一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包的制作方法

1.本发明属于铁路交通技术领域，具体是涉及一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包。

背景技术：

2.目前我国铁路轨道车、作业车动力系统多为单一的动力源，如内燃机械传动、内燃液力传动、内燃电传动、纯电动。
3.长期的实践应用表明，内燃传动的方式稳定可靠，但是随着国家环保要求的日益严格、节能减排要求的提高以及清洁能源的发展，单一内燃传动的方式显现出很大弊端，如污染严重、噪声污染严重，尤其是在隧道作业时，尾气以及噪声污染尤为严重。
4.纯电动轨道车采用锂电池为动力源，虽然噪声低，无污染，但是由于受蓄电池电量以及电池成本限制，以单一锂电池为动力源的纯电动轨道车只能在特定区间运行。
5.现有技术一的技术方案轨道车现有动力系统多为以柴油机为单一动力源，两轴机械传动的传动系统如图3：现有机械传动两轴重型轨道车的动力及传动系统主要由柴油机、离合器、变速箱、传动轴、换向分动箱、车轴齿轮箱等部件组成，为了从中部换向分动箱获得动力，两个车轴齿轮箱输入端为面对面布置。
6.该现有技术一的缺点现有内燃机械传动的传动系统缺点：（1）以柴油机为单一动力源，环境以及噪声污染严重；（2）传统机械传动的变速箱多为手动变速箱，整车布置有局限，需配合换挡机构的位置；（3）传统机械传动的变速箱多为手动变速箱，司机操纵控制繁琐，劳动强度大。
7.现有技术二的技术方案以锂电池供电、永磁交流牵引电机提供动力的纯电动两轴纯电动系统，以及杜绝地铁隧道施工过程中的尾气排放，实现低噪音、零排放，清洁施工。
8.该现有技术二的缺点（1）受电池电量制约，其只能在特定区间使用。
9.（2）由于电池需要外接充电装置，所以对整车的存放位置有要求，需有充电接口。

技术实现要素：

10.本发明为解决目前内燃机传动存在尾气污染较重、而电动驱动又受限于电池电量以及成本的技术问题，提供一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包。
11.本发明是采用如下技术方案实现的：一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，包括安装框架，安装框架内由非输出端向输出端依次安装有柴油机和混合传
动装置；所述混合传动装置包括由非输出端向输出端依次安装的离合器、牵引电机、换向箱、自动变速箱，自动变速箱的输出接口进行动力输出；所述柴油机通过离合器与牵引电机连接，牵引电机与换向箱、换向箱与自动变速箱均采用花键轴连接。
12.本发明研发了一种混合动力传动动力包，其将以柴油机为动力的内燃机械传动方式与以锂电池为动力源的纯电动传动方式进行集成，以解决现有技术中存在的问题。
13.本发明将换向箱布置在牵引电机与自动变速箱中间，相对于将换向箱后置，此方案使换向箱承受的扭矩相对减小，可大大减小换向箱的体积，提高空间利用率。
14.进一步的，安装框架上在靠近非输出端的外部一侧安装有电控系统；所述电控系统与牵引电机、离合器和柴油机相连接。
15.安装框架上在靠近输出端的外部两侧分别安装有柴油机辅助系统和冷却系统。
16.采用本发明所述的混合动力包，可以有三种工作模式；
①ꢀ
纯电模式：采用纯电模式工作时，离合器断开，锂电池组为牵引电机提供动力源，牵引电机带动换向箱-自动变速箱，完成动力传输，由牵引电机的正、反转完成换向；
②ꢀ
柴油机工作模式：离合器闭合，以柴油机为动力源，柴油机动力通过离合器传输到牵引电机-换向箱-自动变速箱输出端，完成动力传输；需要换向时，控制器信号传输到电控系统，通过控制换向箱的换向档位来完成换向操作；此时，牵引电机作为发电机，可以为锂电池组充电；
③ꢀ
混合动力模式：离合器闭合，以柴油机和锂电池组为动力源，功率能够叠加。
17.本发明的技术特点：（1）以锂电池供电、永磁交流牵引电机提供动力的纯电动传动方式可以有效降低轨道车使用过程中的噪音等级，以及杜绝地铁隧道施工过程中的尾气排放，实现低噪音、零排放，清洁施工。
18.（2）混合动力包的变速箱采用自动变速箱，可使整车摆脱繁杂的手动换挡机构，优化整车布局。
19.（3）该动力包所用电机为永磁牵引电机，其可以作为发电机给牵引蓄电池充电，摆脱电池电量以及电池充电的制约。
20.（4）该动力包结构紧凑，体积小，采用模块化设计，可大大节省整车布置空间。
21.本发明技术方案带来的有益效果：（1）在隧道施工采用纯电模式，低噪音、零排放，可极大改善施工环境；（2）换向箱采用中置布置，可减小换向箱承受的扭矩，减小换向箱的体积，提高空间利用率。
附图说明
22.图1 本发明混合动力包的立体结构示意图。
23.图2本发明混合动力包的俯视结构示意图。
24.图3现有技术中心两轴机械传动轨道车传动系统的结构示意图。
25.1-安装框架；2-柴油机辅助系统；3-电控系统；4-柴油机；5-冷却系统；6-悬挂系统；7-混合传动装置，8-离合器，9-变速箱，10-传动轴，11-换向分动箱，12-车轴齿轮箱。
具体实施方式
26.实施例1如图1、2所示，一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，包括安装框架1，安装框架1内由非输出端向输出端依次安装有柴油机4和混合传动装置7；所述混合传动装置7包括由非输出端向输出端依次安装的离合器、牵引电机、换向箱、自动变速箱，自动变速箱的输出接口进行动力输出；所述柴油机通过离合器与牵引电机连接，牵引电机与换向箱、换向箱与自动变速箱均采用花键轴连接。安装框架上在靠近非输出端的外部一侧安装有电控系统3；所述电控系统3与牵引电机、离合器和柴油机相连接。安装框架1上在靠近输出端的外部两侧分别安装有柴油机辅助系统2和冷却系统5。安装框架的四角上方分别安装有悬挂系统6。
27.实施例2还包括电气接口，所述电气接口包括电源接口和控制接口；所述电源接口用于连接牵引电机和外部蓄电池；所述控制接口用于实现电控系统与牵引电机、离合器和柴油机的连接；电源接口和控制接口均集成在一个控制盒内，控制盒安装在电控系统3上。
28.实施例4如图1、2所示，所述安装框架1由前后横梁、连接在前后横梁之间的左、右纵梁组成；前后横梁均由上部桁架、由上部桁架底部向下延伸的一对竖架以及连接在一对竖架之间的下部桁架组成，其中上部桁架的两端均由一对竖架的连接点向外伸出；左、右纵梁均包括一对呈上下排布的梁；前后横梁以及左右纵梁之间构成内部安装空间，所述柴油机安装在内部安装空间的后端，混合传动装置的离合器、牵引电机、换向箱、自动变速箱由后向前布置且自动变速箱的输出接口由前横梁的中心伸出；柴油机辅助系统和冷却系统安装在靠近前横梁的左、右纵梁外侧，电控系统安装在左纵梁靠近后横梁的外侧。上述安装框架的结构有助于各部件的布局。
29.柴油机4通过弹性减振单元与动力包框架连接，框架吊挂装置内部设有减振单元，通过螺栓接口与车间相连，并装有防脱装置，防止发生意外掉落。
30.柴油机通过离合器与牵引电机连接，牵引电机与换向箱、换向箱与自动变速箱均采用花键轴连接，箱体采用螺栓固定连接。自动变速箱输出接口可通过万向轴与转向架车轴齿轮箱连接，进行动力传输。
31.本发明可采用三种工作模式：纯电模式：采用纯电模式工作时，离合器断开，锂电池组为牵引电机提供动力源，牵引电机带动换向箱-自动变速箱，完成动力传输，由牵引电机的正、反转完成换向。
32.柴油机工作模式：离合器闭合，以柴油机为动力源，柴油机动力通过离合器传输到牵引电机-换向箱-自动变速箱输出端，完成动力传输。需要换向时，控制器信号传输到电控系统，通过控制换向箱的换向档位来完成换向操作；此时，牵引电机作为发电机，可以为锂电池组充电。
33.混合动力模式：离合器闭合，以柴油机和锂电池组为动力源，功率可叠加，牵引能力更强，适合在长大坡道工作。
34.本发明的技术关键点：（1）本动力包各部件的布置自柴油机至自动变速箱输出端依次为：柴油机-离合器-牵引电机-换向箱-自动变速箱。
35.（2）换向箱采用中置布置，可减小换向箱承受的扭矩，减小换向箱的体积，提高空间利用率。

技术特征：

1.一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，包括安装框架，其特征在于：安装框架内由非输出端向输出端依次安装有柴油机和混合传动装置；所述混合传动装置包括由非输出端向输出端依次安装的离合器、牵引电机、换向箱、自动变速箱，自动变速箱的输出接口进行动力输出；所述柴油机通过离合器与牵引电机连接，牵引电机与换向箱、换向箱与自动变速箱均采用花键轴连接。2.如权利要求1所述的一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，其特征在于，安装框架上在靠近非输出端的外部一侧安装有电控系统；所述电控系统与牵引电机、离合器和柴油机相连接。3.如权利要求2所述的一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，其特征在于，安装框架上在靠近输出端的外部两侧分别安装有柴油机辅助系统和冷却系统。4.如权利要求4所述的一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，其特征在于，安装框架的四角上方分别安装有悬挂系统。5.如权利要求1-4任一项所述的一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，其特征在于，还包括电气接口，所述电气接口包括电源接口和控制接口；所述电源接口用于连接牵引电机和外部蓄电池；所述控制接口用于实现电控系统与牵引电机、离合器和柴油机的连接。6.如权利要求5所述的一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，其特征在于，电源接口和控制接口均集成在一个控制盒内。7.如权利要求4所述的一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，其特征在于，所述安装框架由前、后横梁、连接在前、后横梁之间的左、右纵梁组成；前、后横梁均由上部桁架、由上部桁架底部向下延伸的一对竖架以及连接在一对竖架之间的下部桁架组成，其中上部桁架的两端均由一对竖架的连接点向外伸出；左、右纵梁均包括一对呈上下排布的梁；前、后横梁以及左右纵梁之间构成内部安装空间，所述柴油机安装在内部安装空间的后端，混合传动装置的离合器、牵引电机、换向箱、自动变速箱由后向前布置且自动变速箱的输出接口由前横梁的中心伸出；柴油机辅助系统和冷却系统安装在靠近前横梁的左、右纵梁外侧，电控系统安装在左纵梁靠近后横梁的外侧。8.如权利要求7所述的一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，其特征在于，柴油机通过弹性减振单元与安装框架连接，悬挂系统内部设有减振单元，通过螺栓接口与车架相连，并装有防脱装置；牵引电机、换向箱、离合器、自动变速箱均采用螺栓与安装框架固定连接。9.如权利要求2、3、4、7、8任一项所述的一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，其特征在于，牵引电机和外部锂电池组相连接；所述混合动力传动包有三种工作模式；
①ꢀ
纯电模式：采用纯电模式工作时，离合器断开，锂电池组为牵引电机提供动力源，牵引电机带动换向箱-自动变速箱，完成动力传输，由牵引电机的正、反转完成换向；
②ꢀ
柴油机工作模式：离合器闭合，以柴油机为动力源，柴油机动力通过离合器传输到牵引电机-换向箱-自动变速箱输出端，完成动力传输；需要换向时，控制器信号传输到电控系统，通过控制换向箱的换向档位来完成换向操作；此时，牵引电机作为发电机，可以为锂电池组充电；
③ꢀ
混合动力模式：离合器闭合，以柴油机和锂电池组为动力源，功率能够叠加。

技术总结

本发明属于铁路交通技术领域，具体是涉及一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包。解决了目前内燃机传动存在尾气污染较重、而电动驱动又受限于电池电量以及成本的技术问题。一种应用于铁路轨道车、作业车用混合动力传动动力包，包括安装框架，安装框架内由非输出端向输出端依次安装有柴油机和混合传动装置；所述混合传动装置包括由非输出端向输出端依次安装的离合器、牵引电机、换向箱、自动变速箱，自动变速箱的输出接口进行动力输出；所述柴油机通过离合器与牵引电机连接，牵引电机与换向箱、换向箱与自动变速箱均采用花键轴连接。本动力包的换向箱采用中置布置，可减小换向箱承受的扭矩，减小换向箱的体积，提高空间利用率。间利用率。间利用率。