[發(fā)明專利]一種具有雙動力的電傳動地下礦用汽車

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410067136.4
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103863103B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金純;楊玨;楊耀東;張文明;申焱華;張博
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: B60K17/12
• 分類號: B60K17/12;B62D21/18
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有雙動力的電傳動地下礦用汽車，特別是涉及一種四輪獨立電傳動驅(qū)動的地下礦用。

背景技術(shù)

地下礦車是地下礦山采掘運輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，通常采用前后車架鉸接式，即前車架11與后車架8通過鉸接體9連接，鉸接體具有鉸接點和擺動環(huán)，其中，擺動環(huán)允許前車架11相對于后車架8獨立轉(zhuǎn)動，鉸接點允許前車架11相對于后車架8可達到45°轉(zhuǎn)向角，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。當在不平坦的路面行駛時，能夠保證所有車輪與地面接觸，以維持整體的穩(wěn)定性、通過性和最大生產(chǎn)率。

目前，地下礦車通常采用4X4的驅(qū)動方式，傳動方式為液力機械傳動，其結(jié)構(gòu)相當復雜。

地下礦車由于運行工況復雜，需要配備專門的液力機械變速機構(gòu)，該類型變速機構(gòu)開發(fā)需要較長的周期及較高的成本。因此，液力機械變速機構(gòu)已成為阻礙地下礦車系列化的主要因素。4X4的地下礦車要想實現(xiàn)全輪驅(qū)動，需要動力分配裝置及三根以上的傳動軸和中間支撐裝置。考慮到四個車輪的運動軌跡不同，徐采用三個差速機構(gòu)，同時為了保證車輛在泥濘濕滑路面或深坑路面具有驅(qū)動力，還必須為這五個差速機構(gòu)配置相應的鎖緊機構(gòu)；另外，為了保證動力方向的改變及增大高檔位的扭矩，還需要配置相應的主減機構(gòu)。此外，由于地下礦車長時間在低速大扭矩工況下工作，液力變矩器的效率很低，液力變矩器和變速器及驅(qū)動橋的故障率相當高，維護成本高。

地下礦車主要工作在崎嶇泥濘的地下巷道中，整車質(zhì)心的高低對操控穩(wěn)定性有很大的影響，而目前該類型車輛由于采用機械式傳動結(jié)構(gòu)，驅(qū)動橋只能采用非斷開式，這樣，貨箱底部必須位于驅(qū)動橋上方，從而大大增加了地下礦車的重心及整車高度，影響了操控未定性，同時影響地下礦車在狹窄低矮的地下巷道中正常工作。

由于以上因素，液力機械式地下礦車目前只有國外少數(shù)幾個企業(yè)有能力進行設(shè)計制造。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：是通過架線動力提高地下礦用汽車的運輸效率，降低地下礦井的污染；解決目前鉸接式自卸車傳動部分結(jié)構(gòu)復雜、故障點多、設(shè)計制造難度大的問題，以及地下采礦作業(yè)環(huán)境、資源節(jié)約的問題，提供一種具有雙動力的電傳動電下礦用汽車。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種具有雙動力的電傳動地下礦用汽車，該礦車包括一套完整的柴—電混合動力驅(qū)動系統(tǒng)和一套完整的架線供電驅(qū)動系統(tǒng)；2個前電動輪單元、2個后電動輪單元，所述4個電動輪單元分別獨立驅(qū)動自卸車的四輪，所述4個電動輪單元具有完全的互換性；

所述地下礦車包括前車架、后車架、鉸接體；前車架與后車架通過鉸接體鉸接；鉸接體兩側(cè)分別安裝有轉(zhuǎn)向缸，用于車輛鉸接轉(zhuǎn)向。

上述技術(shù)方案可以進一步改進為：所述電動輪單元由以下三個部分組成：水冷交流異步電動機、三級行星齒輪減速器、輪邊電機制動器；所述水冷交流異步電動機、三級行星齒輪減速器、輪邊電機制動器通過螺栓連接。

進一步，駕駛室的頂部設(shè)有三相交流架線三相交流架線與第二整流器連接，所述的地下礦車柴油發(fā)動機與分動箱連接，再通過傳動軸與交流同步發(fā)電機連接，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時帶動分動箱與交流同步發(fā)電機工作，分動箱驅(qū)動液壓油泵和水泵，交流同步發(fā)電機發(fā)出的電能用來驅(qū)動水冷交流異步電動機；所述發(fā)動機與分動箱采用機械連接，具體連接方式是：發(fā)動機飛輪與分動箱輸入軸分別與重疊在一起的六片撓性盤通過螺栓連接，發(fā)動機工作時，發(fā)動機飛輪帶動分動箱輸入軸轉(zhuǎn)動，分動箱通過齒輪嚙合輸出三部分功率，一部分驅(qū)動液壓油泵，一部分驅(qū)動冷卻水泵，一部分驅(qū)動交流同步發(fā)電機發(fā)出交流電，經(jīng)過整流器整流，產(chǎn)生的直流電分別供給四個逆變器，逆變器經(jīng)過逆變形成交流電再分別驅(qū)動四個輪邊水冷交流異步電動機，四個水冷交流異步電動機分別把動力傳遞給四個減速器，實現(xiàn)動力的傳輸;

該系統(tǒng)采用集電弓實現(xiàn)架線驅(qū)動與柴電驅(qū)動的切換，通過安裝在駕駛室頂部的集電弓將架線系統(tǒng)的三相交流母線上的電能直接經(jīng)過第二整流逆將交流電變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，再將該直流電傳輸至各車輪的控制器，該控制器再將直流電逆變?yōu)榉€(wěn)定的交流電，將此交流電傳輸至各控制器對應的輪邊水冷交流異步電動機28，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，動力傳至減速器，減速器采用三級行星齒輪傳動，一、二級為差動輪系，三級為定軸輪系，經(jīng)減速器變速后傳至對應車輪，完成動力傳輸，此時的發(fā)動機處于怠速狀態(tài)，只需要輸出很小的功率來驅(qū)動冷卻水泵以及液壓油泵。

進一步，所述地下礦車包括四個控制器，分別對應左前輪控制器、右前輪控制器、左后輪控制器、右后輪控制器，每個控制器采用基于CAN總線的分布式網(wǎng)絡(luò)控制，上位機采用嵌入式系統(tǒng)。