一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统，包括动力电池系统、通讯线缆、变频器柜、系统控制器、电力线缆、内燃动力包、至少一个车轮装置、传动轴以及动力箱；所述车轮装置通过所述传动轴与所述动力箱连接；所述动力箱通过所述电力线缆与所述变频器柜连接；所述变频器柜通过所述电力线缆分别与所述动力电池系统和所述内燃动力包连接。本发明专利技术设计的混合动力机械传动系统既可实现调车机车在工矿企业恶劣环境下的使用要求，又能满足工矿铁路调车机车工作的性能需求，充分发挥柴油机功率，大幅降低油耗、减少废气排放、降低噪声，从而可实现节能、减排、降低噪声的功效。

【技术实现步骤摘要】
一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统
本专利技术涉及调车机车
，尤其涉及一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统。
技术介绍
气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放等温室气体的猛增导致对地球生命系统形成了威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出“碳达峰”和“碳中和”目标。因此为了促进生产方式的绿色转型，各行业需积极参与“碳达峰”、“碳中和”行动。铁路运输一直都是我国现代化交通运输体系中最为重要的运输手段，作为铁路主要牵引动力的内燃机车如何实现节能减排、绿色环保已成为当前铁路机车研究的热点领域。目前，由于工矿铁路调车机车具有启动牵引力大、启动频繁、加速频繁、换向频繁、制动频繁等工作特点，导致机车的柴油机满负荷工作时间短、柴油机空载运行时间长、柴油机功率得不到充分发挥以及柴油机空载运行造成的燃油浪费严重；并且柴油机负荷频繁变化会造成柴油燃烧不充分、冒黑烟，废气中碳化物含量高、机车噪音大等不良后果。再加之工矿企业的环境恶劣，环境中金属粉尘多且铁屑漫天飞舞，对牵引电机的损害极大。因此，需要设计一种适用于在工矿企业工作的工矿铁路调车机车的动力传动系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统，以满足工矿铁路调车机车工作的性能需求，降低油耗、减少废气排放、降低噪声。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统，包括：动力电池系统、通讯线缆、变频器柜、系统控制器、电力线缆、内燃动力包、至少一个车轮装置、传动轴以及动力箱；所述车轮装置通过所述传动轴与所述动力箱连接；所述动力箱通过所述电力线缆与所述变频器柜连接；所述变频器柜通过所述电力线缆分别与所述动力电池系统和所述内燃动力包连接；所述系统控制器通过所述通讯线缆分别与所述动力电池系统、所述变频器柜以及所述内燃动力包连接。进一步地，所述动力箱包括动力箱体、联轴器、电机、气缸、动力输出端以及轴承；所述动力箱体内设有轴a、轴b以及轴c；所述轴a上设有第一减速齿轮和第一增速齿轮，所述轴a一端设有所述联轴器，所述联轴器与所述电机连接，所述电机设置在所述动力箱体一侧；所述轴b上设有第二减速齿轮和第二增速齿轮，所述轴b一端与所述气缸铰接；所述气缸驱动轴b沿轴向方向移动实现A、B两个档位的切换；所述轴c上设有第三减速齿轮和第三增速齿轮组，所述第三增速齿轮组通过轴承安装在所述动力箱体上；所述气缸驱动轴b位于A档位时，所述第二增速齿轮与所述第一增速齿轮和第三增速齿轮组分离，所述第二减速齿轮与所述第一减速齿轮和第三减速齿轮啮合组成减速齿轮组；所述气缸驱动轴b位于B档位时，所述第二减速齿轮与所述第一减速齿轮和第三减速齿轮分离，所述第二增速齿轮与所述第一增速齿轮和第三增速齿轮组啮合组成增速齿轮组；所述轴c两端设有所述动力输出端。进一步地，所述第三增速齿轮组包括第三增速齿轮和第四增速齿轮组，所述第三增速齿轮设有内齿圈和外齿圈，所述内齿圈内设有所述第四增速齿轮；所述外齿圈与所述轴承相配合。进一步地，所述车轮装置包括车轮、车轮箱体、以及动力输入端；所述车轮设置在所述车轮箱体两侧，所述车轮箱体内设有传动齿轮组，所述传动齿轮组与所述动力输入端连接。进一步地，所述内燃动力包内设有发电机、柴油机以及动力包冷却装置，所述发电机与所述柴油机连接，所述柴油机与所述动力包冷却装置连接。进一步地，所述变频器柜内设有直流-直流变换器、交流-直流变换器以及直流-交流变换器。进一步地，所述动力电池系统内设有动力电池组和电池冷却装置。本专利技术设计的一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统既能有效解决了调车机车在工矿企业恶劣环境下的使用要求，又能满足工矿铁路调车机车工作的性能需求，并且还能充分发挥柴油机功率，可大幅降低油耗、减少废气排放、降低噪声，达到节能、减排、降低噪声的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术公开的工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统结构示意图；图2为动力电池系统结构示意图；图3为变频器柜结构示意图；图4为内燃动力包结构示意图；图5为车轮装置结构示意图；图6为调车工况下的动力箱结构示意图；图7为小运转工况下的动力箱结构示意图。图中，1、动力电池系统，101、动力电池组，102、电池冷却装置，2、通讯线缆，3、变频器柜，301、直流-直流变换器，302、交流-直流变换器，303、直流-交流变换器，4、系统控制器，5、电力线缆，6、内燃动力包，601、发电机，602、柴油机，603、动力包冷却装置，7、车轮装置，701、车轮，702、车轮箱体，703、传动齿轮组，704、润滑油，705、动力输入端，8、传动轴，9、动力箱，901、轴a，902、第一减速齿轮，903、第二增速齿轮，904、第一增速齿轮，905、轴b，906、动力箱体，907、联轴器，908、电机，909、气缸，910、动力输出端，911、轴c，912、第二减速齿轮，913、第三减速齿轮，914、第四增速齿轮，915、第三增速齿轮，916、动力箱润滑油，917、轴承。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-7所示为用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统，包括：动力电池系统1、通讯线缆2、变频器柜3、系统控制器4、电力线缆5、内燃动力包6、至少一个车轮装置7、传动轴8以及动力箱9；所述车轮装置7通过所述传动轴8与所述动力箱9连接；所述动力箱9通过所述电力线缆5与所述变频器柜3连接；所述变频器柜3通过所述电力线缆5分别与所述动力电池系统1和所述内燃动力包6连接；在本实施例中，动力电池系统1作为调车机车的主动力电源不会产生尾气排放，使调车机车更加绿色环保。所述变频器柜3具有两种功能，一是负责将动力电池系统1输出的直流电和内燃动力包6输出的交流电进行整流逆变处理后，为动力箱9提供需要的动力电源；二是负责将内燃动力包6输出的交流电进行整流逆变处理后，为动力电池系统1进行充电。所述车轮装置7设有两组，分别通过传动轴8与所述动力箱9连接，所述传动轴8负责将动力箱9输出的动力传递给车轮装置7。所述车轮装置7、传动轴8和动力箱9均采用易维护、结构简单且性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统，其特征在于，包括：动力电池系统(1)、通讯线缆(2)、变频器柜(3)、系统控制器(4)、电力线缆(5)、内燃动力包(6)、至少一个车轮装置(7)、传动轴(8)以及动力箱(9)；/n所述车轮装置(7)通过所述传动轴(8)与所述动力箱(9)连接；/n所述动力箱(9)通过所述电力线缆(5)与所述变频器柜(3)连接；/n所述变频器柜(3)通过所述电力线缆(5)分别与所述动力电池系统(1)和所述内燃动力包(6)连接；/n所述系统控制器(4)通过所述通讯线缆(2)分别与所述动力电池系统(1)、所述变频器柜(3)以及所述内燃动力包(6)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统，其特征在于，包括：动力电池系统(1)、通讯线缆(2)、变频器柜(3)、系统控制器(4)、电力线缆(5)、内燃动力包(6)、至少一个车轮装置(7)、传动轴(8)以及动力箱(9)；
所述车轮装置(7)通过所述传动轴(8)与所述动力箱(9)连接；
所述动力箱(9)通过所述电力线缆(5)与所述变频器柜(3)连接；
所述变频器柜(3)通过所述电力线缆(5)分别与所述动力电池系统(1)和所述内燃动力包(6)连接；
所述系统控制器(4)通过所述通讯线缆(2)分别与所述动力电池系统(1)、所述变频器柜(3)以及所述内燃动力包(6)连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于工矿铁路调车机车的混合动力机械传动系统，其特征在于，所述动力箱(9)包括动力箱体(906)、联轴器(907)、电机(908)、气缸(909)、动力输出端(910)以及轴承(917)；
所述动力箱体(906)内设有轴a(901)、轴b(905)以及轴c(911)；
所述轴a(901)上设有第一减速齿轮(902)和第一增速齿轮(904)，所述轴a(901)一端设有所述联轴器(907)，所述联轴器(907)与所述电机(908)连接，所述电机(908)设置在所述动力箱体(906)一侧；
所述轴b(905)上设有第二减速齿轮(912)和第二增速齿轮(903)，所述轴b(905)一端与所述气缸(909)铰接；所述气缸(909)驱动轴b(905)沿轴向方向移动实现A、B两个档位的切换；
所述轴c(911)上设有第三减速齿轮(913)和第三增速齿轮组，所述第三增速齿轮组通过轴承(917)安装在所述动力箱体(906)上；
所述气缸(909)驱动轴b(905)位于A档位时，所述第二增速齿轮(903)与所述第一增速齿轮(904)和第三增速齿轮组分离，所述第二减速齿轮(912)与所述第一减速齿轮(902)和第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲明月，王庆男，林建华，类延磊，
申请(专利权)人：中车大连机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21