CN112406913A - 两轴纯电动重型轨道车 - Google Patents

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李文科
任向武
李敏
陈军胜
刘修建
雒焕骥
王青海
苏潇何
胡启帅
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Abstract

本发明涉及轨道车，具体为两轴纯电动重型轨道车。旨在克服现有两轴重型轨道车在应用过程中对环境造成的污染，以及使用连杆传力机构制动执行单元所带来的弊端。该轨道车包括车架，车架上布置有电动牵引系统，电动牵引系统包括两个车轴驱动机构，磷酸铁锂电池和高压箱；每个车轴驱动机构包括一台永磁交流牵引电机，永磁交流牵引电机配置有牵引变频器，永磁交流牵引电机经传动轴与车轴齿轮箱连接；磷酸铁锂电池布置于两车轴之间的中部；两个车轴驱动机构分别布置于两个车轴的外侧，且两个车轴驱动机构呈以车架中心点为对称中心的中心对称布置。在四个车轮附近安装四个相互独立的带驻车制动功能的单元制动器。

Description

两轴纯电动重型轨道车
技术领域
本发明涉及轨道车，具体为两轴纯电动重型轨道车。
背景技术
两轴重型轨道车主要适用于地铁、码头、铁路专用线等工作场所线路建设与维修中物料、工具、人员的运输及其他无动力轨道工程车辆牵引。两轴重型轨道车主要有机械传动、液力传动、电传动三种。近年来，随着城市轨道交通建设过程中环保要求的不断提高，作为地铁施工设备牵引动力的两轴重型轨道车，向节能化、环保化发展的趋势日渐迫切，而以柴油机为动力源的机械传动、液力传动重型轨道车在运行过程中排放的尾气以及噪音对环境的污染较大，所以电传动纯电动重型轨道车成为新的发展趋势。
现有机械传动、液力传动两轴重型轨道车的制动执行单元普遍为连杆传力机构，其虽有多种形式，但原理相同，都是利用杠杆原理，将制动缸输出的制动力，经连杆传递放大后，作用于制动闸瓦，使其与车轮贴紧后，产生摩擦制动力，从而使整车减速或刹停。虽然连杆传力机构在两轴重型轨道车的制动过程中应用相对成熟，但由于运动杆件数量较多且连接销轴处存在间隙，所以在制动过程中，制动力、制动行程的损耗较大，制动响应速度较慢。另外，在轨道车使用过程中，还需司机每日对整个机构进行检查，除保证销轴处润滑充足外，还要手动调整四个车轮的闸瓦间隙，使其在要求的范围以内，并且间隙均匀，增加了司机的工作量。
发明内容
本发明旨在克服现有两轴重型轨道车在应用过程中对环境造成的污染，以及使用连杆传力机构制动执行单元所带来的弊端，同时创新性的提出走行部背对背式布局，以使轨道车中部空间集中，用于布置电池，从而提供一种对环境友好、制动性能可靠的两轴纯电动重型轨道车。该两轴纯电动重型轨道车以磷酸铁锂电池供电、永磁交流牵引系统提供动力，以独立的单元制动器取代连杆传力机构，使整车制动效率和制动可靠性得到提升。
本发明是采用如下技术方案实现的：两轴纯电动重型轨道车，包括车架，车架上布置有电动牵引系统，电动牵引系统包括两个与两个车轴一一对应的车轴驱动机构（每个车轴驱动机构对应一个车轴），为两个车轴驱动机构供电的磷酸铁锂电池，和高压箱；每个车轴驱动机构包括一台永磁交流牵引电机，永磁交流牵引电机配置有牵引变频器，永磁交流牵引电机经传动轴与车轴齿轮箱连接；磷酸铁锂电池经高压箱分配后为两个车轴驱动机构内的牵引变频器提供直流电，直流电由两个牵引变频器逆变为电压和频率可调的三相交流电，并供给各自对应的永磁交流牵引电机，从而通过传动轴和车轴齿轮箱驱动车轴转动，带动整车运行；磷酸铁锂电池布置于两车轴之间的中部（也是车架的中部），高压箱也位于两车轴之间且紧挨磷酸铁锂电池；两个车轴驱动机构分别布置于两个车轴的外侧（车轴与车架端部之间），且两个车轴驱动机构呈以车架中心点为对称中心的中心对称布置。
进一步的，在四个车轮附近安装四个相互独立的带驻车制动功能的单元制动器。单元制动器是现有公知产品，它以压缩空气为动力源，通过机械放大机构将力量放大后，作用到车轮踏面上，产生制动力，使车辆减速或者停车，制动反应迅速、可靠性高，维护简单，还具有自动调节闸瓦间隙的功能。
本发明所述的两轴纯电动重型轨道车，电动牵引系统采用对称布置，结构设计合理，不仅可以使轨道车中部空间集中，用于磷酸铁锂电池的集中安装，而且两套电动牵引系统互为冗余，当一套系统出现故障时，另一套系统依然能够正常运行。采用的单元制动器相较于连杆传力机构，结构简单，安装方便，制动效率和可靠性更高，同时维护也简单。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为单元制动器的外形示意图。
图中：1－永磁交流牵引电机， 2－传动轴， 3－车轴齿轮箱， 4－轮对，5－牵引变频器， 6－高压箱， 7－磷酸铁锂电池， 8－单元制动器，9－车架。
具体实施方式
两轴纯电动重型轨道车，包括车架9，车架9上布置有电动牵引系统，电动牵引系统包括两个与两个车轴一一对应的车轴驱动机构（每个车轴驱动机构对应一个车轴），为两个车轴驱动机构供电的磷酸铁锂电池7，和高压箱6；每个车轴驱动机构包括一台永磁交流牵引电机1，永磁交流牵引电机1配置有牵引变频器5，永磁交流牵引电机1经传动轴2与车轴齿轮箱3连接；磷酸铁锂电池7经高压箱6分配后为两个车轴驱动机构内的牵引变频器5提供直流电，直流电由两个牵引变频器5逆变为电压和频率可调的三相交流电，并供给各自对应的永磁交流牵引电机1，从而通过传动轴2和车轴齿轮箱3驱动车轴转动，带动整车运行；磷酸铁锂电池7布置于两车轴之间的中部（也是车架的中部），高压箱6也位于两车轴之间且紧挨磷酸铁锂电池7；两个车轴驱动机构分别布置于两个车轴的外侧（车轴与车架端部之间），且两个车轴驱动机构呈以车架9中心点为对称中心的中心对称布置。在四个车轮附近安装四个相互独立的带驻车制动功能的单元制动器8。
如图1、图2所示，车架中部为磷酸铁锂电池组，高压箱紧挨锂电池组，牵引变频器、永磁交流牵引电机、传动轴、车轴齿轮箱、轮对等部件为两套双端对称布置。由于磷酸铁锂电池之间需要串联，所以集中布置于车架中部，两个车轴齿轮箱输入端为背对背布置。所有以上电气部件由导线进行连接，磷酸铁锂电池之间串联为电池组，共同为高压箱供电，高压箱通过内部铜排、继电器等将直流电分别提供给车架两端的牵引变频器，牵引变频器通过内部逆变电路将直流电逆变为电压和频率可调的三相交流电，并供给对应的永磁交流牵引电机，永磁交流牵引电机在三相交流电的作用下旋转，输出扭矩，通过传动轴传递，车轴齿轮箱减速，带动轮对转动。整个动力及传动系统的运行无大的噪音源且无任何污染物质的排放，实现了低噪音、零排放的目标。布置于车轮附近的四个独立单元制动器，取代了两轴重型轨道车常用的连杆传力机构，当其获得空气制动系统提供的高压风时，可快速伸出制动推杆，将闸瓦推至车轮踏面，产生摩擦制动力，从而使整车减速或刹停，高效可靠，维护简单。

Claims (3)

1.一种两轴纯电动重型轨道车，包括车架(9)，车架(9)上布置有电动牵引系统，其特征在于，电动牵引系统包括两个与两个车轴一一对应的车轴驱动机构，为两个车轴驱动机构供电的磷酸铁锂电池(7)，和高压箱(6)；每个车轴驱动机构包括一台永磁交流牵引电机(1)，永磁交流牵引电机(1)配置有牵引变频器(5)，永磁交流牵引电机(1)经传动轴(2)与车轴齿轮箱(3)连接；磷酸铁锂电池(7)经高压箱(6)分配后为两个车轴驱动机构内的牵引变频器(5)提供直流电；磷酸铁锂电池(7)布置于两车轴之间的中部，高压箱(6)也位于两车轴之间且紧挨磷酸铁锂电池(7)；两个车轴驱动机构分别布置于两个车轴的外侧，且两个车轴驱动机构呈以车架(9)中心点为对称中心的中心对称布置。
2.根据权利要求1所述的两轴纯电动重型轨道车，其特征在于，在四个车轮附近安装四个相互独立的带驻车制动功能的单元制动器(8)。
3.根据权利要求1或2所述的两轴纯电动重型轨道车，其特征在于，磷酸铁锂电池(7)集中布置于轨道车中部，且通过串联形成磷酸铁锂电池组。
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