[发明专利]一种具有双动力的电传动地下矿用汽车

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有双动力的电传动地下矿用汽车，特别是涉及一种四轮独立电传动驱动的地下矿用。

背景技术

地下矿车是地下矿山采掘运输的关键设备，通常采用前后车架铰接式，即前车架11与后车架8通过铰接体9连接，铰接体具有铰接点和摆动环，其中，摆动环允许前车架11相对于后车架8独立转动，铰接点允许前车架11相对于后车架8可达到45°转向角，从而实现转向功能。当在不平坦的路面行驶时，能够保证所有车轮与地面接触，以维持整体的稳定性、通过性和最大生产率。

目前，地下矿车通常采用4X4的驱动方式，传动方式为液力机械传动，其结构相当复杂。

地下矿车由于运行工况复杂，需要配备专门的液力机械变速机构，该类型变速机构开发需要较长的周期及较高的成本。因此，液力机械变速机构已成为阻碍地下矿车系列化的主要因素。4X4的地下矿车要想实现全轮驱动，需要动力分配装置及三根以上的传动轴和中间支撑装置。考虑到四个车轮的运动轨迹不同，徐采用三个差速机构，同时为了保证车辆在泥泞湿滑路面或深坑路面具有驱动力，还必须为这五个差速机构配置相应的锁紧机构；另外，为了保证动力方向的改变及增大高档位的扭矩，还需要配置相应的主减机构。此外，由于地下矿车长时间在低速大扭矩工况下工作，液力变矩器的效率很低，液力变矩器和变速器及驱动桥的故障率相当高，维护成本高。

地下矿车主要工作在崎岖泥泞的地下巷道中，整车质心的高低对操控稳定性有很大的影响，而目前该类型车辆由于采用机械式传动结构，驱动桥只能采用非断开式，这样，货箱底部必须位于驱动桥上方，从而大大增加了地下矿车的重心及整车高度，影响了操控未定性，同时影响地下矿车在狭窄低矮的地下巷道中正常工作。

由于以上因素，液力机械式地下矿车目前只有国外少数几个企业有能力进行设计制造。

发明内容

本发明的目的：是通过架线动力提高地下矿用汽车的运输效率，降低地下矿井的污染；解决目前铰接式自卸车传动部分结构复杂、故障点多、设计制造难度大的问题，以及地下采矿作业环境、资源节约的问题，提供一种具有双动力的电传动电下矿用汽车。

本发明的技术方案是：一种具有双动力的电传动地下矿用汽车，该矿车包括一套完整的柴—电混合动力驱动系统和一套完整的架线供电驱动系统；2个前电动轮单元、2个后电动轮单元，所述4个电动轮单元分别独立驱动自卸车的四轮，所述4个电动轮单元具有完全的互换性；

所述地下矿车包括前车架、后车架、铰接体；前车架与后车架通过铰接体铰接；铰接体两侧分别安装有转向缸，用于车辆铰接转向。

上述技术方案可以进一步改进为：所述电动轮单元由以下三个部分组成：水冷交流异步电动机、三级行星齿轮减速器、轮边电机制动器；所述水冷交流异步电动机、三级行星齿轮减速器、轮边电机制动器通过螺栓连接。

进一步，驾驶室的顶部设有三相交流架线三相交流架线与第二整流器连接，所述的地下矿车柴油发动机与分动箱连接，再通过传动轴与交流同步发电机连接，发动机运转时带动分动箱与交流同步发电机工作，分动箱驱动液压油泵和水泵，交流同步发电机发出的电能用来驱动水冷交流异步电动机；所述发动机与分动箱采用机械连接，具体连接方式是：发动机飞轮与分动箱输入轴分别与重叠在一起的六片挠性盘通过螺栓连接，发动机工作时，发动机飞轮带动分动箱输入轴转动，分动箱通过齿轮啮合输出三部分功率，一部分驱动液压油泵，一部分驱动冷却水泵，一部分驱动交流同步发电机发出交流电，经过整流器整流，产生的直流电分别供给四个逆变器，逆变器经过逆变形成交流电再分别驱动四个轮边水冷交流异步电动机，四个水冷交流异步电动机分别把动力传递给四个减速器，实现动力的传输;

该系统采用集电弓实现架线驱动与柴电驱动的切换，通过安装在驾驶室顶部的集电弓将架线系统的三相交流母线上的电能直接经过第二整流逆将交流电变为稳定的直流电，再将该直流电传输至各车轮的控制器，该控制器再将直流电逆变为稳定的交流电，将此交流电传输至各控制器对应的轮边水冷交流异步电动机28，电动机转子转动，动力传至减速器，减速器采用三级行星齿轮传动，一、二级为差动轮系，三级为定轴轮系，经减速器变速后传至对应车轮，完成动力传输，此时的发动机处于怠速状态，只需要输出很小的功率来驱动冷却水泵以及液压油泵。

进一步，所述地下矿车包括四个控制器，分别对应左前轮控制器、右前轮控制器、左后轮控制器、右后轮控制器，每个控制器采用基于CAN总线的分布式网络控制，上位机采用嵌入式系统。