一种油电双动力传动系统及双动力胶轮运输车

摘要

本发明属于煤矿井下辅助运输设备技术领域，具体涉及一种油电双动力传动系统及双动力胶轮运输车；该传动系统包括内燃机和电机两种动力源，内燃机动力源和电机动力源分别通过各自的动力换挡变速箱实现动力源输出转速和扭矩与车速和负载相匹配，两个动力换挡变速箱的前、后输出端和前、后桥通过传动轴串联在一起；两个动力换挡变速箱均具有空档档位，选择其中一个动力换挡变速箱挂入空档档位实现传动系统单动力源输入。本发明与防爆柴油机传动技术和防爆电机传动技术相比具有明显的先进性，针对煤矿井下胶轮运输车的实际工况，设计出一种油电双动力车用传动系统以及油电双动力胶轮运输车，该车综合了柴油机车辆机动灵活和电动车辆无尾气污染的优点。

说明书

技术领域

本发明属于煤矿井下辅助运输设备技术领域，具体涉及一种油电双动力传动系统及双动力胶轮运输车。

背景技术

目前，新建和在建大型煤矿矿井大多采用防爆柴油机无轨胶轮车作为主要运输设备完成井下各种材料的辅助运输工作，这些车辆运行时，防爆柴油机排放的废气致使巷道中空气质量变差，严重影响驾驶员和其它井下工作人员的身体健康；同时，狭窄封闭环境中的防爆柴油机尾气排放也使柴油机自身的进气条件变差，燃烧不充分、功率下降，造成燃油浪费，加剧了井下巷道中的环境污染。以蓄电池为供能装置，由电机驱动的防爆蓄电池无轨胶轮车虽然实现了尾气零排放，改善了巷道空气质量，但蓄电池能量密度低，价格高，充电时间长，限制了防爆蓄电池无轨胶轮车的使用范围，推广应用受到很大程度的制约。因此煤矿井下广泛应用的仍然是以防爆柴油机为动力的防爆柴油机无轨胶轮车，为了减轻防爆柴油机尾气造成的影响，只能通过加大通风量来稀释有害气体，减轻防爆柴油机尾气对井下工作人员身体健康造成的影响，无法从根本上解决防爆柴油机尾气排放带来的环境污染和职工的劳动保护问题。

发明内容

本发明为了解决传统的井下胶轮运输车以单一防爆柴油机作为动力加剧了井下巷道中的环境污染，以单一防爆电机作为动力工作范围局限的问题。

本发明提供了如下技术方案：一种油电双动力传动系统，该传动系统包括内燃机和电机两种动力源，内燃机动力源和电机动力源分别通过各自的动力换挡变速箱实现动力源输出转速和扭矩与车速和负载相匹配，两个动力换挡变速箱的前、后输出端和前、后桥通过传动轴串联在一起；两个动力换挡变速箱均具有空档档位，选择其中一个动力换挡变速箱挂入空档档位实现传动系统单动力源输入。

进一步地，内燃机动力源包括防爆柴油机，防爆柴油机的后端设置有变速箱，变速箱的输出端与前动力换挡变速箱的输入端通过柴油机传动轴相连接，前动力换挡变速箱的前输出端与前桥的输入端通过前桥传动轴相连接；

电机动力源包括防爆电机，防爆电机的输出端设置有过渡箱，过渡箱的输出端与后动力换挡变速箱的输入端通过电机传动轴相连接；后动力换挡变速箱的后输出端与后桥的输入端通过后桥传动轴相连接；

前动力换挡变速箱的后输出端与后动力换挡变速箱的前输出端轴联。

进一步地，前动力换挡变速箱的后输出端与后动力换挡变速箱的前输出端通过铰接部传动轴和回转部传动轴相连接，铰接部传动轴和回转部传动轴通过万向节连接。

进一步地，防爆电机位于后桥的后端、后动力换挡变速箱位于后桥的前端，防爆电机和后动力换挡变速箱位于与后桥重合的高度内，过渡箱是抬高箱，电机传动轴越过后桥连接后动力换挡变速箱和抬高箱；

变速箱为液力变矩器，防爆柴油机与液力变矩器联成一体，且位于前桥的前端，前动力换挡变速箱位于前桥的后端，前动力换挡变速箱的后输出端与后动力换挡变速箱的前输出端对中，柴油机传动轴越过前桥连接液力变矩器和前动力换挡变速箱。

进一步地，前动力换挡变速箱的前输出端与后输出端在前动力换挡变速箱的内部为同一根轴，前动力换挡变速箱的前输出端与后输出端始终保持同步；

后动力换挡变速箱的前输出端与后输出端在后动力换挡变速箱的内部为同一根轴，后动力换挡变速箱的前输出端与后输出端始终保持同步。

一种双动力胶轮运输车，包括前述的油电双动力传动系统；内燃机动力源和电机动力源分别设置于胶轮运输车的前车体和后车体，前车体与后车体铰接连接，前车体的下端设置有前桥，前桥通过前钢板弹簧与前车体相连接；前桥两端设置有前轮；后车体的下端设置有后桥，后桥通过后钢板弹簧与后车体相连接；后桥两端设置有后轮，铰接部传动轴位于前车体和后车体的铰接处，回转部传动轴位于后车体前端。

进一步地，防爆柴油机、液力变矩器、前动力换挡变速箱、后动力换挡变速箱、抬高箱、防爆电机沿车长方向呈直线布置。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

本发明与防爆柴油机传动技术和防爆电机传动技术相比具有明显的先进性，它针对煤矿井下胶轮运输车的实际工况，设计出一种油电双动力车用传动系统以及油电双动力胶轮运输车，该车综合了防爆柴油机车辆机动灵活和防爆电动车辆无尾气污染的优点；另外防爆柴油机采用液力机械传动，通过液力变矩器和前动力换挡变速箱实现防爆柴油机输出特性与车辆载荷的匹配；防爆电机采用机械传动，通过抬高箱和后动力换挡变速箱实现防爆电机输出特性与车辆载荷的匹配，从而保证防爆柴油机和防爆电机均工作在各自的高效区域之内；防爆柴油机、防爆电机、前动力换挡变速箱、后动力换挡变速箱与前桥、后桥串联在一起，具有车辆重心低，前后桥载荷分布均匀的特点；同时这种串联布置还具有传动链简单的特点。

附图说明

图1为油电双动力传动系统侧视图。

图2为油电双动力传动系统正视图。

图3为设置油电双动力传动系统的双动力胶轮运输车。

图中：1-散热器；2-防爆柴油机；3-液力变矩器；4-前桥；5-前轮；6-前动力换挡变速箱；7-铰接部传动轴；8-回转部传动轴；9-后桥传动轴；10-后桥；11-后轮；12-防爆电机；13-抬高箱；14-后钢板弹簧；15-电机传动轴；16-后动力换挡变速箱；17-前桥传动轴；18-柴油机传动轴；19-前钢板弹簧；20-前车体；21-后车体。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例1

本实施例提供了一种油电双动力传动系统，传动系统包括内燃机和电机两种动力源，内燃机动力源和电机动力源分别通过各自的动力换挡变速箱实现动力源输出转速和扭矩与车速和负载相匹配，两个动力换挡变速箱的前、后输出端和前、后桥通过传动轴串联在一起；两个动力换挡变速箱均具有空档档位，选择其中一个动力换挡变速箱挂入空档档位实现传动系统单动力源输入。

该油电双动力传动系统可以以车载防爆柴油机为动力，也可以由井下电网供电，用防爆电机牵引。在敷设有架线线网的辅运平硐和辅运大巷运行时，从井下电网获得电力供给防爆电机，由防爆电机驱动车辆运行，实现有害气体“零”排放；在地面、井下顺槽等无法由电网供电的区域运行时，由防爆柴油机提供动力驱动车辆运行，充分发挥防爆柴油机车的机动性和灵活性。这种防爆电机驱动模式和防爆柴油机驱动模式可选择的双动力胶轮运输车传动系统和双动力胶轮运输车同时兼有电驱动和柴油机驱动两种传动方式的优点。

如图1、图2所示；内燃机动力源包括防爆柴油机2，防爆柴油机2的后端设置有变速箱，变速箱的输出端与前动力换挡变速箱6的输入端通过柴油机传动轴18相连接，前动力换挡变速箱6的前输出端与前桥4的输入端通过前桥传动轴17相连接。电机动力源包括防爆电机12，防爆电机12的输出端设置有过渡箱，过渡箱的输出端与后动力换挡变速箱16的输入端通过电机传动轴15相连接；后动力换挡变速箱16的后输出端与后桥10的输入端通过后桥传动轴9相连接。前动力换挡变速箱6的后输出端与后动力换挡变速箱16的前输出端轴联。

前动力换挡变速箱6与后动力换挡变速箱16的档位设置互锁，即同一时刻始终有一个变速箱的档位处于空档状态。前动力换挡变速箱6与后动力换挡变速箱16的档位互锁方式包括但不限于电气互锁、机械互锁、液压互锁。防爆柴油机工作时，后动力换挡变速箱置于空档状态即可保证传动系统与防爆电机脱开；防爆电机工作时，前动力换挡变速箱置于空档状态即可保证传动系统与防爆柴油机脱开。

前动力换挡变速箱6的档位处于空档状态时，防爆电机12输出动力通过前动力换挡变速箱6的前后输出端实现防爆电机12至前桥4之间的动力传递，利用前动力换挡变速箱6的空档状态保证车辆传动系统与防爆柴油机2动力源的隔离。

后动力换挡变速箱16的档位处于空档状态时，防爆柴油机2输出动力通过后动力换挡变速箱16的前后输出端实现防爆柴油机2至后桥10之间的动力传递，利用后动力换挡变速箱16的空档状态保证车辆传动系统与防爆电机12动力源的隔离。

前动力换挡变速箱6的后输出端与后动力换挡变速箱16的前输出端通过铰接部传动轴7和回转部传动轴8相连接，铰接部传动轴7和回转部传动轴8通过万向节连接。

为了压缩油电双动力传动系统占用的空间，防爆电机12位于后桥10的后端、后动力换挡变速箱16位于后桥10的前端，防爆电机12和后动力换挡变速箱16位于与后桥10重合的高度内，过渡箱是抬高箱13，电机传动轴15越过后桥10连接后动力换挡变速箱16和抬高箱13；

变速箱为液力变矩器3，防爆柴油机2与液力变矩器3联成一体，且位于前桥4的前端，前动力换挡变速箱6位于前桥4的后端，前动力换挡变速箱6的后输出端与后动力换挡变速箱16的前输出端对中，柴油机传动轴18越过前桥6连接液力变矩器3和前动力换挡变速箱6。

前动力换挡变速箱6的前输出端与后输出端在前动力换挡变速箱6的内部为同一根轴，前动力换挡变速箱6的前输出端与后输出端始终保持同步；后动力换挡变速箱16的前输出端与后输出端在后动力换挡变速箱16的内部为同一根轴，后动力换挡变速箱16的前输出端与后输出端始终保持同步。

实施例2

如图3所示；本实施例提供了一种应用实施例1中的油电双动力传动系统的双动力胶轮运输车，油电双动力传动系统的内燃机动力源和电机动力源分别设置于胶轮运输车的前车体20和后车体21，前车体20与后车体21铰接连接，前车体20的前端设置散热器1和防爆柴油机2，前车体20的后端设置前动力换挡变速箱6，前车体20的下端设置有前桥4，前桥4通过前钢板弹簧19与前车体20相连接；前桥4两端设置有前轮5。后车体21的后端设置有防爆电机12，后车体21的下端设置有后桥10，后桥10通过后钢板弹簧14与后车体21相连接；后桥10两端设置有后轮11，铰接部传动轴7位于前车体20和后车体21的铰接处，回转部传动轴8位于车体21前端。

防爆柴油机2、液力变矩器3、前动力换挡变速箱6、后动力换挡变速箱16、抬高箱13、防爆电机12沿车长方向呈直线布置。

防爆柴油机2工作时，防爆电机12需处于停止状态，后动力换挡变速箱16档位需置于空档状态，此时防爆柴油机2的动力通过液力变矩器3、柴油机传动轴18输入前动力换挡变速箱6，前动力换挡变速箱6传递动力的一部分通过前桥传动轴17输入前桥4，通过前轮5驱动车辆行走，动力换挡变速箱6传递动力的另一部分通过铰接部传动轴7、回转部传动轴8、后动力换挡变速箱16和后桥传动轴9输入后桥10，通过后轮11，驱动车辆行走，实现四轮驱动。

防爆电机12工作时，防爆柴油机2需处于停止状态，前动力换挡变速箱6档位需置于空档状态，此时防爆电机12的动力通过抬高箱13、电机传动轴15输入后动力换挡变速箱16，后动力换挡变速箱16传递动力的一部分通过后桥传动轴9输入后桥10，通过后轮11驱动车辆行走，后动力换挡变速箱16传递动力的另一部分通过回转部传动轴8、铰接部传动轴7、前动力换挡变速箱6和前桥传动轴17输入前桥4，通过前轮5，驱动车辆行走，实现四轮驱动。

通过前动力换挡变速箱6和后动力换挡变速箱16的档位设置，使两变速箱的档位在任何时间和工况下始终有一个处于空档状态，保证防爆柴油机2和防爆电机12两种动力源之间的机械互锁。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。