用于煤礦四驅(qū)車輛的智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明屬煤礦井下無軌輔助運(yùn)輸設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于煤礦四驅(qū)車輛的智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有軸間扭矩分配方式使得車輛實(shí)際應(yīng)用油耗增加、無法與其它控制系統(tǒng)協(xié)同工作、成本高、可靠性性差和自動(dòng)控制程度低等問題。其包括扭矩分配裝置、防爆電磁閥、壓力傳感器、TCS控制單元以及輪速傳感器，扭矩分配裝置為具有濕式制動(dòng)功能的行星齒輪式軸間扭矩分配裝置。所述方法集四輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)、扭矩分配技術(shù)、軸間差速器和行星齒輪控制策略于一身。本發(fā)明成本低、效果好，最大限度地利用地面所能提供的牽引力，提高了整車加速性、穩(wěn)定性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】
用于煤礦四驅(qū)車輛的智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬煤礦井下無軌輔助運(yùn)輸設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于煤礦四驅(qū)車輛的智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下車輛通常在巷道路面崎嶇不平，多粉塵和煤泥，常有積水，并含有瓦斯的狹小空間內(nèi)作業(yè)，井下車輛行駛的巷道一般坡道起伏較大，幾公里之內(nèi)多次需要上、下坡道，因此對(duì)車輛的轉(zhuǎn)彎半徑、附著能力和通過能力等有著嚴(yán)格要求，為了改善牽引附著能力和通過能力，提高整車的動(dòng)力性，降低燃油消耗率，增強(qiáng)適用性，幾乎毫無例外地采用了雙橋驅(qū)動(dòng)。若該類車輛不安裝“脫開”某一驅(qū)動(dòng)橋的機(jī)構(gòu)或無橋間差速器，將加速了車輛輪胎磨損，從而使功率損失和油耗增加，同時(shí)也增大了傳動(dòng)系負(fù)荷，降低了傳動(dòng)系壽命。
[0003]煤礦井下輔助運(yùn)輸車輛通常采用在分動(dòng)箱(或變速箱)通往某個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)路線上加裝超越離合器、安裝軸間差速器及安裝“脫橋”結(jié)構(gòu)等扭矩分配裝置，實(shí)現(xiàn)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩、軸間扭矩分配裝置向前后輪的力矩分配、前軸輪間扭矩分配裝置向左右輪的力矩分配，后軸輪間扭矩分配裝置向左右輪的力矩分配的控制策略，但其無法兼顧車輛轉(zhuǎn)彎、左右兩輪氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩側(cè)車輪上的負(fù)荷不一致使得車輪的滾動(dòng)半徑不相等，左、右兩輪接觸的路面條件不同和行使阻力不等使得各傳動(dòng)軸之間出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差等因素，使得車輛實(shí)際應(yīng)用油耗增加、無法與其它控制系統(tǒng)協(xié)同工作、成本高、可靠性性差和自動(dòng)控制程度低等問題，使用效果差強(qiáng)人意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有軸間扭矩分配方式使得車輛實(shí)際應(yīng)用油耗增加、無法與其它控制系統(tǒng)協(xié)同工作、成本高、可靠性性差和自動(dòng)控制程度低等問題，提供了一種用于煤礦四驅(qū)車輛的智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)及方法。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):用于煤礦四驅(qū)車輛智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)，包括扭矩分配裝置、防爆電磁閥、壓力傳感器、TCS控制單元以及輪速傳感器，
扭矩分配裝置布置于前傳動(dòng)軸之后，前傳動(dòng)軸之前連接變速箱，變速箱連接發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)前置，所述的扭矩分配裝置為具有濕式制動(dòng)功能的行星齒輪式軸間扭矩分配裝置，右端通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)后輪，左端通過齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)前輪，濕式電磁制動(dòng)器機(jī)構(gòu)采用防爆電磁鐵控制，
防爆電磁閥的出油口、前后橋的油路與壓力傳感器的連接，壓力傳感器又連接TCS控制單元，
輪速傳感器包括裝于后車橋上的兩個(gè)四通道輪速傳感器和裝于前車輪上的兩個(gè)三通道輪速傳感器，輪速傳感器與TCS控制單元連接。
[0006]扭矩分配裝置包括前輸入軸、行星齒輪機(jī)構(gòu)、后輸出軸、前輸出軸、電磁制動(dòng)器機(jī)構(gòu)，行星齒輪機(jī)構(gòu)采用齒圈固定式，動(dòng)力從太陽輪輸入，由行星齒輪輸出，行星齒輪分別與太陽輪和齒輪固定架嚙合，太陽固定于前輸出軸上，行星齒輪的齒輪軸連接惰輪，惰輪與輸出輪、輸入輪嚙合，輸出輪連接前輸出軸，前輸入軸與后輸出軸通過滾針軸承與輸入輪連接在一起。
[0007]所述的電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)采用閉式油冷卻濕式制動(dòng)，包括浸在循環(huán)油液中的對(duì)偶片和摩擦片，摩擦片與動(dòng)殼通過花鍵與后輸出軸連接在一起，對(duì)偶片與中間殼體用花鍵連接，中間殼體用螺栓與前端蓋及后端蓋相固定，電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)還包括大活塞和小活塞，小活塞設(shè)置于大活塞和中間殼體之間，大活塞和后端蓋之間設(shè)置電磁鐵。
[0008]所述的防爆電磁閥為O型三位三通防爆電磁閥。
[0009]用于煤礦四驅(qū)車輛智能電子式軸間扭矩分配控制方法，其步驟如下:
在車輛行駛過程中，使用防爆電磁閥總成控制系統(tǒng)油壓:車輛正常制動(dòng)時(shí)，防爆電磁閥不通電，扭矩分配裝置不起作用，從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到前后橋的扭矩不相等；
車輛起步或加速時(shí)驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)需要制動(dòng)時(shí)，壓力傳感器檢測(cè)到來自輪速傳感器的信號(hào)，車速傳感器將行駛汽車驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速及非驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并將此信號(hào)輸送給電子控制單元，
電子控制單元根據(jù)車速傳感器的信號(hào)計(jì)算驅(qū)動(dòng)車輪的滑移率，若滑移率超限，控制器再綜合考慮各種因素確定控制方式，輸出控制信號(hào)，控制防爆電磁閥使其通電，防爆電磁閥換至上位，蓄能器中的壓力油流入扭矩分配裝置中，制動(dòng)壓力升高，使相應(yīng)的執(zhí)行器動(dòng)作，通過控制制動(dòng)器使其接合，重新分配扭矩使前后扭矩分配比適時(shí)變化，使驅(qū)動(dòng)車輪的滑移率控制在目標(biāo)范圍之內(nèi)；當(dāng)防爆電磁閥處于半通電的狀態(tài)時(shí)，閥在中位制動(dòng)活塞保持原位不動(dòng)，制動(dòng)壓力保持不變，前后橋輸出扭矩的分配比保持合適的狀態(tài)不變;防爆電磁閥斷電閥處于左位時(shí)，制動(dòng)壓力下降，通過重新分配扭矩時(shí)控制單元可通過控制制動(dòng)器使其接合，使前后扭矩分配比適時(shí)變化，通過智能電子式軸間扭矩分配系統(tǒng)，將變速箱輸出的動(dòng)力均勻分配到前后軸，同時(shí)吸收前后驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速差，當(dāng)前后車輪間發(fā)生轉(zhuǎn)速差時(shí)，按照轉(zhuǎn)速差控制油壓多盤制動(dòng)器的結(jié)合力，從而控制前后輪的轉(zhuǎn)矩分配，適應(yīng)車輛的行駛狀態(tài)把驅(qū)動(dòng)扭矩分配到前后車輪上去。
[0010]在正常行駛狀態(tài)下，扭矩分配控制裝置沒有任何作用，內(nèi)部的電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)處于松開狀態(tài)，從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到前后橋的扭矩不相等。當(dāng)有需要的時(shí)候，車輛扭矩分配控制系統(tǒng)在TCS控制單元的判斷下被通電，此時(shí)電液制動(dòng)器會(huì)被壓緊，齒輪傳動(dòng)中的輸入輪開始旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)連接到的前輸出軸也就開始旋轉(zhuǎn)，前軸也就有了驅(qū)動(dòng)扭矩，從而切換到分時(shí)四驅(qū)模式。根據(jù)軸間扭矩分配裝置上的限滑裝置工作狀態(tài)，前后車輪動(dòng)載荷比例大小確定前后橋輸出扭矩的分配比，由于電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)被通電壓緊的程度不同，前軸得到的驅(qū)動(dòng)扭矩可以從發(fā)動(dòng)機(jī)總輸出扭矩的O % —50 %之間隨意調(diào)整。前軸扭矩達(dá)到50%最大值時(shí)就是多片電控制動(dòng)器完全鎖緊，前后軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)前后軸擁有相同的扭矩。當(dāng)需要重新分配扭矩時(shí)控制單元可通過控制電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)使其接合，使前后扭矩分配比適時(shí)變化。
[0011]本發(fā)明所述的于煤礦四驅(qū)車輛的智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)，充分有效地利用各車輪的地面附著條件，充分發(fā)揮出車輛的動(dòng)力性，根據(jù)前后軸的軸荷大小確定出向前后橋輸出扭矩的分配比。通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩、軸間扭矩分配裝置和制動(dòng)器制動(dòng)實(shí)現(xiàn)前后輪的力矩分配和各車輪之間的力矩調(diào)整，精確控制智能分動(dòng)器向四輪傳遞出大小可控的扭矩，提高整車加速性、穩(wěn)定性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0012]本發(fā)明是一種車輛牽引力控制采取的重要的扭矩控制方法，它集四輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)、扭矩分配技術(shù)、軸間差速器和行星齒輪控制策略于一身，能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速差，解決目前煤礦井下車輛急轉(zhuǎn)彎制動(dòng)和前后輪干涉問題，成本低、效果好，最大限度地利用地面所能提供的牽引力，提高車輛的起步加速性能、轉(zhuǎn)向性能和通過性能。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)原理圖，
圖2為本發(fā)明的控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，
圖中:1、發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，2、變速器，3、壓力管路，4、扭矩分配裝置，5、防爆電磁閥，6、壓力傳感器，7、TCS控制單元，8、車輪速度傳感器I，9、車輪速度傳感器Π，1、后輸出法蘭，11、擋蓋，12、后端蓋，13、中間殼體，14、齒圈固定架，15、前輸入軸，16、壓盤，17、防爆電磁鐵，18、大活塞，19、制動(dòng)器油腔I，20、制動(dòng)器油腔Π，21、小活塞，22、對(duì)偶片，23、摩擦片，24、惰輪，25、太陽輪，26、行星齒輪，27、齒圈，28、前端蓋，29、前輸出軸，30、前輸出法蘭，31、行星齒輪機(jī)，32、后輸出軸，33、輸入輪，34、輸出輪，35、電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)，36、動(dòng)殼。
【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明。
[0015]本發(fā)明涉及的一種用于煤礦四驅(qū)車輛的智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)可以應(yīng)用于前置發(fā)動(dòng)機(jī)的四輪驅(qū)動(dòng)礦用車輛上充分有效地利用各車輪的地面附著條件，充分發(fā)揮出車輛的動(dòng)力性，根據(jù)前后軸的軸荷大小確定出向前后橋輸出扭矩的分配比。根據(jù)車輪打滑或轉(zhuǎn)向信息，精確控制智能扭矩分配控制系統(tǒng)向四輪傳遞出大小可控的扭矩，提高整車加速性、穩(wěn)定性和燃油經(jīng)濟(jì)性。車輛在正常行駛時(shí)主要靠后輪驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)I前置，變速箱2后聯(lián)接前軸3，前傳動(dòng)軸3之后布置軸間扭矩分配控制裝置4。在車輛行駛過程中，使用防爆電磁閥總成5控制系統(tǒng)油壓:車輛正常制動(dòng)時(shí)，防爆電磁閥5不通電，扭矩分配裝置不起作用，從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到前后橋的扭矩不相等;車輛起步或加速時(shí)驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)需要制動(dòng)時(shí)，壓力傳感器6檢測(cè)到來自輪速傳感器8、9的信號(hào)，車速傳感器將行駛汽車驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速及非驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并將此信號(hào)輸送給電子控制單元7，電子控制單元7根據(jù)車速傳感器的信號(hào)計(jì)算驅(qū)動(dòng)車輪的滑移率，若滑移率超限，控制器再綜合考慮各種因素確定控制方式，輸出控制信號(hào)，控制防爆電磁閥5使其通電，閥換至上位，蓄能器中的壓力油流入控制裝置4中，制動(dòng)壓力升高，使相應(yīng)的執(zhí)行器動(dòng)作，通過控制制動(dòng)器使其接合，重新分配扭矩使前后扭矩分配比適時(shí)變化。使驅(qū)動(dòng)車輪的滑移率控制在目標(biāo)范圍之內(nèi)；當(dāng)防爆電磁閥5處于半通電的狀態(tài)時(shí)，閥在中位制動(dòng)活塞保持原位不動(dòng)，制動(dòng)壓力保持不變，前后橋輸出扭矩的分配比保持合適的狀態(tài)不變；防爆電磁閥5斷電閥處于左位時(shí)，制動(dòng)壓力下降，通過重新分配扭矩時(shí)控制單元可通過控制制動(dòng)器使其接合，使前后扭矩分配比適時(shí)變化。通過智能電子式軸間扭矩分配系統(tǒng)，將變速箱輸出的動(dòng)力均勻分配到前后軸，同時(shí)吸收前后驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速差。當(dāng)前后車輪間發(fā)生轉(zhuǎn)速差時(shí)，按照轉(zhuǎn)速差控制油壓多盤制動(dòng)器的結(jié)合力，從而控制前后輪的轉(zhuǎn)矩分配。時(shí)適應(yīng)車輛的行駛狀態(tài)把驅(qū)動(dòng)扭矩分配到前后車輪上去。
[0016]軸間扭矩分配控制裝置4其特征在于控制裝置4中布置一個(gè)具有濕式制動(dòng)功能的行星齒輪式軸間扭矩分配裝置，行星齒輪機(jī)構(gòu)31可以進(jìn)行降速增扭，將變速箱輸入的扭矩放大。濕式電磁制動(dòng)器機(jī)構(gòu)35采用防爆電磁鐵17控制，右端通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)后輪，左端通過齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)前輪。控制裝置4由3部分殼體組成:前端蓋28、中間殼體13、后端蓋12。輸入端有5個(gè)聯(lián)接螺柱、止口定位、一個(gè)圓周定位銷，和變速箱采用花鍵連接;前后輸出采用法蘭結(jié)構(gòu)，用大螺母鎖緊，法蘭采用雙唇口油封密封。控制裝置4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由以下幾部分組成:前輸入軸15、行星齒輪機(jī)構(gòu)31、后輸出軸32、前輸出軸29、惰輪24、輸入輪33、輸出輪34、電磁制動(dòng)器機(jī)構(gòu)35等組成。這種集成了行駐車功能和行星減速增扭功能的軸間扭矩分配控制裝置結(jié)構(gòu)緊湊，扭矩容量大，適時(shí)四驅(qū)分動(dòng)解決方案，在輔助運(yùn)輸大巷及路面行駛時(shí)保持后驅(qū)，在停車時(shí)，傳遞給前輪扭力非常低或?yàn)榱?，提高了操作的便利和舒適性。在制動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，短時(shí)間內(nèi)迅速切斷前輪動(dòng)力傳遞，確保剎車時(shí)整車的穩(wěn)定性。加速時(shí)，在四個(gè)輪上實(shí)現(xiàn)最大的牽引力，加速性更好。在濕滑路面上時(shí)，與其他安全系統(tǒng)通訊，實(shí)現(xiàn)最佳的牽引力和安全性能。各種制動(dòng)、減速功能齊全，特別符合煤礦井下車輛的使用條件。
[0017]行星減速器31采用齒圈固定式，動(dòng)力從內(nèi)側(cè)的太陽輪25輸入，由行星齒輪26輸出，太陽輪25通過花鍵安裝在前輸入軸15的中間并定位，前輸入軸15與后輸出軸32通過滾針軸承與輸入輪33連接在一起。行星齒輪26分別與太陽輪25和齒圈27嚙合。齒圈固定架14和前端蓋28用螺釘固定在一起，從變速箱2和前輸入軸15傳過來的力矩經(jīng)太陽輪25、行星齒輪26傳到輸入輪33上按照設(shè)計(jì)的控制策略進(jìn)行分配并傳遞到前后橋。
[0018]電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)35采用閉式油冷卻濕式制動(dòng)，剎車片(對(duì)偶片23，摩擦片22)浸在循環(huán)油液里，制動(dòng)器的熱量通過油液進(jìn)行冷卻，使用壽命長(zhǎng)，免維護(hù)。制動(dòng)器35內(nèi)有兩組活塞，其中一組小活塞21采用電制動(dòng)和液壓釋放工作方式實(shí)現(xiàn)車輛駐車制動(dòng)和緊急制動(dòng)，摩擦片22與動(dòng)殼36通過花鍵與后輸出軸32連接一起轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)偶片23與與中間殼體13用花鍵連接，而中間殼體13用螺栓與前端蓋28及后端蓋12相固定。小活塞21在防爆電磁鐵17作用下向右運(yùn)動(dòng)壓緊剎車片產(chǎn)生制動(dòng)力矩，解除制動(dòng)時(shí)，壓力油經(jīng)腳踏制動(dòng)閥進(jìn)入制動(dòng)器油腔Π20，推動(dòng)小活塞21向左運(yùn)動(dòng)，使制動(dòng)器松閘；另一組大活塞18采用液壓制動(dòng)和電釋放工作方式實(shí)現(xiàn)車輛行車制動(dòng)及力矩控制，壓力油經(jīng)腳踏制動(dòng)閥進(jìn)入制動(dòng)器油腔119，大活塞18在壓力油的作用下向右運(yùn)動(dòng)壓緊剎車片產(chǎn)生制動(dòng)力矩，解除制動(dòng)時(shí)，腳踏制動(dòng)閥動(dòng)作切斷壓力油，大活塞18在防爆電磁鐵17的作用下向左運(yùn)動(dòng)返回，使制動(dòng)器松閘。濕式制動(dòng)器兩套功能共用一套防爆電磁鐵17和剎車片(對(duì)偶片23，摩擦片22)，剎車片22、23在油腔內(nèi)接合，該制動(dòng)器右端通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)后輪，左端通過齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)前輪。
[0019]在正常行駛狀態(tài)下，扭矩分配控制裝置4沒有任何作用，內(nèi)部的電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)35處于松開狀態(tài)，從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到前后橋的扭矩不相等。當(dāng)有需要的時(shí)候，車輛扭矩分配控制系統(tǒng)在TCS控制單元的判斷下被通電，此時(shí)電液制動(dòng)器會(huì)被壓緊，齒輪傳動(dòng)中的輸入輪33開始旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)連接到的前輸出軸29也就開始旋轉(zhuǎn)，前軸也就有了驅(qū)動(dòng)扭矩，從而切換到分時(shí)四驅(qū)模式。根據(jù)軸間扭矩分配裝置上的限滑裝置工作狀態(tài)，前后車輪動(dòng)載荷比例大小確定前后橋輸出扭矩的分配比，由于多片電控制動(dòng)器35被通電壓緊的程度不同，前軸得到的驅(qū)動(dòng)扭矩可以從發(fā)動(dòng)機(jī)總輸出扭矩的O % —50 %之間隨意調(diào)整。前軸扭矩達(dá)到50%最大值時(shí)就是多片電控制動(dòng)器35完全鎖緊，前后軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)前后軸擁有相同的扭矩。當(dāng)需要重新分配扭矩時(shí)控制單元可通過控制制動(dòng)器使其接合，使前后扭矩分配比適時(shí)變化。
[0020]所采取的控制策略滿足以下七種重要工況下的控制目標(biāo):
1、車輛起步時(shí)，前后輪扭矩分配比例為50:50;
2、車輛正常行駛時(shí)，前后輪扭矩分配比例為O: 100;
3、車輛加速時(shí)，前后輪扭矩分配比例從O: 100變化為50:50;
4、車輛在光滑路面轉(zhuǎn)彎時(shí)，前后輪扭矩分配比例從0:100變化為50:50;
5、車輛在干燥路面轉(zhuǎn)彎時(shí)，前后輪扭矩分配比例從0:100變化為50:50;
6、車輛制動(dòng)時(shí)，前后輪扭矩分配比例從0:100變化為50:50;
7、車輛加速爬坡時(shí)，前后輪扭矩分配比例為50:50。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于煤礦四驅(qū)車輛智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)，其特征在于包括扭矩分配裝置、防爆電磁閥、壓力傳感器、TCS控制單元以及輪速傳感器， 扭矩分配裝置布置于前傳動(dòng)軸之后，前傳動(dòng)軸之前連接變速箱，變速箱連接發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)前置，所述的扭矩分配裝置為具有濕式制動(dòng)功能的行星齒輪式軸間扭矩分配裝置，右端通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)后輪，左端通過齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)前輪，濕式電磁制動(dòng)器機(jī)構(gòu)采用防爆電磁鐵控制， 防爆電磁閥的出油口、前后橋的油路與壓力傳感器的連接，壓力傳感器又連接TCS控制單元， 輪速傳感器包括裝于后車橋上的兩個(gè)四通道輪速傳感器和裝于前車輪上的兩個(gè)三通道輪速傳感器，輪速傳感器與TCS控制單元連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤礦四驅(qū)車輛智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)，其特征在于扭矩分配裝置包括前輸入軸、行星齒輪機(jī)構(gòu)、后輸出軸、前輸出軸、電磁制動(dòng)器機(jī)構(gòu)，行星齒輪機(jī)構(gòu)采用齒圈固定式，動(dòng)力從太陽輪輸入，由行星齒輪輸出，行星齒輪分別與太陽輪和齒輪固定架嚙合，太陽固定于前輸出軸上，行星齒輪的齒輪軸連接惰輪，惰輪與輸出輪、輸入輪嚙合，輸出輪連接前輸出軸，前輸入軸與后輸出軸通過滾針軸承與輸入輪連接在一起。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于煤礦四驅(qū)車輛智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)，其特征在于所述的電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)采用閉式油冷卻濕式制動(dòng)，包括浸在循環(huán)油液中的對(duì)偶片和摩擦片，摩擦片與動(dòng)殼通過花鍵與后輸出軸連接在一起，對(duì)偶片與中間殼體用花鍵連接，中間殼體用螺栓與前端蓋及后端蓋相固定，電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)還包括大活塞和小活塞，小活塞設(shè)置于大活塞和中間殼體之間，大活塞和后端蓋之間設(shè)置電磁鐵。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于煤礦四驅(qū)車輛智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)，其特征在于所述的防爆電磁閥為O型三位三通防爆電磁閥。5.—種用于煤礦四驅(qū)車輛智能電子式軸間扭矩分配控制方法，基于如權(quán)利要求4所述的用于煤礦四驅(qū)車輛智能電子式軸間扭矩分配控制系統(tǒng)完成，其步驟如下: 在車輛行駛過程中，使用防爆電磁閥總成控制系統(tǒng)油壓:車輛正常制動(dòng)時(shí)，防爆電磁閥不通電，扭矩分配裝置不起作用，從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到前后橋的扭矩不相等； 車輛起步或加速時(shí)驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)需要制動(dòng)時(shí)，壓力傳感器檢測(cè)到來自輪速傳感器的信號(hào)，車速傳感器將行駛汽車驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速及非驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并將此信號(hào)輸送給電子控制單元， 電子控制單元根據(jù)車速傳感器的信號(hào)計(jì)算驅(qū)動(dòng)車輪的滑移率，若滑移率超限，控制器再綜合考慮各種因素確定控制方式，輸出控制信號(hào)，控制防爆電磁閥使其通電，防爆電磁閥換至上位，蓄能器中的壓力油流入扭矩分配裝置中，制動(dòng)壓力升高，使相應(yīng)的執(zhí)行器動(dòng)作，通過控制制動(dòng)器使其接合，重新分配扭矩使前后扭矩分配比適時(shí)變化，使驅(qū)動(dòng)車輪的滑移率控制在目標(biāo)范圍之內(nèi)；當(dāng)防爆電磁閥處于半通電的狀態(tài)時(shí)，閥在中位制動(dòng)活塞保持原位不動(dòng)，制動(dòng)壓力保持不變，前后橋輸出扭矩的分配比保持合適的狀態(tài)不變;防爆電磁閥5斷電閥處于左位時(shí)，制動(dòng)壓力下降，通過重新分配扭矩時(shí)控制單元可通過控制制動(dòng)器使其接合，使前后扭矩分配比適時(shí)變化，通過智能電子式軸間扭矩分配系統(tǒng)，將變速箱輸出的動(dòng)力均勻分配到前后軸，同時(shí)吸收前后驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速差，當(dāng)前后車輪間發(fā)生轉(zhuǎn)速差時(shí)，按照轉(zhuǎn)速差控制油壓多盤制動(dòng)器的結(jié)合力，從而控制前后輪的轉(zhuǎn)矩分配，適應(yīng)車輛的行駛狀態(tài)把驅(qū)動(dòng)扭矩分配到前后車輪上去， 在正常行駛狀態(tài)下，扭矩分配控制裝置沒有任何作用，內(nèi)部的電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)處于松開狀態(tài)，從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到前后橋的扭矩不相等， 當(dāng)有需要的時(shí)候，車輛扭矩分配控制系統(tǒng)在TCS控制單元的判斷下被通電，此時(shí)電液制動(dòng)器會(huì)被壓緊，齒輪傳動(dòng)中的輸入輪開始旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)連接到的前輸出軸也就開始旋轉(zhuǎn)，前軸也就有了驅(qū)動(dòng)扭矩，從而切換到分時(shí)四驅(qū)模式， 根據(jù)軸間扭矩分配裝置上的限滑裝置工作狀態(tài)，前后車輪動(dòng)載荷比例大小確定前后橋輸出扭矩的分配比，由于電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)被通電壓緊的程度不同，前軸得到的驅(qū)動(dòng)扭矩可以從發(fā)動(dòng)機(jī)總輸出扭矩的O % —50 %之間隨意調(diào)整， 前軸扭矩達(dá)到50%最大值時(shí)就是多片電控制動(dòng)器完全鎖緊，前后軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)前后軸擁有相同的扭矩， 當(dāng)需要重新分配扭矩時(shí)控制單元可通過控制電液制動(dòng)器機(jī)構(gòu)使其接合，使前后扭矩分配比適時(shí)變化。
【文檔編號(hào)】B60T8/36GK105966381SQ201610415016
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】任志勇, 梁玉芳, 武仲斌, 韓菲, 趙海興, 王慶祥, 楊振生, 丁仁政, 楊希, 王彥清, 桑勝遠(yuǎn), 陳賢忠
【申請(qǐng)人】中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司, 山西天地煤機(jī)裝備有限公司