專(zhuān)利名稱(chēng)：電傳動(dòng)推土機(jī)行走驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新式電傳動(dòng)推土機(jī)行走驅(qū)動(dòng)裝 置，它采用三組雙向離合器，利用變頻驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有電傳動(dòng)推土機(jī)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，一般行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般是由兩個(gè)三相交流 電機(jī)和一個(gè)液壓馬達(dá)共同來(lái)完成的，當(dāng)推土機(jī)直線行走時(shí)由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，液壓馬達(dá)此時(shí) 不工作。當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)進(jìn)行差速轉(zhuǎn)向。而上述行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中有自身的缺點(diǎn)。使用液壓系統(tǒng)及液壓馬達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)向，使整 機(jī)的造價(jià)增高，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，不利于電傳動(dòng)推土機(jī)的推廣應(yīng)用。液壓馬達(dá)在實(shí)際工作中存 在著諸多缺點(diǎn)。第一，液壓的故障隱患不易發(fā)現(xiàn)，所以工作環(huán)境要求高，不能在超負(fù)荷和極 端環(huán)境工作，否則容易損壞。第二，液壓馬達(dá)的使用成本較高，包括馬達(dá)本身的造價(jià)和維護(hù) 的成本等，而且其維護(hù)成本隨著馬達(dá)的精密度隨之提高。第三，在負(fù)載突變的時(shí)候，傳動(dòng)比 不穩(wěn)定，由此會(huì)導(dǎo)致行走設(shè)備在工作中出現(xiàn)沖擊載荷，影響使用壽命。另外液壓馬達(dá)還存在 漏油，工作性能受溫度影響較大等不足之處。所以在很多工況中并不適合使用液壓馬達(dá)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)電傳動(dòng)推土機(jī)使用的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、成本 較高這一問(wèn)題?，F(xiàn)采用一種新的行走驅(qū)動(dòng)模塊，即三組雙離合器控制直線行駛與轉(zhuǎn)彎，采用 變頻驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)，來(lái)代替液壓系統(tǒng)及液壓馬達(dá)的動(dòng)力輸入，用來(lái)驅(qū)動(dòng)推土機(jī)的動(dòng)力傳 動(dòng)系，從而使推土機(jī)能夠進(jìn)行無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向。本實(shí)用新型的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，結(jié)合附圖說(shuō)明如下本實(shí)用新型由發(fā)動(dòng)機(jī)7、發(fā)電機(jī)6、功率逆變器5、電動(dòng)機(jī)、雙向離合器總成、差速轉(zhuǎn) 向機(jī)構(gòu)組成，其中的電動(dòng)機(jī)為三個(gè)，雙向離合器總成為三組，其中三個(gè)電動(dòng)機(jī)中的電動(dòng)機(jī)4、 功率逆變器5、發(fā)電機(jī)6和發(fā)動(dòng)機(jī)7串聯(lián)聯(lián)接，第一組雙向離合器總成由齒輪1、前離合器A、 軸I 2、后離合器B、齒輪3和電動(dòng)機(jī)4組成，其中軸I 2分別與離合器A、離合器B固聯(lián)，且 軸I 2的右端與電動(dòng)機(jī)4聯(lián)接，差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的軸II 13平行于軸I 2，太陽(yáng)輪19、太陽(yáng)輪 15和太陽(yáng)輪8均固聯(lián)于軸II 13上；第一組雙向離合器總成由控制系統(tǒng)分別控制前離合器 A和后離合器B的結(jié)合或分離，當(dāng)前離合器A結(jié)合時(shí)，齒輪1與行星齒圈22嚙合，此時(shí)后離 合器B處于分離狀態(tài)，齒輪3與行星架14分離，當(dāng)前離合器A分離時(shí)，后離合器B結(jié)合時(shí)， 齒輪3與行星架14嚙合；第二、三組雙向離合器總成分別與另外二個(gè)電動(dòng)機(jī)聯(lián)接。三組雙向離合器總成的布置方式為繞軸II 13周向120度布置；齒輪1、齒輪101 和齒輪102周向120度布置，均與行星齒圈22的外齒嚙合，齒輪3、齒輪31和齒輪32周向 120度布置，均與行星架14嚙合；前離合器A、前離合器Al、前離合器A2繞軸II 13周向120 度布置，后離合器B、前離合器Bi、前離合器B2繞軸II 13周向120度布置。每組雙向離合器，比如取第一組雙向離合器來(lái)說(shuō)明，它與其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)相連，雙向離合器由前離合器Α、后離合器B組成，由離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別控制前離合器Α、后離合器 B的結(jié)合或分離，當(dāng)前離合器A結(jié)合時(shí)，齒輪1向行星齒圈22傳遞動(dòng)力，此時(shí)后離合器B處 于分離狀態(tài)，即齒輪3不向行星架14傳遞動(dòng)力，同理，當(dāng)前離合器A分離時(shí)，后離合器B結(jié) 合時(shí)，齒輪3向行星架14傳遞動(dòng)力。 取第一組雙向離合器總成來(lái)說(shuō)明，是由齒輪1、前離合器A、軸2、后離合器B、齒輪 3、電動(dòng)機(jī)4組成，每組這樣的雙向離合器總成的布置方式為繞軸13周向120度布置三組。 這樣可以利用變頻驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)為直線行駛或轉(zhuǎn)彎合理分配功率，同時(shí)還可以進(jìn)行無(wú)級(jí) 轉(zhuǎn)向，即轉(zhuǎn)向半徑從零到無(wú)窮大。當(dāng)推土機(jī)直線行駛時(shí)，雙向離合器的前離合器A、Al、A2必須處于分離狀態(tài)，與齒 輪1、101、102相嚙合的行星齒圈22必須固定，而后離合器B、Bi、B2處于結(jié)合狀態(tài)，此時(shí)齒 輪3、31、32與行星架14嚙合，這樣才能保證差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的左端輸出軸20和右端輸出軸 9的速度相同。左端輸出軸20和右端輸出軸9的速度只所以相同，是由差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的參 數(shù)決定的。電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定直線行駛的速度，直線行駛的功率由正在工作的電動(dòng)機(jī)的 個(gè)數(shù)所決定。當(dāng)推土機(jī)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)向半徑的不同，由轉(zhuǎn)向控制模塊決定功率的分配 以及電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即控制三組雙向離合器的結(jié)合與分離。比如要實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，可 以使前離合器A、A1、A2結(jié)合，后離合器B、B1、B2分離，這樣動(dòng)力傳給了行星齒圈22，而行星 架14無(wú)動(dòng)力輸入。本實(shí)用新型的有益效果在于(1)成本低。因?yàn)楸灸K取代了復(fù)雜的液壓系統(tǒng)及液壓馬達(dá)，采用三組雙離合器來(lái) 驅(qū)動(dòng)差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線行駛與轉(zhuǎn)彎。(2)無(wú)需換擋裝置。通過(guò)控制離合器的結(jié)合與分離，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊。(3)傳動(dòng)效率高。因?yàn)閭鲃?dòng)系統(tǒng)采用機(jī)械傳動(dòng)，所以具有最高的傳動(dòng)效率。(4)控制簡(jiǎn)單。由于只是操作雙向離合器的結(jié)合與分離，所以控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易實(shí) 現(xiàn)。

圖1為電傳動(dòng)推土機(jī)行走驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖2為一組雙向離合器總成結(jié)構(gòu)示意圖圖3為前離合器的右視圖圖4為后離合器的右視圖其中A.前離合器 Al.前離合器 A2.前離合器 B.后離合器 Bi.后離合 器B2.后離合器1.齒輪2.軸I 3.齒輪4.電動(dòng)機(jī)5.功率逆變器6.發(fā)電機(jī) 7.發(fā)動(dòng)機(jī)8.太陽(yáng)輪9.右端輸出軸10.行星架11.行星齒輪12.行星齒圈13.軸 II 14.行星架15.太陽(yáng)輪16.行星齒輪17.行星齒圈18.行星齒輪19.太陽(yáng)輪 20.左端輸出軸 21.行星架 22.行星齒圈 31.齒輪32.齒輪 101.齒輪 102.齒輪 181.行星齒輪182.行星齒輪
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型由發(fā)動(dòng)機(jī)7、發(fā)電機(jī)6、功率逆變器5、電動(dòng)機(jī)、雙向離合器總成、差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成，其中電動(dòng)機(jī)為三個(gè)，雙向離合器總成為三組，電動(dòng)機(jī)4、功率逆變器5、發(fā)電機(jī)6 和發(fā)動(dòng)機(jī)7串聯(lián)聯(lián)接，第一組雙向離合器總成由齒輪1、前離合器A、軸I 2、后離合器B、齒 輪3和電動(dòng)機(jī)4組成，軸I 2分別與離合器A、離合器B固聯(lián)，且軸I 2的右端與電動(dòng)機(jī)4連 接，軸II 13平行于軸I 2，太陽(yáng)輪19、太陽(yáng)輪15和太陽(yáng)輪8均固聯(lián)于軸II 13上；第一組 雙向離合器總成由控制系統(tǒng)分別控制前離合器A和后離合器B的結(jié)合或分離，當(dāng)前離合器A 結(jié)合時(shí)，齒輪1與行星齒圈22嚙合，此時(shí)后離合器B處于分離狀態(tài)，齒輪3與行星架14分 離，當(dāng)前離合器A分離時(shí)，后離合器B結(jié)合時(shí)，齒輪3與行星架14嚙合；第二、三組雙向離合 器總成分別與另外二個(gè)電動(dòng)機(jī)連接。三組雙向離合器總成的布置方式為繞軸II 13周向120度布置；齒輪1、齒輪101 和齒輪102周向120度布置，均與行星齒圈22的外齒嚙合，齒輪3、齒輪31和齒輪32周向 120度布置，均與行星架14嚙合；前離合器A、前離合器Al、前離合器A2繞軸II 13周向120 度布置，后離合器B、前離合器Bi、前離合器B2繞軸II 13周向120度布置。電傳動(dòng)推土機(jī)行走驅(qū)動(dòng)裝置使用了三組雙向離合器，利用變頻驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)來(lái) 實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向，即該機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向半徑可以從零到無(wú)窮。在電傳動(dòng)推土機(jī)行駛過(guò)程中，我們將推土機(jī)行駛工況分為如下幾種運(yùn)行狀態(tài)1.直線行駛狀態(tài)從發(fā)動(dòng)機(jī)7發(fā)出的動(dòng)力直接由發(fā)電機(jī)6發(fā)出電力，經(jīng)功率逆變 器5轉(zhuǎn)換，傳到電動(dòng)機(jī)4上，根據(jù)直線行駛中需要的動(dòng)力的大小，由控制單元決定需要使用 電動(dòng)機(jī)的數(shù)量，由是否前進(jìn)后退決定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定推土機(jī)前進(jìn)后退 的急或緩。當(dāng)直線行駛時(shí)，后離合器B結(jié)合，前離合器A分離，此時(shí)動(dòng)力由齒輪3傳到行星 架14上，而此時(shí)的行星齒圈22被固定，這樣才能保證左端輸出軸20、右端輸出軸9以相同 的速度前進(jìn)或后退。根據(jù)直線行駛所需動(dòng)力的大小而決定所需電動(dòng)機(jī)的個(gè)數(shù)。2.原地轉(zhuǎn)向行駛狀態(tài)與直線行駛狀態(tài)不同的是，當(dāng)動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)4輸出后，此時(shí) 后離合器B分離，前離合器A結(jié)合，動(dòng)力從齒輪1輸入到行星齒圈22，而齒輪3處于空載狀 態(tài)，動(dòng)力由齒輪1傳到行星齒圈22，到行星輪18后分兩路一路由行星架(低速大轉(zhuǎn)矩)至 左端輸出軸20;另一路經(jīng)太陽(yáng)輪19(高速小轉(zhuǎn)矩，其旋轉(zhuǎn)方向與行星齒圈相反)到軸13，到 太陽(yáng)輪8，傳到行星架11，至右端輸出軸9輸出?？刂茊卧鶕?jù)轉(zhuǎn)彎過(guò)程的急緩來(lái)決定需要 使用電動(dòng)機(jī)的數(shù)量及轉(zhuǎn)動(dòng)速度。 3.轉(zhuǎn)彎行駛狀態(tài)此狀態(tài)處于直線行駛狀態(tài)和原地轉(zhuǎn)向狀態(tài)之間。此種狀態(tài)三個(gè) 電動(dòng)機(jī)都處于工作中。(1)當(dāng)緩轉(zhuǎn)彎時(shí)，控制單元使第一組雙向離合器中的一個(gè)前離合器A 處于結(jié)合狀態(tài)，另一個(gè)后離合器B處于分離狀態(tài)；另外兩組雙向離合器的兩個(gè)前離合器Al、 A2處于分離狀態(tài)，兩個(gè)后離合器Bi、B2處于結(jié)合狀態(tài)。這樣會(huì)使一側(cè)的輸出速度增加，另 一側(cè)的輸出速度減小。(2)當(dāng)急轉(zhuǎn)彎時(shí)，控制單元使兩組雙向離合器中的兩個(gè)前離合器Al、 A2處于結(jié)合狀態(tài)，另兩個(gè)后離合器Bi、B2處于分離狀態(tài)；另外第一組雙向離合器的前離合 器A處于分離狀態(tài)，后離合器B處于結(jié)合狀態(tài)。這樣會(huì)使一側(cè)的輸出速度繼續(xù)增加，另一側(cè) 的輸出速度繼續(xù)減小。
權(quán)利要求1.一種電傳動(dòng)推土機(jī)行走驅(qū)動(dòng)裝置，由發(fā)動(dòng)機(jī)(7)、發(fā)電機(jī)(6)、功率逆變器(5)、電動(dòng) 機(jī)、雙向離合器總成、差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成，其特征在于所述的電動(dòng)機(jī)為三個(gè)，雙向離合器總 成為三組，其中三個(gè)電動(dòng)機(jī)中的電動(dòng)機(jī)G)、功率逆變器(5)、發(fā)電機(jī)(6)和發(fā)動(dòng)機(jī)(7)串聯(lián) 聯(lián)接，第一組雙向離合器總成由齒輪(1)、前離合器(A)、軸I O)、后離合器(B)、齒輪(3)和 電動(dòng)機(jī)⑷組成，其中軸1(2)分別與離合器(A)、離合器⑶固聯(lián)，且軸1(2)的右端與電 動(dòng)機(jī)(4)聯(lián)接，差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的軸11(13)平行于軸K2)，太陽(yáng)輪(19)、太陽(yáng)輪(15)和太 陽(yáng)輪(8)均固聯(lián)于軸11(13)上；第一組雙向離合器總成由控制系統(tǒng)分別控制前離合器(A) 和后離合器(B)的結(jié)合或分離，當(dāng)前離合器(A)結(jié)合時(shí)，齒輪(1)與行星齒圈02)嚙合，此 時(shí)后離合器(B)處于分離狀態(tài)，齒輪(3)與行星架(14)分離，當(dāng)前離合器(A)分離時(shí)，后離 合器(B)結(jié)合時(shí)，齒輪(3)與行星架(14)嚙合；第二、三組雙向離合器總成分別與另外二個(gè) 電動(dòng)機(jī)聯(lián)接。
2.按權(quán)利要求1所述的電傳動(dòng)推土機(jī)行走驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述的三組雙向離合 器總成的布置方式為繞軸II (13)周向120度布置；齒輪(1)、齒輪(101)和齒輪(102)周 向120度布置，均與行星齒圈02)的外齒嚙合，齒輪(3)、齒輪(31)和齒輪(32)周向120 度布置，均與行星架(14)嚙合；前離合器(A)、前離合器(Al)、前離合器(A2)繞軸11(13) 周向120度布置，后離合器(B)、前離合器(Bi)、前離合器(B2)繞軸11(13)周向120度布 置。
專(zhuān)利摘要電傳動(dòng)推土機(jī)行走驅(qū)動(dòng)裝置屬工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、功率逆變器、三個(gè)電動(dòng)機(jī)、三組雙向離合器總成和差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成，雙向離合器總成包括前離合器和后離合器，每個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出軸與相應(yīng)的雙向離合器的輸入軸相聯(lián)，雙向離合器總成與差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相聯(lián)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)相聯(lián)，采用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，通過(guò)控制雙向離合器的結(jié)合分離實(shí)現(xiàn)控制直線行走與轉(zhuǎn)彎時(shí)的功率分配。本實(shí)用新型部件少、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、控制簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉。
文檔編號(hào)B60K17/02GK201914108SQ20102069231
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者孔德文, 李濤, 王宏菲 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)