轨道车辆用驱动系统及使用其的轨道车辆技术方案

本发明专利技术提供一种轨道车辆用驱动系统，其由发电电动机辅助，作为变速器，在前进和后退中，得到用于使速度档数和各速度档下的齿轮比相等的齿轮排列，并且，能够与发电电动机组合。用输入轴（３０）接受发动机（１４）的输出的变速器（１５）是组合前进用齿轮列（３１）及后退用齿轮列（３２）和在与输出轴（４５）之间具有不同的变速齿轮档（５１～５４）的两个中间轴（４１、４２）而构成的。通过将第一离合器（４３）或第二离合器（４４）有选择地切换／连接，将前进用齿轮列（３１）和后退用齿轮列（３２）的任一个的旋转向任一个中间轴（４１、４２）传递。若选择变速齿轮档（５１～５４），则无论轨道车辆的前进和后退，均得到相同的速度档数和齿轮比。基于发电电动机（１８）的辅助力从差动机构（５５）通过两个中间轴（４１、４２）向输出轴（４５）赋予。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具备给将发动机的旋转输出变速而输出的变速器的轨道 车辆用驱动系统及使用其的轨道车辆。
技术介绍
现有的内燃机车的驱动系统构成为将柴油发动机之类的发动机的输 出向变速器(传动装置)输入，将变速器的输出经由驱动轴向车轮传递的 系统。在该系统中，变速是均通过变速器来进行。另一方面，作为其他方 式的驱动系统，提出了如下系统，S卩，将发动机的输出均向发电机输入， 将发电机输出的电能向逆变器输入，变换频率，并电驱动在底盘具备的马 达。即使发动机停止，也能够利用来自电池的电力，运行马达。在该方式 的驱动系统中，在减速再生时，根据全负荷或车辆的运行状态，从逆变器 向电池充电成为剩余的电力。在具有两个中间轴的桥式变速器中，还有在输入轴和中间轴之间设置 有后退齿轮的结构(参照专利文献1)。该变速器是在与发动机连接的变速 器输入轴和变速器输出轴之间设置第一、第二中间轴，在该中间轴、输入 轴及该中间轴和输出轴之间配置变速齿轮，以两组变速齿轮比之积确定变 速比，进而在两个中间轴之间连接差动装置，在该差动装置的第三轴连接 电动机，将发动机扭矩临时担载于马达，由此进行主动变速的主动变换变 速器。只要不增加啮合离合器的数量，释放输入轴的变速齿轮，就能够切 断发动机，消除再生制动时的连同发动机的旋转损失。然而，该主动变换 变速器为汽车用，因此，后退齿轮仅为一个(一方)。另外，提出了在双离合器式自动变速器的两个冷却轴之间插入电动 机，控制电动机的扭矩和转速，进行圆滑且有效的变速控制，并且，能够实现蠕变控制、空转终止启动控制、R—D、 D—R选择控制等的变速器(参 照专利文献2)。在该建议中，包括在中间轴的一方设置有固定制动器或固定离合器的结构，但其目的限于发动机起动用。专利文献1日本特开2005 — 76875号公报；专利文献2WO01/66971。
技术实现思路
在内燃机车之类的轨道车辆中，与汽车(前进第一 四速、后退R) 不同，需要将前进和后退在相同的变速环境中运行。即，对于内燃机车要 求不改变车辆的结构机构，在上行和下行时，需要能够将前进/后退以相同 的速度档变速。因此，在用电动机辅助的轨道车辆用驱动系统中，作为变 速器，在前进和后退中，得到用于使速度档数和各速度档中的齿轮比相等 的齿轮排列，并且，能够与电动机组合这一点上存在应解决的问题。本专利技术的轨道车辆用驱动系统，其具备发动机及将该发动机的旋转输出变速而输出的变速器，将该变速器的输出轴的旋转向轨道车辆的驱动轮传递，所述轨道车辆用驱动系统的特征在于，所述变速器具备第一中 间轴及第二中间轴，其与输入轴并列设置；多组的变速齿轮档，其啮合于所述第一中间轴或第二中间轴与所述输出轴之间而设置，有选择地进行动力传递；前进用齿轮列及后退用齿轮列，其设置于所述输入轴和所述两中 间轴之间，有选择地传递所述输入轴的旋转，通过所述前进用齿轮列或所 述后退用齿轮列的选择与多组的所述变速齿轮档的选择的组合而得到的 速度档数在前进和后退中相等，所述轨道车辆用驱动系统具备发电电动 机，所述发电电动机在与电池之间经由逆变器输入输出电力，所述发电电 动机在与配备于所述变速器的所述第一中间轴及/或所述第二中间轴之间 传输旋转力。根据本专利技术的轨道车辆用驱动系统可知，变速器在与输出轴之间装入 具有不同的变速齿轮档的两个中间轴和前进用齿轮列及后退用齿轮列，因 此，无论轨道车辆的前进和后退，均得到相同的速度档数和齿轮比。而且， 基于发电电动机的辅助旋转力通过变速器向输出轴赋予。进而，通过具备 接受变速器的输出的一部分或全部的输入而发电的发电电动机，该驱动系 统构成为将来自发动机的动力和来自发电电动机的电动机输出有选择向 铁道车辆的驱动轮传递的混合驱动系统，能够将发动机的剩余动力使用于发电，贮存为电能，进而，通过轨道车辆的制动时发电，能够将运动能作 为再生能量来回收，能够对节省能源起到贡献作用。可以在该轨道车辆用驱动系统中，在所述发电电动机和所述第一中间 轴及所述第二中间轴之间夹设有差动机构，所述发电电动机与所述差动机 构的差动输出轴连接。基于发电电动机的辅助旋转力通过第一中间轴或第 二中间轴向输出轴赋予，在第一中间轴和第二中间轴之间产生速度差时， 能够由差动机构来吸收。可以在该轨道车辆用驱动系统中，在所述差动机构与所述第一及第二 中间轴的至少一方之间串联配置有包括多个齿轮的连接齿轮列，并设置有 约束所述连接齿轮列的该齿轮的旋转的固定离合器。通过在差动机构设置 约束串联配置的连接齿轮列的该齿轮的旋转的固定离合器，两个中间轴中 不经由差动机构而连接的一方的中间轴的旋转被停止，将发电电动机作为 电动机运行而启动时的马达启动或将发电电动机作为发电机运行时的发 电时，能够提高控制的容易度和发电效率。可以在该轨道车辆用驱动系统中，所述发电电动机独立于所述变速器 安装于所述轨道车辆的车体，所述差动机构的向所述发电电动机连接的连 接轴安装于所述变速器的外部，所述连接轴和所述发电电动机之间经由挠 性联轴器连结。对于在轨道车辆用驱动系统中使用的设备，作为维修检查 作业的一环，需要按一定的周期来维护。发电电动机是比较完整的设备且 几乎没有滑动切换磨损的部分。与其相比，变速器是使用齿轮的啮合或离 合器的滑接的设备，因此，磨损引起的部件更换或磨损粉除去等所需的维 护周期短。发电电动机独立于变速器安装于所述车体的情况下，由于这样 的维护周期的差异，将发电电动机和变速器从车辆主体拆下的时期不同。 为了应对此，经由万向联轴器或挠性联轴器等挠性联轴节连结发电电动机 和变速器之间。通过这样的联轴节构造，能够使变速器和发电电动机独立， 将发电电动机设置于变速器的后方，能够容易且有效地进行发电电动机和 变速器的自车体的拆下或再安装、或相互的分离和再次连接的作业。可以在构成为混合驱动系统的上述轨道车辆用驱动系统中，在车辆停 车时及惯性运动时等所述发动机不作为车辆牵引力使用时，分离所有的所 述变速齿轮档，并连接所述固定离合器，有选择地与在所述连接齿轮列未直接连接的一方的所述中间轴上配置的所述前进用齿轮列及后退用齿轮 列的任一方连接，将所述发动机的输出经由所述差动机构向所述发电电动 机传递而发电。通过这样构成，在车辆停车时及惯性运动时等发动机不作 为车辆牵引力使用时，发动机的输出能够不经由任一个变速齿轮档传递而经由差动机构向发电电动机传递，在发电电动机中发电。可以在构成为混合驱动系统的上述轨道车辆用驱动系统中，在连接所 述变速齿轮档的任一个而进行的行驶中，连接在该变速齿轮档未连接的一 方的所述中间轴上配置的其他所述变速齿轮档的一个，利用所述差动机构 将所述第一中间轴和所述第二中间轴的旋转差向所述发电电动机传递而 发电。通过这样构成，即使发动机的驱动力经由任一个变速齿轮档用作车 辆牵引力，也通过连接在另一方的中间轴配置的其他所述变速齿轮档的一 个，能够利用差动机构将第一中间轴和所述第二中间轴的旋转差向发电电 动机传递，在发电电动机中进行发电。可以在构成为混合驱动系统的上述轨道车辆用驱动系统中，连接在所 述连接齿轮列未直接连接的一方的所述中间轴上配置的所述变速齿轮档 的任一个而进行的行驶中，分离在所述连接齿轮列直接连接的一方的所述 中间轴配置的所有的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道车辆用驱动系统，其具备：发动机及将该发动机的旋转输出变速而输出的变速器，将该变速器的输出轴的旋转向轨道车辆的驱动轮传递，所述轨道车辆用驱动系统的特征在于，　所述变速器具备：　第一中间轴及第二中间轴，其与输入轴并列设置；　 　多组的变速齿轮档，其啮合于所述第一中间轴或第二中间轴与所述输出轴之间而设置，有选择地进行动力传递；　前进用齿轮列及后退用齿轮列，其设置于所述输入轴和所述两中间轴之间，有选择地传递所述输入轴的旋转，　通过所述前进用齿轮列或所 述后退用齿轮列的选择与多组的所述变速齿轮档的选择的组合而得到的速度档数在前进和后退中相等，　所述轨道车辆用驱动系统具备发电电动机，所述发电电动机在与电池之间经由逆变器输入输出电力，　所述发电电动机在与配备于所述变速器的所述第一中 间轴及／或所述第二中间轴之间传输旋转力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：柿沼博彦，佐藤岩，井原祯之，稻场匡，中村秀树，柄泽亮，小野贵博，
申请(专利权)人：北海道旅客铁道株式会社，株式会社日立NICO传动设备，
类型：发明
国别省市：JP[日本]