工程機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工程機(jī)械，尤其是采用自卸卡車(chē)或卡車(chē)的形式、具有柴油電動(dòng)牽引驅(qū)動(dòng)器的工程機(jī)械，包括:至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)、至少一個(gè)交流發(fā)電機(jī)、至少一組動(dòng)力電子裝置以及至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002]自卸卡車(chē)或所謂的大型自卸卡車(chē)主要用于采煤操作或采礦操作中，以運(yùn)輸所開(kāi)采的煤、礦物和礦石。這些大批量材料自卸設(shè)備的被制造為:尺寸大于90米、重量和有效負(fù)載高達(dá)數(shù)百?lài)崳蛊渚哂泻艽蟮恼w尺度。
[0003]柴油電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器用作牽引驅(qū)動(dòng)器，其中由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能在交流發(fā)電機(jī)的協(xié)助下被轉(zhuǎn)化為電能以向電動(dòng)牽引驅(qū)動(dòng)器供電。該過(guò)程的原因是:柴油發(fā)動(dòng)機(jī)如同所有內(nèi)燃機(jī)一樣僅能夠在極其受限的速度范圍內(nèi)以理想效率操作，而不能在負(fù)載下起動(dòng)。用于驅(qū)動(dòng)軸的交流(AC)馬達(dá)也可在較低速度范圍內(nèi)產(chǎn)生期望的扭矩用于起動(dòng)。所用的內(nèi)燃機(jī)可在理想速度范圍內(nèi)連續(xù)操作。
[0004]需要對(duì)應(yīng)的動(dòng)力電子裝置控制一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)馬達(dá)和交流發(fā)電機(jī)。它們通常包括一個(gè)或多個(gè)變頻器以調(diào)節(jié)電動(dòng)馬達(dá)的所需速度。
[0005]在已知的工程機(jī)械中，特別是在自卸卡車(chē)中，大型散熱器布置在保險(xiǎn)杠上方，處于工程機(jī)械的沿行進(jìn)方向的前部中，可在其上行走的上臺(tái)面設(shè)置在散熱器上方。操作者艙室典型地沿側(cè)向布置在一個(gè)輪的上方，處于上臺(tái)面的高度處。開(kāi)關(guān)柜可從上臺(tái)面訪問(wèn)，并包括所需的動(dòng)力電子裝置以控制或調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)和被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)，該開(kāi)關(guān)柜安裝在上臺(tái)面上靠近操作者倉(cāng)艙室。另一方面，交流發(fā)電機(jī)或電動(dòng)馬達(dá)本身安裝在車(chē)架中，其中，電動(dòng)馬達(dá)優(yōu)選地集成到被驅(qū)動(dòng)的后軸中，交流發(fā)電機(jī)安裝為鄰近內(nèi)燃機(jī)。
[0006]由于工程機(jī)械的大尺寸，有必要采用長(zhǎng)的線路路徑以將交流發(fā)電機(jī)連接到動(dòng)力電子裝置或?qū)?dòng)力電子裝置連接到電動(dòng)馬達(dá)。因此，所需線纜束必須從車(chē)架中的交流發(fā)電機(jī)向上引導(dǎo)數(shù)米直到車(chē)輛的上臺(tái)面，并且從此處回到車(chē)架中抵達(dá)被驅(qū)動(dòng)的后軸。
[0007]然而，長(zhǎng)的線路路徑會(huì)增加線纜設(shè)置工作量。巨大的線路長(zhǎng)度另外還會(huì)增大電磁干擾的可能性，特別是增大動(dòng)力線與用于將控制信號(hào)傳送到交流發(fā)電機(jī)和傳送到電動(dòng)馬達(dá)的信號(hào)線之間的電磁干擾。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的是進(jìn)行一種可克服上述問(wèn)題的柴油電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可替代設(shè)
i+o
[0009]已知的是，工程機(jī)械，尤其是采用自卸卡車(chē)或卡車(chē)的形式、具有柴油電動(dòng)牽引驅(qū)動(dòng)器的工程機(jī)械，包括:至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)、至少一個(gè)交流發(fā)電機(jī)、至少一組動(dòng)力電子裝置以及至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)本實(shí)用新型，建議的是:將動(dòng)力電子裝置或者動(dòng)力電子裝置中的至少一些布置在所述工程機(jī)械的被驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸的區(qū)域中。
[0010]在動(dòng)力電子裝置與電動(dòng)馬達(dá)之間所需的線路路徑的關(guān)鍵性縮短通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn):將動(dòng)力電子裝置布置在被驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸的區(qū)域中，即，在被供電的電動(dòng)馬達(dá)的區(qū)域中。特別地，動(dòng)力電子裝置不再如現(xiàn)有技術(shù)已知的那樣安裝到礦山卡車(chē)的上臺(tái)面上，而是在被驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛軸的區(qū)域中接近地面安裝。不僅由此使得更便于接近動(dòng)力電子裝置以具有維護(hù)友好性，而且各電子部件之間的所需線路路徑也得以縮短，從而使電磁干擾的可能性最小化。此外，由于動(dòng)力電子裝置不再處于上臺(tái)面上的操作者艙室的危險(xiǎn)區(qū)域中，因而操作人員的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步減小。
[0011]所述至少一個(gè)交流發(fā)電機(jī)、所述動(dòng)力電子裝置和所述至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)特別優(yōu)選地沿行進(jìn)方向在車(chē)輛中前后布置，特別是布置在車(chē)架中。由此不僅在電動(dòng)馬達(dá)與動(dòng)力電子裝置之間、而且在交流發(fā)電機(jī)與動(dòng)力電子裝置之間形成特別短的線路路徑。根據(jù)本實(shí)用新型的布置的前述優(yōu)點(diǎn)被進(jìn)一步優(yōu)化。所述動(dòng)力電子裝置至少部分地安裝在所述交流發(fā)電機(jī)與所述被驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸之間是特別優(yōu)選適合的。
[0012]車(chē)架典型地包括至少兩個(gè)框架梁，其平行地延伸，并且在車(chē)輛的縱向方向上至少部分平行地延伸。動(dòng)力電子裝置理想地可安裝到兩個(gè)框架梁之間。安裝在車(chē)架梁之間為動(dòng)力電子裝置提供了額外的保護(hù)。此外，這種安裝位置的特點(diǎn)在于，由于此區(qū)域易于從地面接近且沒(méi)有其它工作機(jī)械部件阻礙接近，因而僅有良好的維護(hù)友好性。
[0013]可替代地，所述動(dòng)力電子裝置也可至少部分地安裝在車(chē)架的外側(cè)處，S卩，在車(chē)輛梁的外側(cè)處。還可想到的是:一些動(dòng)力電子裝置緊固到車(chē)輛梁之間，而其它一些緊固到至少一個(gè)車(chē)輛梁的外側(cè)處。存在如下可能:動(dòng)力電子裝置的相應(yīng)部件安裝到左車(chē)輛梁之上或之處和右車(chē)輛梁之上或之處。
[0014]動(dòng)力電子裝置可集成為一個(gè)部件位于共用殼體內(nèi)，共用殼體選擇性地可緊固到車(chē)架的各車(chē)輛梁之間，或者緊固到車(chē)輛梁之一的外側(cè)處。還可以想到的是:動(dòng)力電子裝置具有模塊化設(shè)計(jì)，即，所述動(dòng)力電子裝置包括兩個(gè)或更多個(gè)功能模塊，每個(gè)功能模塊具有封裝殼體。在此情況下，在車(chē)架中的常用布置(即，處于各車(chē)輛梁之間)或者在車(chē)架外側(cè)處的常用布置是可以想到的。同時(shí)，可以想到的是:第一個(gè)功能模塊在框架中的安裝處于各框架梁之間，第二個(gè)或進(jìn)一步的功能模塊緊固到框架的外側(cè)處。
[0015]對(duì)于動(dòng)力電子裝置的單獨(dú)功能模塊的進(jìn)一步的多種安裝可行方案也是自然可以想到的，在此無(wú)法窮舉。不過(guò)，本實(shí)用新型的要點(diǎn)包括:動(dòng)力電子裝置(即，至少一些功能模塊)與交流發(fā)電機(jī)和/或與被驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸的距離被設(shè)計(jì)為盡可能短，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案的特別的優(yōu)點(diǎn)使得易于接近動(dòng)力電子裝置，優(yōu)選地通過(guò)使工程機(jī)械的料斗(skip)向上傾斜而實(shí)現(xiàn)，從而簡(jiǎn)化維護(hù)工作、安裝工作和拆卸工作。在常規(guī)操作過(guò)程中，一方面通過(guò)料斗、且另一方面通過(guò)車(chē)架保護(hù)動(dòng)力電子裝置免受外部環(huán)境影響。料斗向上傾斜用于安裝，并且實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單地從上方接近接近。
[0017]為此目的，可以想到的是:將一個(gè)或多個(gè)提升齒輪設(shè)置在工程機(jī)械處，特別是在料斗的區(qū)域中，特別優(yōu)選地處于料斗的前下邊緣處，從而能夠拿起(take up)動(dòng)力電子裝置或單獨(dú)功能模塊。對(duì)于動(dòng)力電子裝置或?qū)τ趧?dòng)力電子裝置的單獨(dú)部件，可在提升齒輪的協(xié)助下提供簡(jiǎn)單的安裝可行方案或拆卸可行方案。除了豎直提升運(yùn)動(dòng)以外，提升齒輪另外還可提供負(fù)載的水平運(yùn)動(dòng)，從而能夠容易地移動(dòng)所拿起的功能模塊。
【附圖說(shuō)明】
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的工程機(jī)械的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和性能可從附圖中所示的實(shí)施例得至IJ。附圖中示出:
[0019]圖1 一圖4示出根據(jù)本實(shí)用新型的自卸卡車(chē)的多個(gè)示意圖；
[0020]圖5示出根據(jù)本實(shí)用新型的自卸卡車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的詳細(xì)立體圖；
[0021]圖6 —圖8示出根據(jù)本實(shí)用新型不同實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖9示出動(dòng)力電子裝置的詳細(xì)視圖；
[0023]圖10示出具有提升齒輪的自卸卡車(chē)的側(cè)視圖；和
[0024]圖11示出根據(jù)本實(shí)用新型的車(chē)架的不同示意圖，其中動(dòng)力電子裝置具有不同的安裝位置。
【具體實(shí)施方式】
[0025]自卸卡車(chē)10顯示在圖1至圖4中。在此處，所稱(chēng)的大型自卸卡車(chē)?yán)缬迷谠诘V山中。由電動(dòng)馬達(dá)(沒(méi)有更詳細(xì)顯示)驅(qū)動(dòng)的前輪14和后輪16被支承在剛性框架12處。后輪16被設(shè)計(jì)為具有雙輪胎。
[0026]料斗18被樞轉(zhuǎn)地連接到框架12，并可通過(guò)設(shè)置在車(chē)輛兩側(cè)處的液壓提升缸20而樞轉(zhuǎn)。車(chē)輛10由處于車(chē)輛10沿行進(jìn)方向的前部的區(qū)域中的保險(xiǎn)杠22來(lái)定界(bound)。散熱器模塊24布置在保險(xiǎn)杠22的上方。上臺(tái)面26相應(yīng)在散熱器模塊24的上方在自卸卡車(chē)10的寬度上延伸。操作者艙室28布置在上臺(tái)面26的一側(cè)處。在此處所示實(shí)施例中，操作者艙室28位于上臺(tái)面26的沿行進(jìn)方向的左側(cè)處。操作者艙室28因而處于左前輪14上方。
[0027]自卸卡車(chē)10包括電絕緣式驅(qū)動(dòng)器，其在圖5中的車(chē)架12的詳細(xì)立體圖中可容易地識(shí)別出。所述驅(qū)動(dòng)器包括柴油機(jī)40，安裝在車(chē)架12中處于沿行進(jìn)方向觀察時(shí)的前部區(qū)域中。內(nèi)燃機(jī)40具體地坐落在上臺(tái)面26和操作者艙室28之下的前軸14的區(qū)域中。所需的燃料箱被接納在前輪軸14與后輪軸16之間，位于框架12處，處于沿行進(jìn)方向的車(chē)輛左側(cè)處。
[0028]內(nèi)燃機(jī)40以機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)60以產(chǎn)生所需電能用于電動(dòng)牽引驅(qū)動(dòng)器。集成到后輪軸16中的左右處的兩個(gè)交流(AC)馬達(dá)80用作牽引驅(qū)動(dòng)器。在后軸16的每個(gè)車(chē)輛側(cè)使用分開(kāi)的馬達(dá)優(yōu)化了轉(zhuǎn)彎和機(jī)動(dòng)性，這是因?yàn)榭蔀楦鞅或?qū)動(dòng)輪選擇不同的速度。具有例如變頻器等所需的動(dòng)力部件的動(dòng)力電子裝置100可用于控制或調(diào)節(jié)電動(dòng)馬達(dá)80和交流發(fā)電機(jī)60。
[0029]自卸卡車(chē)的很多次級(jí)消耗體不再由交流發(fā)電機(jī)60產(chǎn)生的能量進(jìn)行電驅(qū)動(dòng)，而是替代地通過(guò)液壓供能。次級(jí)消耗體例如為:液壓提升缸20、自卸卡車(chē)10的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器(其同樣通過(guò)液壓方式實(shí)現(xiàn))、和用于冷卻電動(dòng)馬達(dá)80、動(dòng)力電子裝置100、交流發(fā)電機(jī)和任何其它部件的一個(gè)或多個(gè)液壓風(fēng)扇馬達(dá)。
[0030]次級(jí)消耗體所需的液壓油由液壓箱32提供，液壓箱32位于車(chē)輛10的與燃料箱31相反設(shè)置的一側(cè)處。
[0031]根據(jù)圖5的詳細(xì)視圖，車(chē)架12包括兩個(gè)縱向框架梁12a、12b，兩個(gè)縱向框架梁12a、12b平行延伸并在其中心處支承車(chē)輛總體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在所示實(shí)施例中，栗分動(dòng)箱(pumptransfer case) 50直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)40處，處于馬達(dá)機(jī)軸的區(qū)域中的后部。分動(dòng)箱包括:連續(xù)機(jī)軸，其在外側(cè)處經(jīng)由萬(wàn)向軸55連接到交流發(fā)電機(jī)60。輸出動(dòng)力由此幾乎無(wú)損地傳遞到交流發(fā)電機(jī)60。
[0032]分動(dòng)箱50另外還提供多個(gè)動(dòng)力輸出器(PT0)51、52，經(jīng)由動(dòng)力輸出器51、52，少部分的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力被分流并用于驅(qū)動(dòng)次級(jí)消耗體。在圖5所示的實(shí)施例的變型中，已經(jīng)證實(shí)有利的是:萬(wàn)向軸55僅用于向交流發(fā)電機(jī)60提供所需扭矩。分動(dòng)箱50的負(fù)載不接觸萬(wàn)向軸55。
[0033]內(nèi)燃機(jī)40的動(dòng)力(特別是用于自卸卡車(chē)的大動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中的動(dòng)力)所引起的大振動(dòng)可經(jīng)由萬(wàn)向軸55傳遞到交流發(fā)電機(jī)60。這種設(shè)計(jì)的結(jié)果是交流發(fā)電機(jī)60易于發(fā)生任意振動(dòng)，因而將額外的離合器集成到交流發(fā)電機(jī)60與柴油機(jī)40之間。特別地，具有集成扭轉(zhuǎn)振動(dòng)緩沖器的離合器直接集成到分動(dòng)箱50中。
[0034]圖5所示的實(shí)施例在交流發(fā)電機(jī)的端處形成額外的結(jié)構(gòu)空間，使得解析器(resolver)/旋轉(zhuǎn)編碼器70在動(dòng)力電子裝置100與交流發(fā)電機(jī)60之間具有空間(見(jiàn)圖6)。可用的結(jié)構(gòu)空間允許使用傳統(tǒng)的解析器70，解析器70可在沒(méi)有任何復(fù)雜/昂貴的新設(shè)計(jì)或改造的情況下安裝。由此可節(jié)省額外的開(kāi)發(fā)成本和生產(chǎn)成本。
[0035]通過(guò)利用