混合动力传动系统及混合动力轨道工程车辆技术方案

本申请实施例提供一种混合动力传动系统及混合动力轨道工程车辆，这种传动系统包括动力源、混合动力传动装置及机械传动装置。动力源向混合动力传动系统提供动力；混合动力传动装置包括既可用作发电机又可用作电动机的电机系统及电机离合装置，其中电机系统通过电机离合器与所述动力源相连接；而机械传动装置的动力输入端与电机系统相连接，机械传动装置的动力输出端与装备混合动力传动系统的机车的车轮或轮对相连接，用于将混合动力传动装置传递来的动力传递到车轮或轮对，驱动车辆运动。装备这种混合动力传动系统的轨道车辆可以达到降低燃油消耗，节能环保；也可达到动力互保及动力冗余目的；还可双动力同时使用达到增大功率的增程目的。功率的增程目的。功率的增程目的。

【技术实现步骤摘要】
混合动力传动系统及混合动力轨道工程车辆


[0001]本申请涉及铁路交通
，具体的说，涉及一种混合动力传动系统及混合动力轨道工程车辆。

技术介绍

[0002]目前我国铁路施工工程车辆包括捣固车、稳定车、捣固稳定车、清筛机、配渣车、轨道车、接触网综合作业车、轨检车、焊轨车、铣轨车、打磨车、铣磨车等各种用于铁路施工的工程车辆。这些铁路工程车辆较多采用液力传动或静液压传动，传动系统为单一的内燃动力、电池动力或接触网动力。传动方式为内燃液力传动、内燃静液压传动、内燃液力及静液压混合传动、内燃电传动、接触网/动力电池纯电传动等。常见的现有传动方式包括：
[0003]1)内燃液力传动传递路线：内燃机—液力传动箱—分动齿轮箱—齿轮减速箱—车轮
[0004]2)如下两种内燃静液压传动传递路线：
[0005]2.1)内燃机—液力传动箱—液力传动箱上安装的液压泵—液压马达—分动齿轮箱—齿轮减速箱—轮对
[0006]2.2)内燃机—泵驱动齿轮箱—泵驱动齿轮箱上安装的液压泵—液压马达—齿轮减速箱—轮对
[0007]3)内燃电传动传递路线：
[0008]内燃机—发电机—牵引变流器—牵引电机—齿轮减速箱—车轮
[0009]4)动力电池/动力电池/接触网动力源电传动传递路线：
[0010]动力电池/接触网—牵引变流器—牵引电机—齿轮减速箱—车轮。
[0011]在上述传动方式中，轨道工程车辆传动系统的动力源主要分为内燃机和动力电池两种。其中以内燃机作为单一动力源的铁路工程车辆存在着排放较差，噪音较高等环节污染问题，特别是在隧道施工时内燃机的尾气污染甚至会威胁隧道内施工人员的健康及生命；以动力电池作为单一动力源的铁路工程车辆虽然较为环保，但施工时受电池电量、电池能重比、电池成本、充电时间、外接充电设备等因素的影响较大；而以接触网作为单一动力源的铁路工程车辆受到施工时线路是否有接触网或接触网是否满足供电要求等环境因素影响，因此不能完全满足铁路工程车辆的应急性、施工性需求。

技术实现思路

[0012]为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种混合动力传动系统及混合动力轨道工程车辆。
[0013]根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种混合动力传动系统，这种传动系统包括动力源、混合动力传动装置及机械传动装置。其中动力源用于将能源转化为动力，并向所述混合动力传动系统提供动力；混合动力传动装置包括既可用作发电机又可用作电动机的电机系统及电机离合装置，其中电机系统通过电机离合器与所述动力源相连接；而机械
传动装置的动力输入端与所述电机系统相连接，机械传动装置的动力输出端与装备所述混合动力传动系统的机车的车轮或轮对相连接，用于将混合动力传动装置传递来的动力传递到车轮或轮对，驱动车辆运动。
[0014]根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种混合动力轨道工程车辆，其包括车架和轮对，其中其车架上安装有如上的混合动力传动系统，所述混合动力传动系统的动力输出端与所述轮对相连接。
[0015]采用本申请实施例中提供的混合动力传动系统的轨道工程车辆，以内燃机或动力电池作为动力源，通过既能用作发电机又能用作电动机的电机、电机控制系统及离合装置组成的混合传动装置以及与车辆轮对相连接的机械传动装置实现能量及动力的传递。当轨道工程车辆在区间运行及施工作业时可以单独使用电池，达到零排放、低噪音运行，降低燃油消耗，节能环保；也可单独使用内燃机，达到动力互保及动力冗余目的；还可双动力同时使用达到增大功率的增程目的。
[0016]这种混合动力传动系统适用范围广泛，可以全面适用于所有以液力传动或静液压传动为传动原理的轨道工程车辆，既能用于车辆新造，也可用以现有技术升级换代。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0018]图1为本申请实施例用于液力走行时的传动方案；
[0019]图2为本申请实施例用于液力走行及静液压走行时的传动方案；
[0020]图3为本申请实施例用于静液压走行时的传动方案；
[0021]图4为本申请实施例用于液力走行及静液压走行时的替代方案。
[0022]附图标记：
[0023]1‑
内燃机；2
‑
电机离合器；3
‑
电机；4
‑
液力传动箱；5
‑
动力电池；6
‑
静液压走行离合器；7
‑
分动齿轮箱；8
‑
车轴齿轮箱；9
‑
走行液压泵；10
‑
第二走行液压马达；11
‑
第二减速齿轮箱；12
‑
传动液压泵；13
‑
第一走行液压马达；14
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第一减速齿轮箱；15
‑
泵驱动齿轮箱。
具体实施方式
[0024]为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]在实现本申请的过程中，专利技术人发现在现有的轨道工程车辆的动力传动方式中，其动力源主要分为内燃机和动力电池两种。其中以内燃机作为单一动力源的铁路工程车辆存在着排放较差，噪音较高等环节污染问题，特别是在隧道施工时内燃机的尾气污染甚至会威胁隧道内施工人员的健康及生命；以动力电池作为单一动力源的铁路工程车辆虽然较为环保，但施工时受电池电量、电池能重比、电池成本、充电时间、外接充电设备等因素的影响较大；而以接触网作为单一动力源的铁路工程车辆受到施工时线路是否有接触网或接触网是否满足供电要求等环境因素影响，因此不能完全满足铁路工程车辆的应急性、施工性
需求。
[0026]针对上述问题，本申请实施例中提供了一种混合动力传动系统，这种传动系统包括动力源、混合动力传动装置及机械传动装置。其中动力源用于将能源转化为动力，并向所述混合动力传动系统提供动力；混合动力传动装置包括既可用作发电机又可用作电动机的电机系统及电机离合装置，其中电机系统通过电机离合器与所述动力源相连接；而机械传动装置的动力输入端与所述电机系统相连接，机械传动装置的动力输出端与装备所述混合动力传动系统的机车的车轮或轮对相连接，用于将混合动力传动装置传递来的动力传递到车轮或轮对，驱动车辆运动。
[0027]上述混合动力传动系统可以全面适用于液力传动、静液压传动的铁路轨道工程施工车辆，既适用于采用液力传动箱的传动系统，也适用于采用机械换挡箱的传动系统，并且既能用于新造车型，又能用于既有产品升级或大修改造，适用范围广，经济效益高。
[0028]进一步的，电机系统包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合动力传动系统，其特征在于，包括：动力源，用于将能源转化为动力，并向所述混合动力传动系统提供动力；混合动力传动装置，包括既可用作发电机又可用作电动机的电机系统及电机离合装置，其中电机系统通过电机离合器与所述动力源相连接；机械传动装置，机械传动装置的动力输入端与所述电机系统相连接，机械传动装置的动力输出端与装备所述混合动力传动系统的机车的车轮或轮对相连接。2.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于：所述电机系统包括电机及电机控制系统，所述电机控制系统包括整流逆变控制单元及变转速调速单元。3.根据权利要求2所述的混合动力传动系统，其特征在于：所述电机采用永磁同步电机、同步电机或交流异步电机中的一种或几种组合，电机的散热系统采用风冷散热、水冷散热或油冷散热中的一种或几种组合。4.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于：所述动力源包括内燃机及动力电池。5.根据权利要求4所述的混合动力传动系统，其特征在于：所述动力电池为铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、铁镍蓄电池、金属氧化物蓄电池、锌镍蓄电池、锂离子蓄电池、超级电容、氢燃料电池中的一种或几种组合。6.根据权利要求4所述的混合动力传动系统，其特征在于：所述内燃机为柴油发动机、汽油发动和天然气发动机中的一种或几种组合。7.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于：所述机械传动装置为液力传动装置，所述液力传动装置包括液力传动箱或机械换档箱、分动齿轮箱、车轴齿轮箱及轮对，其中液力传动箱的动力输入端与所述混合动力传动装置的电机系统相连接，动力输出端与所述分动齿轮箱相连接，分动齿轮箱、车轴齿轮箱与轮对依次连接。8.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于：所述机械传动装置包括液力传动装置和静液压传动装置，所述静液压传动装置包括走行液压泵、走行液压马达、传动液压泵、静液压传动离合器、液力传动箱、分动齿轮箱、减速齿轮箱及轮对，其中走行液压泵通过连接接口安装在液力传动箱上；所述走行液压泵的动力输入端与所述混合动力传动装置的电机系统相连接；走行液压泵的动力输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭睿，张衔，潘玉婷，钱宇恒，姬常杰，罗文全，
申请(专利权)人：中国铁建高新装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：