对7上，最终驱动单轮对一7旋转工作；系统控制器2为PLC，其与司机控制器电气输出端口连接，接收司机操作时司机控制器产生的方向和级位（油门开度）信号，同时可以接收轮对上的测速传感器（通常为光电编码器）采集车速，根据司机控制器的信号，进而输出控制信号给电机驱动控制器3，电机驱动控制器3内的牵引控制单元驱动IGBT（也可为GTO等电力电子元件）工作，输出变频变压的交流电，改变电机的输出转矩、转速和旋转方向，同时控制自动变速器4输入端一集成的离合器接通，使电动机1向自动换挡变速4输出动力；系统控制器2还根据采集到的车速控制自动变速器4的换挡点，通过总线或硬线向自动变速器4上的电控执行器发送换挡信号，使自动换挡变速4换挡；
还包括有用于为电机驱动控制器3提供电源的电源模块8，电源模块8向电机驱动控制器3提供电源，电源模块8可以为锂电池组，其正负极通过电缆与电机驱动控制器3的正负母线相连；电源模块8铅酸蓄电池/锂电池/燃料电池/发电机组/接触网取电装置，铅酸蓄电池/锂电池/燃料电池与电机驱动控制器3电源端直接连通，发电机组/接触网取电装置经整理桥后与电机驱动控制器3电源端直接连通；
进一步，电动机1为异步电机/永磁电机/直流电机；自动变速器4为具备自动/手动换挡功能的双离合自动变速箱。
实施例2
图4中，电动机1的输出轴经第二传动轴5b与自动变速器4输入端一上的联轴器一10a连接，动力源二9的输出端经第三传动轴5c与自动变速器4输入端二上的联轴器二10b连接，动力源二9为液压马达或发动机，自动变速器4输出端一经第一传动轴5a与车轴齿轮箱一6连接，车轴齿轮箱一6安装在单轮对一7上，在单轮对一7轴心处装用于测量转速的测速传感器，系统控制器2接收司机控制器的给出的信号，经过运算并发出信号给自动变速器4上的电控执行器，使控制自动变速器4两输入端各自集成的离合器的通/断，进而选择动力源，配备两个动力源，在一个动力源出现问题时，另一个动力源可以继续使用，防止轨道车在使用中途停机，造成不能工作所带来的不便；当输入端一集成的离合器接通、输入端二集成的离合器处于断开状态时，电源模块8向电机驱动控制器3提供电源，系统控制器2根据司机控制器的信号，进而输出控制信号给电机驱动控制器3，使其输出相应电压电流，控制电动机1的旋转方向及输出转矩，电动机1通过第二传动轴5b向自动变速器4输出动力；当输入端二集成的离合器接通、输入端一集成的离合器处于断开状态时，动力源二9通过第三传动轴5c与自动变速器4连接输入端二上的联轴器二10b连接向自动变速器4输出动力；自动变速器4输出端一通过第一传动轴5a与车轴齿轮箱6连接，齿轮箱6安装在轮对7上，最终驱动轮对7旋转工作；系统控制器2还根据采集到的车速控制自动变速器4的换挡点，通过总线或硬线向自动变速器4上的电控执行器发送换挡信号，使自动换挡变速4换挡。
实施例3
图5中，电动机1的输出轴与自动变速器4输入端一上的联轴器10a连接，动力源二9的输出端经第三传动轴5c与自动变速器4输入端二上的联轴器二10b连接，自动变速器4输出端一经第一传动轴5a与联动轮对组一的单轮对一7车轴上的车轴齿轮箱一6连接，单轮对一7车轴上的车轴齿轮箱一6与联动轮对组一的单轮对二7a车轴上的车轴齿轮箱二6a经第五传动轴5d连接，实现两个单轮对相互联动；自动变速器4输出端二经第四传动轴5e与联动轮对组二的单轮对三7b车轴上的车轴齿轮箱三6b连接，单轮对三7b车轴上的车轴齿轮箱三6b连接与联动轮对组二的单轮对四7c车轴上的车轴齿轮箱四6c经第六传动轴5f连接；电动机1旋转，电动机1通过联轴器10a向自动变速器4输出动力，自动变速器4输出端一通过第一传动轴5a与车轴齿轮箱一6连接，向联动轮对组一输出动力，带动联动轮对组一内的两个单轮对旋转工作，自动变速器4输出端二通过第四传动轴5e与车轴齿轮箱三6b连接，向联动轮对组二输出动力，带动联动轮对组二内的两个单轮对旋转工作。
Claims (10)
1.一种轨行式电传走行系统，其特征在于：包括自动变速器（4）,自动变速器（4）输入端连接有用于为自动变速器（4）提供输入动力的动力源，动力源包括连接于自动变速器（4）输入端一上的电动机（1）和/或连接于自动变速器（4）输入端二的动力源二（9）,自动变速器（4）输出端连有用于驱动车辆行走的联动轮对组，联动轮对组包括连于自动变速器（4）输出端一上的联动轮对组一和/或连于自动变速器（4）输出端二上的联动轮对组二，联动轮对组一、联动轮对组二均包括一个以上的单轮对、装于各单轮对车轴上的车轴齿轮箱，相邻两单轮对车轴上的车轴齿轮箱之间经传动轴互相串联。
2.根据权利要求1所述的一种轨行式电传走行系统，其特征在于：所述动力源为电动机（1），电动机（1）的输出轴与自动变速器（4）输入端一上的联轴器一（10a）连接。
3.根据权利要求1所述的一种轨行式电传走行系统，其特征在于：所述动力源为电动机（1）和动力源二（9），电动机（1）的输出轴经第二传动轴（5b）与自动变速器（4）输入端一上的联轴器一（10a）连接，动力源二（9）的输出端经第三传动轴（5c）与自动变速器（4）输入端二上的联轴器二（10b）连接；动力源二（9）为液压马达或发动机。
4.根据权利要求2或3所述的一种轨行式电传走行系统，其特征在于：联动轮对组为联动轮对组一，联动轮对组一其中一单轮对车轴上的车轴齿轮箱经第一传动轴（5a）与自动变速器（4）输出端一连接。
5.根据权利要求2或3所述的一种轨行式电传走行系统，其特征在于：联动轮对组为联动轮对组一和联动轮对组二，联动轮对组一其中一单轮对车轴上的车轴齿轮箱经第一传动轴（5a）与自动变速器（4）输出端一连接，联动轮对组二其中一单轮对车轴上的车轴齿轮箱经第四传动轴（5e）与自动变速器（4）输出端二连接。
6.根据权利要求3所述的一种轨行式电传走行系统，其特征在于：所述自动变速器（4）为具备自动/手动换挡功能的双离合自动变速箱。
7.根据权利要求1所述的一种轨行式电传走行系统，其特征在于：还包括装于一单轮对轴心处用于测量转速的测速传感器、用于驱动电动机（1）工作的电机驱动控制器（3），系统控制器（2）接收测速传感器采集到的转速及司机操作时司机控制器发出的方向和级位信号，进而输出控制信号给电机驱动控制器（3）、自动变速器（4），控制电机驱动控制器（3）驱动电动机最终控制电动机的转速、方向以及扭矩，控制自动变速器（4）两输入端各自集成的离合器的通/断选择动力源以及换挡。
8.根据权利要求7所述的一种轨行式电传走行系统，其特征在于：所述测速传感器为光电编码器。
9.根据权利要求8所述的一种轨行式电传走行系统，其特征在于：还包括有用于为电机驱动控制器（3）提供电源的电源模块（8）；电源模块为铅酸蓄电池/锂电池/燃料电池/发电机组/接触网取电装置。
10.根据权利要求1所述的一种轨行式电传走行系统，其特征在于：所述电动机（1）为异步电机/永磁电机/直流电机。
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