CN202413794U - 动力系统及牵引动力车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种动力系统及牵引动力车，其中，动力系统包括动力装置，具有第一输出轴，用于输出扭矩；液力传动箱，具有第一输入轴和第二输出轴，两者之间通过变矩器连接；第二输出轴用于与车轴齿轮箱连接，以驱动与车轴齿轮箱连接的车轮；减速箱，具有输入端和输出端，两者之间通过离合器连接；输入端和所述第一输入轴连接，输出端和第二输出轴连接；本实用新型提供的动力系统，能够控制低速运行时动力的大小，可以实现无级变速，控制精度高。该牵引动力车，包括上述的动力系统，所述动力系统的第二输出轴与所述车轴齿轮箱连接，以驱动与所述车轴齿轮箱连接的车轮。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道交通技术，尤其涉及一种动力系统及牵引动力车。
背景技术
钢轨打磨列车是轨道列车的一种，它用于消除钢轨波磨、擦伤和剥离等钢轨损害，且能对新线钢轨进行预防性打磨，大幅度提高钢轨的利用率，延长钢轨的使用寿命，是现代铁路线路养护必不可少的设备之一。
目前国内外所生产的钢轨打磨列车最多有48个打磨头，均采用动力装置分散的结构，即列车有多节车上安装动力源，为列车提供动力牵引。
以SPENO公司生产的ATLAS 48打磨列车为例，整列车包括顺次连接的第一车、第二车和第三车，其中每节车上安装一辆具有16个打磨头的打磨小车。其中，第一车和第三车是动力车，且结构相同，动力车为列车提供区间运行和打磨作业运行的牵引动力。动力车的结构布置见图1，动力装置均采用液压驱动型式：柴油机1输出端通过分动箱(图未示出)驱动两个液压泵2工作，两个液压泵2分别通过液压管路与安装在转向架车轴齿轮箱3上的三个液压马达(图未示出)相连接，实现能量的传递。液压马达将液压能转换成机械能，通过车轴齿轮箱3，带动转向架上的轮对4旋转，进行驱动列车运行。
钢轨打磨列车有两种工作状态，一种是高速运行状态，也称为列车区间运行状态，用于将钢轨打磨列车开至待打磨的地点，或是返回车站。另一种是低速运行状态，也称为打磨作业运行状态，用于打磨钢轨。现有技术中，列车区间运行和打磨作业运行时的动力均由第一车和第二车上的动力装置提供。区间运行和打磨作业运行共用一套动力装置，在高速运行时对液压元器件磨损严重，大大降低了打磨作业时的恒速控制精度。
实用新型内容
本实用新型提供一种动力系统及牵引动力车，用于优化现有牵引动力车上的动力系统，提高打磨作业的恒速控制精度。
本实用新型提供了一种动力系统，其中，包括
动力装置，具有第一输出轴，用于输出扭矩；
液力传动箱，具有第一输入轴和第二输出轴，两者之间通过变矩器连接；所述第二输出轴用于与车轴齿轮箱连接，以驱动与所述车轴齿轮箱连接的车轮；
减速箱，具有输入端和输出端，两者之间通过离合器连接；所述输入端和所述第一输入轴连接，所述输出端和所述第二输出轴连接；当所述变矩器处于不充油状态时，所述离合器处于合齿状态，扭矩经由所述减速箱传递至所述第二输出轴；当所述变矩器处于充油状态时，所述离合器处于脱齿状态，扭矩经由所述第一输入轴传递至所述第二输出轴。
如上所述的动力系统，优选的是，
所述第一输入轴和所述减速箱的输入端之间还设置有分动箱，用于将所述第一输入轴上的动力减小等分为数股，且将其中一股传递至所述减速箱。
如上所述的动力系统，优选的是，
所述分动箱和所述输入端之间还顺次设置有液压泵、分流集流块和液压马达，用于平均所述分动箱输出的每股动力。
如上所述的动力系统，优选的是，
所述第一输出轴和第一输入轴之间通过第一万向轴连接，以传递扭矩。
如上所述的动力系统，优选的是，
所述输出端和所述第二输出轴之间通过第二万向轴连接，以传递扭矩。
如上所述的动力系统，优选的是，
所述动力装置为柴油机。
本实用新型还提供一种牵引动力车，至少包括车轴齿轮箱，其中，包括本实用新型所述的动力系统，所述动力系统的第二输出轴与所述车轴齿轮箱连接，以驱动与所述车轴齿轮箱连接的车轮。
如上所述的牵引动力车，优选的是，
所述动力系统的数量为两个，两个所述动力系统通过分动箱连接，所述分动箱具有第三输出轴和第四输出轴；
所述分动箱与其中一个所述动力系统的第一输入轴连接；
所述分动箱的第三输出轴和第四输出轴分别和两个所述动力系统的减速箱的输入端连接。
如上所述的牵引动力车，优选的是，
还包括分流集流块；
所述分动箱的第三输出轴和第四输出轴上各连接了一个液压泵，每个所述液压泵具有一个输出管，所述输出管与所述分流集流块连接，所述分流集流块具有四个输出口，每个输出口上连接一个液压马达，两个所述液压马达连接一个减速箱的输入端。
本实用新型提供的动力系统及牵引动力车，通过在液力传动箱中控制变矩器的充油状况和控制减速箱中离合器的脱齿或合齿状态来使动力系统具有两种动力传递模式，以使整个动力系统能够很方便的控制输出的动力的大小，且不易磨损液压元器件，整个动力系统结构紧凑，性能可靠。本实用新型提供的动力系统，可以实现无级变速，控制精度高。
附图说明
图1为现有技术中钢轨打磨列车上动力车的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的动力系统的原理示意图；
图3为本实用新型实施例二提供的动力系统的原理示意图；
图4a为本实用新型实施例三提供的牵引动力车的结构示意图；
图4b为图4a的俯视图；
图4c为图4a的原理图。
具体实施方式
参见图2，图2为本实用新型实施例一提供的动力系统的原理示意图。本实用新型实施例一提供一种动力系统，其包括动力装置5、液力传动箱6和减速箱7，动力装置5具有第一输出轴51，用于输出扭矩；液力传动箱6具有第一输入轴61和第二输出轴62，两者之间通过变矩器8连接；第二输出轴62用于与车轴齿轮箱10连接，以驱动与车轴齿轮箱10连接的车轮；减速箱7具有输入端71和输出端72，两者之间通过离合器9连接；输入端71和第一输入轴61连接，具体地可以通过万向轴或其它中间部件，输出端72和第二输出轴62连接；当变矩器8处于不充油状态时，离合器9处于合齿状态，扭矩经由减速箱7传递至第二输出轴62；当变矩器8处于充油状态时，离合器9处于脱齿状态，扭矩经由第一输入轴61传递至第二输出轴62。
液力传动箱和减速箱中分别设置了变矩器和离合器，变矩器的作用是控制液力传动箱的第一输入轴和第二输出轴之间动力传递通道的断开或闭合；离合器的作用是控制减速箱的输入端和输出端之间动力传递通道的断开或闭合。
参见图2，变矩器8和离合器9工作状态不同，即动力传递有两种情况。其中，第一种情况为低速运行状态：当变矩器8处于不充油状态时，离合器9处于合齿状态。此时动力传递过程为：动力装置5-液力传动箱6的第一输入轴61-减速箱7的输入端71-离合器9-减速箱7的输出端72-液力传动箱6的第二输出轴62-车轴齿轮箱10。此状态下，动力装置输出的动力经过了减速箱，转速会减小，车轴齿轮箱10接收到的转速也小，车轮转速慢。
第二种情况为高速运行状态：当变矩器8处于充油状态时，离合器9处于脱齿状态。此时动力传递过程为：动力装置5-液力传动箱6的第一输入轴61-变矩器8-液力传动箱6的第二输出轴62-车轴齿轮箱10。
由上述动力传递过程可以看出，两组传递状态下，车轴齿轮箱接收到的动力值一大一小，能够满足对动力需求有所变换的工况，比如钢轨打磨列车。在钢轨打磨列车高速运行时，可以采用第二种情况的动力传递模式，此时传递至车轴齿轮箱的动力大，车速快；而在需要打磨作业时，可以采用第一种情况的动力传递模式，此时传递至车轴齿轮箱的动力小，车速慢。
本实用新型实施例一提供的动力系统，具有两种动力传递模式，能够很方便的控制输出至车轴齿轮箱的动力的大小，且整个动力系统结构紧凑，性能可靠，且当其中传递模式出现故障时，能快速的把打磨列车移出作业现场。另外，两种动力传递模式之间能快速平稳的实现切换，且只需一个动力装置即能提供动力。
参见图3，图3为本实用新型实施例二提供的动力系统的原理示意图。本实用新型实施例二在实施例一的技术方案基础之上，进一步地，第一输入轴61和减速箱7的输入端之间还设置有分动箱11，用于将第一输入轴61上的动力减小等分为数股，且将其中一股传递至减速箱7。
实际应用中，减速箱的减速比例有限，设置分动箱后，分动箱将液力传动箱上第一输入轴上的动力等分为几股，然后输出至减速箱，从而可以进一步减小减速箱输出的动力值。
为了使分动箱分出的动力输出的各股动力值相同，可选的，分动箱7和输入端71之间还顺次设置有液压泵12、分流集流块13和液压马达14，用于平均分动箱11输出的每股动力。实际应用中，分动箱输出的各股动力可能会传递至不同的减速箱，各个减速箱再将动力进一步地减小后输至需要的设备，比如车轴齿轮箱，而在同一个设备上，要求各股车轴齿轮箱接收到的动力值相同，以使设备稳定运行。
参见图3，具体地，第一输出轴51和第一输入轴61之间通过第一万向轴15连接，以传递扭矩。
同理，输出端72和第二输出轴62之间可通过第二万向轴16连接，以传递扭矩。
本实施例中，动力装置5可为柴油机。
本实用新型实施例二提供的动力系统，能够输出两种不同的动力值，且在上述第一种情况下，分动箱输出的各股动力均衡，使得设备运行更加平稳。
参见图4a和图4b，图4a为本实用新型实施例三提供的牵引动力车的结构示意图，图4b为图4a的俯视图。本实用新型实施例三提供一种牵引动力车，至少包括车轴齿轮箱，其中还包括本实用新型实施例所述的动力系统，动力系统的第二输出轴62与车轴齿轮箱10连接，以驱动与车轴齿轮箱10连接的车轮17。
此处，以牵引动力车应用在钢轨打磨列车上为例，但不仅限于此，本实用新型的牵引动力车车由1节车组成，牵引动力车上挂着安装有具有96个打磨头的打磨列车，牵引动力车能够为钢轨打磨列车提供区间运行和打磨作业运行的动力。
由于动力系统具有两种动力传递模式，能够很方便的控制输出至车轴齿轮箱的动力的大小，牵引动力车能够方便实现高速运行和低速运行的切换，且整个动力系统结构紧凑，性能可靠。
进一步地，动力系统的数量为两个，两个动力系统通过分动箱11连接，分动箱11具有第三输出轴和第四输出轴；分动箱与其中一个动力系统的第一输入轴61连接；分动箱11的第三输出轴和第四输出轴分别和两个动力系统的减速箱7的输入端71连接。
将两个动力系统只使用了一套液力传动箱，一是节约了设备数量，使得整个牵引动力车的结构更加紧凑。二是，在需要的情况下，可以只使用其中一个动力系统的动力装置。三是，两种牵引运行模式互不干涉，可快速平稳的实现两种工况的切换。当列车在区间高速运行时，通过控制减速箱内的离合器处于脱齿状态来保证减速箱不工作；当列车在打磨作业运行时，通过控制液力传动箱的变矩器不充油来保证液力传递箱的第一输入轴不向第二输出轴输送动力。
为了保证分动箱分至各个液力传动箱的第二输出轴动力相等，优选是牵引动力车还包括分流集流块13；分动箱11的第三输出轴和第四输出轴上各连接了一个液压泵12，每个液压泵12具有一个输出管(图未示出)，输出管与分流集流块13连接，分流集流块13具有四个输出口，每个输出口上连接一个液压马达14，两个液压马达14连接一个减速箱7的输入端。实际应用中，可以根据实际需要设定分流集流块13的数量，此处以设置两个示意。
参见图4a、图4b和图4c，图4c中的箭头示意了油液的流向，整个油路是循环的。下面介绍牵引动力车低速运行和高速运行时动力传递过程，下文中的上、下、左和右等方位，是以图4a所示的方向作为参照的。需要说明的是，凡是轴和轴之间需要传递扭矩的情况，都可以采用万向轴连接，此处不一一标出万向轴的位置。
参见图4a，在列车高速运行，使用左侧液力动力系统牵引，左侧柴油机通过弹性联轴器19、万向轴把扭矩传递到左侧的液力传动箱6的第一输入轴61，通过液力传动箱内部的变矩器，把扭矩传递到液力传动箱6的第二输出轴62，再通过万向轴把扭矩传递到安装在左侧转向架上的车轴齿轮箱10上，车轴齿轮箱10驱动左侧转向架车轮17旋转，从而驱动列车运行。
此时，液力传动箱内的变矩器处于充油状态，变矩器的换向手柄处于前进/后退位。减速箱内的离合器处于脱齿状态，减速箱的输出端空转。
可以理解的是，当使用右侧动力系统牵引时，工作原理与使用左侧动力系统牵引时相同。当同时使用左侧和右侧的动力系统牵引时，两个柴油机同时传递牵引力，驱动牵引车的两个转向架上的车轴齿轮箱旋转，牵引车的运行速度更快。以钢轨打磨列车为例，运行速度最高可达100km/h，提高了打磨列车运行速度和工作效率。两套牵引系统一用一备，当一套系统出现故障时，可避免占道或需要救援牵引，提高打磨列车在线路运用的安全性。当打磨列车大坡道运行且动力不够时，可使用两套系统同时牵引。
参见图4a或图4c，在列车恒低速运行时，此时单独使用右侧柴油机。右侧柴油机通过万向轴将扭矩传递到液力传动箱6的第一输入轴61，再通过万向轴将扭矩传递给分动箱11，分动箱11具有第三输出轴和第四输出轴，每根输出轴驱动一个液压泵12，两个液压泵12旋转把高压油汇流到分流集流块13，通过分流集流块13再分配给四个液压马达14，每两个液压马达14驱动一个减速箱7，一个减速箱7连接一个液力传动箱6的第二输出轴。扭矩经减速箱7的输出端传输至液力传动箱6的第二输出轴，依次传递到安装在转向架的数个车轴齿轮箱10上，每个车轴齿轮箱10驱动一组转向架轮对旋转，从而驱动列车运行。此时，减速箱7内的离合器处于合齿状态，且液力传动箱6内的变矩器不充油。
本实用新型实施例三提供的牵引动力车，在一节动力车上同时具备两种牵引模式，既能传递大功率的高速运行牵引力，也能提供恒低速的打磨作业运行牵引力，同时这两种模式互不干涉。另外，使用双模式牵引也延长了动力车的使用寿命。可以理解的是，本实用新型实施例提供的牵引动力车上面没有安装打磨小车，不仅能为钢轨打磨列车提供动力，还可适用于其他需要不同时速控制的工况，扩大了牵引动力车的使用范围和使用寿命。另外，牵引动力车结构紧凑，便于检修与维护。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种动力系统，其特征在于，包括
动力装置，具有第一输出轴，用于输出扭矩；
液力传动箱，具有第一输入轴和第二输出轴，两者之间通过变矩器连接；所述第二输出轴用于与车轴齿轮箱连接，以驱动与所述车轴齿轮箱连接的车轮；
减速箱，具有输入端和输出端，两者之间通过离合器连接；所述输入端和所述第一输入轴连接，所述输出端和所述第二输出轴连接；当所述变矩器处于不充油状态时，所述离合器处于合齿状态，扭矩经由所述减速箱传递至所述第二输出轴；当所述变矩器处于充油状态时，所述离合器处于脱齿状态，扭矩经由所述第一输入轴传递至所述第二输出轴。
2.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，
所述第一输入轴和所述减速箱的输入端之间还设置有分动箱，用于将所述第一输入轴上的动力减小等分为数股，且将其中一股传递至所述减速箱。
3.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，
所述分动箱和所述输入端之间还顺次设置有液压泵、分流集流块和液压马达，用于平均所述分动箱输出的每股动力。
4.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，
所述第一输出轴和第一输入轴之间通过第一万向轴连接，以传递扭矩。
5.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，
所述输出端和所述第二输出轴之间通过第二万向轴连接，以传递扭矩。
6.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，
所述动力装置为柴油机。
7.一种牵引动力车，至少包括车轴齿轮箱，其特征在于，包括权利要求1、4、5或6所述的动力系统，所述动力系统的第二输出轴与所述车轴齿轮箱连接，以驱动与所述车轴齿轮箱连接的车轮。
8.根据权利要求7所述的牵引动力车，其特征在于，
所述动力系统的数量为两个，两个所述动力系统通过分动箱连接，所述分动箱具有第三输出轴和第四输出轴；
所述分动箱与其中一个所述动力系统的第一输入轴连接；
所述分动箱的第三输出轴和第四输出轴分别和两个所述动力系统的减速箱的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的牵引动力车，其特征在于，
还包括分流集流块；
所述分动箱的第三输出轴和第四输出轴上各连接了一个液压泵，每个所述液压泵具有一个输出管，所述输出管与所述分流集流块连接，所述分流集流块具有四个输出口，每个输出口上连接一个液压马达，两个所述液压马达连接一个减速箱的输入端。
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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