礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種煤礦機(jī)械輔助運(yùn)輸領(lǐng)域的礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置。該裝置是由行星齒輪機(jī)構(gòu)、差速耦合機(jī)構(gòu)、自動變速箱、制動器和離合器組成。發(fā)動機(jī)通過發(fā)動機(jī)離合器與行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星輪相連，發(fā)電機(jī)通過發(fā)電機(jī)離合器與太陽輪相連，行星排齒圈與差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪相連，差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪通過電動機(jī)離合器與電動機(jī)相連，差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈與自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪相嚙合，其中在太陽輪處設(shè)置太陽輪制動器，在行星排齒圈處設(shè)置齒圈制動器。此驅(qū)動裝置通過行星齒輪機(jī)構(gòu)和差速器機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了功率分流和無級變速的功能，具有傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊；并且，可對蓄電池持續(xù)供電，能夠?yàn)闊o軌膠輪車提供多種驅(qū)動模式，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)三者之間良好的性能匹配和最優(yōu)控制。
【專利說明】
礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煤礦機(jī)械輔助運(yùn)輸領(lǐng)域的驅(qū)動裝置，具體涉及一種礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]安全、節(jié)能、環(huán)保是當(dāng)今運(yùn)輸領(lǐng)域的重要主題。混合動力技術(shù)較好地兼顧了人們對運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)展的安全性、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)業(yè)可行性等眾多要求。動力耦合裝置是混合動力系統(tǒng)的核心部件，通過耦合多種動力源的能量實(shí)現(xiàn)多種驅(qū)動方式的切換，實(shí)時(shí)滿足不同路況下運(yùn)輸裝備的動力性和運(yùn)行平穩(wěn)性要求，對運(yùn)輸設(shè)備的控制性和節(jié)能環(huán)保起著重要的影響作用。
[0003]目前，煤礦井下無軌膠輪車主要有柴油機(jī)驅(qū)動和蓄電池驅(qū)動兩種方式。柴油機(jī)驅(qū)動無軌膠輪車存在噪聲大、污染嚴(yán)重等問題;而電驅(qū)動無軌膠輪車雖然清潔環(huán)保、噪聲小，但存在續(xù)航能力差、難以滿足煤礦井下輔助運(yùn)輸需求等缺點(diǎn)。并且，單一的蓄電池驅(qū)動或柴油機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)無法根據(jù)煤礦井下具體工況來進(jìn)行合理的能源利用。
[0004]現(xiàn)階段，國內(nèi)的混合動力系統(tǒng)大多采用并聯(lián)式結(jié)構(gòu)，動力耦合裝置比較簡單，以皮帶傳動耦合裝置和固定軸式耦合裝置為主。其中皮帶傳動滑動損失較大，傳動效率不高；固定軸式耦合裝置又太過于剛性，對嚙合齒輪要求很高。除此之外，國內(nèi)近幾年出現(xiàn)的行星齒輪機(jī)構(gòu)耦合裝置雖然傳動平穩(wěn)、承載力大，但隨著承載力的增大，其結(jié)構(gòu)尺寸也會相應(yīng)的增大，齒輪加工精度和裝配質(zhì)量的也會相應(yīng)提高;差速耦合裝置則在驅(qū)動模式上有一定的缺陷，不能對蓄電池進(jìn)行持續(xù)充電，滿足不了多種驅(qū)動模式需求。而且，國外的混合動力耦合裝置對驅(qū)動電機(jī)要求很高，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜尺寸較大且成本較高，不利于發(fā)揮混合動力整車的優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置，既有傳動比大、承載能力強(qiáng)、傳動平穩(wěn)、傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，又可實(shí)現(xiàn)多種驅(qū)動模式，對嚙合齒輪和電機(jī)的要求較低，關(guān)鍵技術(shù)較為成熟，成本較低，易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置，包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、發(fā)動機(jī)離合器、發(fā)電機(jī)離合器、電動機(jī)離合器、太陽輪、行星輪、行星排齒圈、差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪、差速親合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪、差速親合機(jī)構(gòu)外齒輪圈、自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪、自動變速箱、輸出軸、太陽輪制動器和齒圈制動器。發(fā)動機(jī)通過發(fā)動機(jī)離合器與行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星輪相連，發(fā)電機(jī)通過發(fā)電機(jī)離合器與太陽輪相連，行星排齒圈與差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪相連，差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪通過電動機(jī)離合器與電動機(jī)相連，差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈與自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪相嚙合，自動變速箱與輸出軸相連；行星齒輪機(jī)構(gòu)中太陽輪、行星輪、行星排齒圈與太陽輪制動器、齒圈制動器安置在同一個(gè)本質(zhì)安全型隔爆箱中，差速耦合機(jī)構(gòu)中差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪、差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪和差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈共同放置在一個(gè)本質(zhì)安全型隔爆箱中，發(fā)電機(jī)離合器、發(fā)動機(jī)離合器、電動機(jī)離合器均分別安置在一個(gè)隔爆型殼體中。
[0007]進(jìn)一步的，太陽輪、行星輪和行星排齒圈組成行星齒輪機(jī)構(gòu)，差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪、差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪、差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈和自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪組成差速耦合機(jī)構(gòu)，行星齒輪機(jī)構(gòu)和差速耦合機(jī)構(gòu)是整個(gè)驅(qū)動裝置的動力耦合裝置。
[0008]進(jìn)一步的，發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、蓄電池、自動變速箱等部件均需要進(jìn)行防爆處理，放置在隔爆型外殼中。
[0009]進(jìn)一步的，太陽輪與太陽輪制動器配合使用，行星排齒圈與齒圈制動器配合使用。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:一種礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置通過行星齒輪機(jī)構(gòu)和差速耦合機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了功率分流和無級變速的功能，具有傳動效率高、傳動比大、承載能力強(qiáng)、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)；并且，可對蓄電池持續(xù)供電，機(jī)械機(jī)構(gòu)相對簡單，對嚙合齒輪和驅(qū)動電機(jī)的要求也相對較低。同時(shí)，能夠提供多種驅(qū)動模式，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電機(jī)三者之間良好的性能匹配和最優(yōu)控制。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012]圖中:1、行星排行星輪，2、行星排太陽輪，3、行星排齒圈，4、差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪，5、差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪，6、電動機(jī)離合器，7、自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪8、差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈，9、齒圈制動器，1、太陽輪制動器，11、發(fā)動機(jī)離合器，12、發(fā)電機(jī)離合器。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1所示，一種礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置，包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、發(fā)動機(jī)離合器11、發(fā)電機(jī)離合器12、電動機(jī)離合器6、太陽輪1、行星輪2、行星排齒圈3、差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪4、差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪5、差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈6、自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪7、自動變速箱、輸出軸、太陽輪制動器10和齒圈制動器9;發(fā)動機(jī)通過發(fā)動機(jī)離合器11與行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星輪2相連，發(fā)電機(jī)通過發(fā)電機(jī)離合器12與太陽輪I相連，行星排齒圈3與差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪4相連，差速親合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪5通過電動機(jī)離合器6與電動機(jī)相連，差速親合機(jī)構(gòu)外齒輪圈8與自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪7相嚙合，自動變速箱與輸出軸相連，太陽輪I與太陽輪制動器10配合使用，行星排齒圈3與齒圈制動器9配合使用。
[0015]該驅(qū)動裝置可以實(shí)現(xiàn)多種工作模式:1、純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式，僅有發(fā)動機(jī)作為動力源，通過耦合裝置將動力輸出；2、純電動機(jī)驅(qū)動模式，蓄電池對電動機(jī)供電，電動機(jī)通過耦合裝置將動力輸出；3、串聯(lián)驅(qū)動模式，發(fā)動機(jī)通過行星機(jī)構(gòu)使發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動電動機(jī)，電動機(jī)將動力輸出，其中發(fā)動機(jī)的輸出動力全部轉(zhuǎn)為電能;4、并聯(lián)驅(qū)動模式，發(fā)動機(jī)和電動機(jī)分別作為動力源，通過差速機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力耦合輸出；5、充電模式，在行車或停車過程中，發(fā)動機(jī)開啟，將一部分或全部能量通過行星機(jī)構(gòu)傳遞給發(fā)電機(jī)進(jìn)而對蓄電池充電；6、制動能量回收模式，在無軌膠輪車減速或滑行時(shí)，開啟驅(qū)動電機(jī)作為發(fā)電機(jī)吸收能量對蓄電池充電；7、啟動模式，蓄電池通過電能帶動發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)通過行星機(jī)構(gòu)帶動發(fā)動機(jī)啟動。
[0016]當(dāng)無軌膠輪車行駛功率需求在發(fā)動機(jī)的效率優(yōu)化區(qū)且蓄電池能量不足時(shí)，可采用純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式，閉合發(fā)動機(jī)離合器11和閉合太陽輪制動器10，發(fā)動機(jī)動力通過行星輪
2、行星排齒圈3、差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪4、差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈8和自動變速箱輸出。
[0017]當(dāng)無軌膠輪車起步或低負(fù)載運(yùn)行且蓄電池能量足夠時(shí)，可采用純電動機(jī)驅(qū)動模式，閉合齒圈制動器9和電動機(jī)離合器6，電動力將動力通過差速親合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪5、差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈8和自動變速箱輸出。
[0018]當(dāng)無軌膠輪車起步或低負(fù)載運(yùn)行且蓄電池能量不足時(shí)，可采用串聯(lián)驅(qū)動模式，閉合發(fā)電機(jī)離合器12、發(fā)動機(jī)離合器11、電動機(jī)離合器6和齒圈制動器9，發(fā)動機(jī)將能量通過行星輪2、太陽輪I和發(fā)電機(jī)傳遞給電動機(jī)，電動機(jī)將動力通過差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪5、差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈8和自動變速箱輸出。
[0019]當(dāng)無軌膠輪車行駛功率需求大于發(fā)動機(jī)功率優(yōu)化效率區(qū)且蓄電池能量充足時(shí)，可采用并聯(lián)驅(qū)動模式，閉合太陽輪制動器10、發(fā)動機(jī)離合器11和電動機(jī)離合器6，發(fā)動機(jī)和電動機(jī)通過差速耦合裝置進(jìn)行動力耦合并輸出。
[0020]當(dāng)無軌膠輪車行駛功率需求小于發(fā)動機(jī)功率優(yōu)化效率區(qū)且蓄電池能量不足時(shí)，可米用純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式和充電模式，閉合發(fā)電機(jī)離合器12和發(fā)動機(jī)離合器11，發(fā)動機(jī)一部分能量作為動力輸出，一部分能量通過發(fā)電機(jī)對蓄電池充電。
[0021]當(dāng)無軌膠輪車減速行駛或空擋滑行時(shí)，閉合齒圈制動器9和電動機(jī)離合器6，無軌膠輪車動能經(jīng)過電動機(jī)對蓄電池充電。
[0022]本實(shí)用新型在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)無軌膠輪車車況和煤礦井下具體路況等信息采取不同的工作模式或工作模式的組合，使車輛獲得最佳的混合動力性能，滿足煤礦井下的輔助運(yùn)輸需求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置，包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)離合器(12)、發(fā)動機(jī)離合器(11)、電動機(jī)離合器(6)、太陽輪(I)、行星輪(2)、行星排齒圈(3)、差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪(4)、差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪(5)、差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈(8)、自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪(7)、自動變速箱、輸出軸、太陽輪制動器(10)和齒圈制動器(9)，其特征在于發(fā)動機(jī)通過發(fā)動機(jī)離合器(11)與行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星輪(2)相連，發(fā)電機(jī)通過發(fā)電機(jī)離合器(12)與太陽輪(I)相連，行星排齒圈(3)與差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪(4)相連，差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪(5)通過電動機(jī)離合器(6)與電動機(jī)相連，差速親合機(jī)構(gòu)外齒輪圈(8)與自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪(7)相嚙合，自動變速箱與輸出軸相連;行星齒輪機(jī)構(gòu)中太陽輪(1)、行星輪(2)、行星排齒圈(3)與太陽輪制動器(10)、齒圈制動器(9)安置在同一個(gè)本質(zhì)安全型隔爆箱中，差速耦合機(jī)構(gòu)中差速親合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪(4)、差速親合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪(5)、差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈(8)共同放置在一個(gè)本質(zhì)安全型隔爆箱中，發(fā)電機(jī)離合器(12)、發(fā)動機(jī)離合器(11)、電動機(jī)離合器(6)均分別安置在一個(gè)隔爆型殼體中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置，其特征在于，所述太陽輪(I)、行星輪(2)和行星排齒圈(3)組成行星齒輪機(jī)構(gòu)，差速耦合機(jī)構(gòu)左側(cè)輸入端錐齒輪(4)、差速耦合機(jī)構(gòu)右側(cè)輸入端錐齒輪(5)、差速耦合機(jī)構(gòu)外齒輪圈(8)和自動變速箱輸入端左側(cè)的齒輪(7)組成差速耦合機(jī)構(gòu)，行星齒輪機(jī)構(gòu)和差速耦合機(jī)構(gòu)是整個(gè)驅(qū)動裝置的動力耦合裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、蓄電池、自動變速箱等部件均需要進(jìn)行防爆處理，放置在隔爆型外殼中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用混合動力無軌膠輪車單行星排差速機(jī)電耦合驅(qū)動裝置，其特征在于，所述太陽輪(I)與太陽輪制動器(10)配合使用，行星排齒圈(3)與齒圈制動器(9)配合使用。
【文檔編號】B60K6/50GK205498611SQ201620036938
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月14日
【發(fā)明人】王楠, 劉浩, 唐永剛, 胡學(xué)青, 縱榜峰
【申請人】宿州學(xué)院