專利名稱：架線式液壓蓄能電機(jī)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)車，具體地，涉及一種架線式液壓蓄能電機(jī)車，其屬于軌道運(yùn) 輸領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有工礦使用的電機(jī)車基本上都是直流架線式或蓄電池式電機(jī)車，其采用直流電 動(dòng)機(jī)通過齒輪變速箱直接驅(qū)動(dòng)兩組行走輪對。這種現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)車，其電動(dòng)機(jī)一旦停止 工作，電機(jī)車只能依靠慣性滑行，并且不能使用電氣制動(dòng)。即使是防爆型電機(jī)車或防爆安全 型蓄電池機(jī)車，在使用中仍有產(chǎn)生電火花的可能性(主要是電動(dòng)機(jī)、電阻器和控制器)，因 而在有沼氣或爆炸危險(xiǎn)的場地使用仍存在著較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，現(xiàn)有工礦電機(jī)車的制動(dòng)多為電氣制動(dòng)、壓縮空氣制動(dòng)和手輪制動(dòng)。電氣制動(dòng) 是靠電阻器發(fā)熱來消耗能量，在下坡運(yùn)行中不能長時(shí)間單一使用，并且不具備完全停車和 駐車功能；手輪制動(dòng)又因操作不便故大多失修，因此如果壓縮空氣制動(dòng)出現(xiàn)故障，機(jī)車將失 去有效的控制。再者，由于齒輪傳動(dòng)為剛性傳動(dòng)，所產(chǎn)生的沖擊較大，齒輪變速箱和電動(dòng)機(jī) 都易損壞，維修量較大，成本較高，且維修不便。有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，因此需要一種新型的電機(jī)車。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種架線式液壓蓄能電機(jī)車，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷， 該架線式液壓蓄能電機(jī)車能夠根據(jù)所行駛的區(qū)域而采用不同的行駛驅(qū)動(dòng)形式，從而充分保 證使用的安全性。本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)架線式液壓蓄能電機(jī)車，包括車架以 及安裝在該車架上的行走裝置、減震器、輪緣制動(dòng)器、受電器、電動(dòng)機(jī)、電氣系統(tǒng)以及液壓系 統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)設(shè)有液壓泵、液壓蓄能器組和液壓馬達(dá)，所述受電器能夠從所述架線上獲 取外部電能，以為所述架線式液壓蓄能電機(jī)車供電，并驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)所述液壓泵作 功，從而使得所述液壓蓄能器組進(jìn)行能量儲備；所述液壓蓄能器組作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)所述液 壓馬達(dá)，并且該液壓馬達(dá)經(jīng)過鏈傳動(dòng)同步驅(qū)動(dòng)所述架線式液壓蓄能機(jī)車的前、后輪對。 優(yōu)選地，所述行走裝置包括固定在所述車架上且與所述前、后輪對成等距離布置 的傳動(dòng)座，該傳動(dòng)座上安裝有所述液壓馬達(dá)，該液壓馬達(dá)通過第二彈性聯(lián)軸器連接于傳動(dòng) 軸，所述傳動(dòng)軸上固定有雙聯(lián)主動(dòng)鏈輪；所述前、后輪對安裝在所述車架上，該前、后輪對的 輪轂安裝在輪對軸上，所述前、后輪對的輪轂上分別安裝有互成錯(cuò)位布置的從動(dòng)鏈輪，所述 雙聯(lián)主動(dòng)鏈輪和所述從動(dòng)鏈輪上安裝有傳動(dòng)鏈，所述車架上固定有傳動(dòng)護(hù)罩，該傳動(dòng)護(hù)罩 上安裝有擺動(dòng)式鏈條張緊裝置。優(yōu)選地，所述輪緣制動(dòng)器包括固定在所述車架上且與所述前、后輪對成對稱布置 的制動(dòng)支架，該制動(dòng)支架包括兩根導(dǎo)向立柱和制動(dòng)梁，該兩根導(dǎo)向立柱和制動(dòng)梁相互連接， 所述兩根導(dǎo)向立柱上安裝有能夠上下移動(dòng)的重錘，該重錘上裝有與所述前、后輪對的輪緣共同組成制動(dòng)摩擦副的制動(dòng)塊、用于壓迫所述重錘下移的制動(dòng)彈簧以及用于調(diào)整所述制動(dòng) 彈簧預(yù)壓縮量的調(diào)整墊圈，所述重錘下部安裝有頂升松剎油缸，該頂升松剎油缸通過所述 液壓系統(tǒng)控制。優(yōu)選地，所述電動(dòng)機(jī)立式安裝在所述車架的中后部，并且用于安裝所述液壓泵的 泵座安裝在所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸端的端蓋上，所述電動(dòng)機(jī)與液壓泵通過第一彈性聯(lián)軸器聯(lián) 接。優(yōu)選地，所述減震器為橡膠減震器。 優(yōu)選地，所述液壓系統(tǒng)包括能量供給 -儲能部分、行駛-制動(dòng)控制部分和事故緊急 制動(dòng)控制部分，所述液壓系統(tǒng)的能量供給-儲能部分和行駛-制動(dòng)控制部分包括由所述電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的所述液壓泵、主油箱和裝在該主油箱上的增壓空氣過濾器、以及副油箱和裝在 該副油箱上的增壓空氣過濾器，所述液壓泵的輸入口與所述主油箱連通，輸出口通過管線 經(jīng)由電磁卸荷閥和第一溢流閥連接于截止閥組，該截止閥組連接于所述液壓蓄能器組，所 述電磁卸荷閥的輸出口還通過第一單向閥連接到第二溢流閥的輸入口，該第二溢流閥的輸 入口連接到由第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥以及第五單向閥組成的單向閥組上，該 單向閥組中的第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥和第五單向閥依次連接，其中所述第二 單向閥的導(dǎo)通端連接于所述主油箱或副油箱，截止端連接于所述第三單向閥的導(dǎo)通端，該 第三單向閥的截止端連接于所述第四單向閥的截止端，該第四單向閥的導(dǎo)通端連接于所述 第五單向閥的截止端，該第五單向閥的導(dǎo)通端連接于所述主油箱或副油箱，所述第二溢流 閥的輸入口連接到所述第三單向閥與第四單向閥之間的管線上；所述副油箱連接到手控三 位四通比例換向閥的一個(gè)接口上，該手控三位四通比例換向閥的另外三個(gè)接口分別通過管 線連接到所述第二單向閥和第三單向閥的管線上、所述第四單向閥和第五單向閥之間的管 線上、以及所述截止閥組上，所述第三單向閥與第四單向閥還并聯(lián)有所述液壓馬達(dá)，所述手 控三位四通比例換向閥至所述截止閥組之間的管線上依次地設(shè)有由液控單向閥和手控二 位換向閥并聯(lián)而成的閥組、調(diào)速閥以及先導(dǎo)型減壓閥；所述液壓系統(tǒng)的事故緊急制動(dòng)控制 部分包括液壓蓄能器，該液壓蓄能器經(jīng)由截止閥連接到用于控制松剎的手控二通閥，該手 控二通閥連接到用于控制事故緊急制動(dòng)的腳控二通閥上，該腳控二通閥連接到所述主油箱 或副油箱，在所述手控二通閥與所述腳控二通閥之間的管線上連接有兩只頂升松剎油缸， 所述調(diào)速閥與液控單向閥之間的管線還通過單向閥連接到所述截止閥與所述手控二通閥 之間的管線，以向所述液壓系統(tǒng)的事故緊急制動(dòng)控制部分供油。 通過本發(fā)明的上述技術(shù)方案，所述架線式液壓蓄能電機(jī)車在安全區(qū)域行駛時(shí)通過 架線-電動(dòng)機(jī)-液壓泵-液壓蓄能器組來驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，再通過鏈傳動(dòng)(柔性傳動(dòng))的方 式驅(qū)動(dòng)兩組行走輪對。在電能-液壓能-機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換中，隨時(shí)為機(jī)車進(jìn)行能量儲備； 當(dāng)在非安全區(qū)域(有沼氣或有其它爆炸危險(xiǎn)的場地)不用外部電源，只依靠液壓蓄能器組 的儲能行駛，根本沒有電火花產(chǎn)生的可能性。此外，電機(jī)車的工作制動(dòng)為動(dòng)力負(fù)反饋制動(dòng) (即有油壓制動(dòng))，任何場合均可單獨(dú)使用，事故緊急制動(dòng)則為重錘和彈簧力制動(dòng)(無油壓 制動(dòng)，因而不怕爆油管)，確保機(jī)車制動(dòng)的安全可靠性。由此可見，本發(fā)明架線式液壓蓄能電 機(jī)車的電氣系統(tǒng)全部采用防爆設(shè)計(jì)，并且用液壓蓄能原理替代蓄電池為機(jī)車在有沼氣或有 其它爆炸危險(xiǎn)的非安全區(qū)域行駛提供動(dòng)力，從根本上消除了產(chǎn)生電火花的可能性，因而最 適于在有沼氣礦井的巷道運(yùn)輸或其它有爆炸危險(xiǎn)的場地運(yùn)輸。該架線式液壓蓄能電機(jī)車?yán)^承了架線式電機(jī)車和蓄電池式電機(jī)車的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服它們的弱點(diǎn)，既可以和架線式電 機(jī)車一樣在安全區(qū)間行駛并能夠在運(yùn)行中積蓄能量，又可以象蓄電池式電機(jī)車一樣在無架 線的區(qū)域行駛，在規(guī)定的峒室(即礦井下的一種巷道)內(nèi)進(jìn)行蓄能，一次蓄能只需數(shù)分鐘， 快捷方便，是一種本質(zhì)安全型機(jī)車。此外，本發(fā)明制動(dòng)可靠，工作制動(dòng)采用有油壓條件下的 動(dòng)力負(fù)反饋制動(dòng)，任何場合均可單獨(dú)使用；事故緊急制動(dòng)則采用無油壓條件下的重錘和彈 簧力制動(dòng)，并且采用腳控方式，符合應(yīng)急狀態(tài)下的操作習(xí)慣，可有效地防止緊急狀態(tài)下的誤 操作。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)彎半徑小、操作便利、運(yùn)行平穩(wěn)、維護(hù)量少、維修方 便等優(yōu)點(diǎn)，可有效地降低使用和維護(hù)成本。


圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的架線式液壓蓄能電機(jī)車的主視圖；圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的架線式液壓蓄能電機(jī)車的俯視圖，其中為清楚顯示 拆去了前、后車棚和受電器；圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的架線式液壓蓄能電機(jī)車的行走裝置的俯視圖；圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的架線式液壓蓄能電機(jī)車的輪緣制動(dòng)器的主視圖；圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的架線式液壓蓄能電機(jī)車的液壓系統(tǒng)原理圖。圖中1液壓蓄能器組；2截止閥組；3第一壓力表；4第一壓力表開關(guān)；5先導(dǎo)型減 壓閥；6調(diào)速閥；7第二壓力表；8第二壓力表開關(guān)；9液控單向閥；10手控二位換向閥；11手 控三位四通比例換向閥；12液壓馬達(dá)；13第二單向閥；14第三單向閥；15第四單向閥；16 第五單向閥；17第二溢流閥；18第一單向閥；19副油箱；20回油過濾器；21、32增壓空氣過 濾器；22電磁卸荷閥；23第六單向閥；24截止閥；25液壓蓄能器；26第一溢流閥；27手控 二通閥；28電動(dòng)機(jī)；29液壓泵；30腳控二通閥；31主油箱；33、34頂升松剎油缸；35司機(jī)座 椅；36減震器；37軸承箱；38受電器；39輪緣制動(dòng)器；40擺動(dòng)式鏈條張緊裝置；41泵座；42 第一彈性聯(lián)軸器；43儀表；44車架；45行走裝置；46緩沖聯(lián)接器；50輪對；50a輪對軸；50b 輪轂；51剖分式從動(dòng)鏈輪；52傳動(dòng)鏈；53傳動(dòng)座；53a傳動(dòng)軸；54第二彈性聯(lián)軸器；55雙聯(lián) 主動(dòng)鏈輪；56傳動(dòng)護(hù)罩；60制動(dòng)彈簧；61調(diào)整墊圈；62重錘；63制動(dòng)塊；64導(dǎo)向立柱；65制 動(dòng)梁；66頂升松剎油缸
具體實(shí)施例方式以下參照附圖描述本發(fā)明架線式液壓蓄能電機(jī)車的具體實(shí)施方式
。參見圖1至圖5，本發(fā)明的架線式液壓蓄能電機(jī)車包括車架44、行走裝置45、減震 器36、輪緣制動(dòng)器39、受電器38、以及安裝在所述車架44上的電動(dòng)機(jī)28、液壓泵29、液壓蓄 能器組1、液壓馬達(dá)12和電氣和液壓控制系統(tǒng)，其中，所述受電器38能夠從所述架線上獲取 外部電能，以為所述架線式液壓蓄能電機(jī)車供電，并驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)28帶動(dòng)所述液壓泵29 作功，從而使得所述液壓蓄能器組1進(jìn)行能量儲備；所述液壓蓄能器組1作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)所 述液壓馬達(dá)12，并且該液壓馬達(dá)12經(jīng)過鏈傳動(dòng)同步驅(qū)動(dòng)所述架線式液壓蓄能機(jī)車的行走 輪對50。 在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，有關(guān)車架44、減震器36以及相應(yīng)的緩沖聯(lián)接器46等 部件的結(jié)構(gòu)以及安裝形式已經(jīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，因此下面對此不再進(jìn)行描述或僅進(jìn)行簡略描述。對于行走裝置45和輪緣制動(dòng)器39，其作為本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以下將進(jìn) 行詳細(xì)描述。 如圖1和圖2所示，本發(fā)明的架線式液壓蓄能電機(jī)車的總體布置可以如下所述電 機(jī)車的前部為駕駛室，在駕駛室內(nèi)符合操作習(xí)慣的位置裝有速度、壓力等指示儀表43 ；功 能相當(dāng)于汽車離合器的手控二位換向閥10 ；功能相當(dāng)于集汽車的檔位控制和剎車于一身 的手控三位四通比例換向閥11 ；控制事故緊急制動(dòng)的腳控二通閥30 ；以及松剎用的手控二 通閥27。司機(jī)座椅35的后部為副油箱19 (裝有增壓空氣過濾器和供液壓馬達(dá)回油的回油 過濾器)，副油箱的兩側(cè)為液壓蓄能器組1。所述電機(jī)車中間部分的上部裝有接電用的受電 器38，下部為電機(jī)車的行走裝置45和輪緣制動(dòng)器39。電動(dòng)機(jī)28采用立式安裝，其固定在 車架44的中后部，安裝液壓泵29的泵座41安裝在電機(jī)輸出軸端的端蓋上，電動(dòng)機(jī)28與液 壓泵29由彈性聯(lián)軸器42聯(lián)接。機(jī)車的后部為主油箱31 (裝有增壓空氣過濾器和電磁卸荷 閥、安全閥、減壓閥、調(diào)速閥、溢流閥等元件)，主油箱的兩側(cè)也為液壓蓄能器組1。主、副油 箱間用連通管連通，共同構(gòu)成機(jī)車的液壓油箱，以利于散熱。當(dāng)然，本發(fā)明的架線式液壓蓄 能電機(jī)車并不限于采用上述總體布置形式，根據(jù)需要，其完全可以采用其它的布置形式。優(yōu)選地，所述減震器36為橡膠減震器。所述行走裝置如圖3所示，其包括固定在車架44上且與前、后所述輪對50成等距 離布置的傳動(dòng)座53，該傳動(dòng)座53上安裝有液壓馬達(dá)12，該液壓馬達(dá)12通過彈性聯(lián)軸器54 連接于傳動(dòng)軸53a (在同一軸線上)，所述傳動(dòng)軸53a上固定有雙聯(lián)主動(dòng)鏈輪55 ；所述前、后 輪對50安裝在所述車架44上，該輪對50的輪轂50b安裝在輪對軸50a上，所述前、后輪對 50的輪轂上安裝有互成錯(cuò)位布置的從動(dòng)鏈輪51，所述雙聯(lián)主動(dòng)鏈輪和前、后從動(dòng)鏈輪上安 裝有傳動(dòng)鏈52，所述車架44上固定有傳動(dòng)護(hù)罩56，該傳動(dòng)護(hù)罩56上安裝有擺動(dòng)式鏈條張 緊裝置40。這種設(shè)計(jì)更能有效地利用空間，軸距較小，因而機(jī)車的轉(zhuǎn)彎半徑較小，機(jī)車的彎 道通過性能好，同時(shí)方便維修。所述輪緣制動(dòng)器如圖4所示，其包括固定在車架44上且與前、后輪對50成對稱布 置的制動(dòng)支架，該制動(dòng)支架包括兩根導(dǎo)向立柱64和制動(dòng)梁65，該兩根導(dǎo)向立柱64和制動(dòng) 梁65相互連接，所述兩根導(dǎo)向立柱上安裝有能夠上下移動(dòng)的重錘62，該重錘62上裝有與所 述輪對50的輪緣共同組成制動(dòng)摩擦副的制動(dòng)塊63、用于壓迫所述重錘下移的制動(dòng)彈簧60 以及用于調(diào)整所述制動(dòng)彈簧預(yù)壓縮量的調(diào)整墊圈61，所述重錘62下部安裝有頂升松剎油 缸66 (該油缸一旦失去油壓即產(chǎn)生制動(dòng))，該頂升松剎油缸66通過液壓系統(tǒng)控制。這形成 獨(dú)立的事故緊急制動(dòng)裝置。油缸進(jìn)油則頂升松剎，油缸失壓則排油落下，在重錘和制動(dòng)彈簧 的壓迫下產(chǎn)生制動(dòng)。當(dāng)遭遇緊急狀態(tài)時(shí)，司機(jī)可應(yīng)急踩下腳控二通閥(腳剎)即產(chǎn)生制動(dòng)。 本設(shè)計(jì)的輪緣制動(dòng)器對電機(jī)車和其它機(jī)動(dòng)車而言是一種最為安全可靠的新型制動(dòng)器，它巧 妙地利用了“楔”的原理對施加制動(dòng)的力進(jìn)行了放大，通過調(diào)整制動(dòng)彈簧的預(yù)壓縮量來調(diào)整 制動(dòng)力的大小，可保證機(jī)車能夠獲得合理的制動(dòng)力，絕對安全可靠。所述液壓系統(tǒng)附圖5所示，其大體可劃分為三個(gè)功能部分即能量供給-儲能部 分、行駛_制動(dòng)控制部分和事故緊急制動(dòng)控制部分。首先描述能量供給_儲能部分和行駛_制動(dòng)控制部分液壓管路的連接關(guān)系。所述液壓系統(tǒng)的能量供給-儲能部分和行駛-制動(dòng)控制部分包括由所述電動(dòng)機(jī)28 驅(qū)動(dòng)的液壓泵29、主油箱31和裝在主油箱上的增壓空氣過濾器32、以及副油箱19和裝在副油箱上的增壓空氣過濾器21，所述液壓泵29的輸入口與所述主油箱31連通，輸出口通過 管線經(jīng)由電磁卸荷閥22和第一溢流閥26連接于截止閥組2，該截止閥組2進(jìn)而連接于所述 液壓蓄能器組1，所述電磁卸荷閥22的輸出口還通過單向閥18連接到所述第二溢流閥17 的輸入口，該第二溢流閥17的輸入口連接到由第二單向閥13、第三單向閥14、第四單向閥 15以及第五單向閥16組成的單向閥組上，該單向閥組中的第二單向閥13、第三單向閥14、 第四單向閥15和第五單向閥16依次連接，其中第二單向閥13導(dǎo)通端連接于主油箱或副油 箱，截止端連接于所述第三單向閥14的導(dǎo)通端(即第二單向閥13與第三單向閥14同向連 接)，該第三單向閥14的截止端連接于第四單向閥15的截止端(即第三單向閥14與第四 單向閥15相向設(shè)置)，該第四單向閥15的導(dǎo)通端連接于第五單向閥16的截止端(即第四 單向閥15與第五單向閥16同向設(shè)置)，該第五單向閥16的導(dǎo)通端連接于主油箱或副油箱， 所述第二溢流閥17的輸入口連接到所述第三單向閥14與第四單向閥15之間的管線上；所 述副油箱19連接到手控三位四通比例換向閥11的一個(gè)接口上，該手控三位四通比例換向 閥11的另外三個(gè)接口分別通過管線連接到所述第二單向閥13和第三單向閥14的管線上、 所述第四單向閥15和第五單向閥16之間的管線上、以及所述截止閥組2上，所述第三單向 閥14與第四單向閥15并聯(lián)有所述液壓馬達(dá)12，所述手控三位四通比例換向閥11至所述截 止閥組2之間的管線上依次地設(shè)有由液控單向閥9和手控二位換向閥10并聯(lián)而成的閥組、 調(diào)速閥6以及先導(dǎo)型減壓閥5。具體地，所述能量供給-儲能部分包括主油箱31和裝在主油箱上的增壓空氣過濾 器32、副油箱19和裝在副油箱上的增壓空氣過濾器21、防爆電動(dòng)機(jī)28、恒功變量液壓泵29 及與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接的彈性聯(lián)軸器42、電磁卸荷閥22(其上集成的二通電磁閥為常閉)、第一單 向閥18、第一溢流閥26 (用作安全閥)，液壓蓄能器組1、截止閥組2、第一壓力表3及其壓 力表開關(guān)4 (連接到液壓蓄能器組1的液壓管線上即可)、先導(dǎo)型減壓閥5、調(diào)速閥6、第二壓 力表7及其壓力表開關(guān)8 (測量相應(yīng)管線上的壓力)，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整供油壓力和液壓泵卸荷， 根據(jù)系統(tǒng)中的適時(shí)壓力自動(dòng)調(diào)整供油量，系統(tǒng)壓力大供油量就小，反之供油量就大，以恒功 控制的方式變量輸出，供出的液壓油經(jīng)過液壓蓄能器組進(jìn)行能量儲備，再通過減壓閥控制 最大輸出壓力，調(diào)速閥控制最大流量，從而控制機(jī) 車的最大牽引力和最大行駛速度。所述行駛_制動(dòng)控制部分包括大通徑的液控單向閥9和小通徑的手控二位換向閥 10形成的閥組(功能相當(dāng)于截止閥，優(yōu)于單一大通徑手控二通閥，泄漏量較小)、手控三位 四通比例換向閥11、帶轉(zhuǎn)速傳感器和遠(yuǎn)距離數(shù)字顯示器的定量液壓馬達(dá)12(本設(shè)計(jì)提供另 一種選擇為配有手動(dòng)伺服的變量馬達(dá))，第二至第五單向閥13、14、15、16組成的單向閥組、 向高壓系統(tǒng)單向排油的第一單向閥18、用于調(diào)整制動(dòng)力的溢流閥17、用于回油和補(bǔ)油的油 箱(可以是主油箱或副油箱)及回油過濾器20。在手控二位換向閥與手控三位四通比例換 向閥的各種配合下，可以方便有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)車的前進(jìn)、后退、無級變速、滑行、制動(dòng)、能量反 饋和駐車功能，且制動(dòng)力可以調(diào)控。在輪緣制動(dòng)器松剎后，開車的下一步就是將手控二位換向閥10的操作手柄推到 通油位置打開液控單向閥9，如需機(jī)車前進(jìn)，則將手控三位四通比例換向閥11的操作手柄 逐漸向前推(反之為逐漸往后拉)，逐步達(dá)到合適的行車速度。通過改變滑閥手柄的位置來 改變閥芯通油的開口度，從而達(dá)到控制液壓油的流量、實(shí)現(xiàn)無級變速的目的。當(dāng)想讓機(jī)車?yán)^續(xù)向前滑行時(shí)，在不改變?nèi)凰耐ū壤龘Q向閥手柄位置的情況下，可將手控二位換向閥10的操作手柄拉回到斷油位置關(guān)閉液控單向閥9，液壓馬達(dá)的B 口即無壓力油輸入，但A 口的回油路是暢通的。在電機(jī)車慣性的驅(qū)動(dòng)下，液壓馬達(dá)12繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， B 口在無壓力油補(bǔ)充的條件下就會立即形成一定的負(fù)壓區(qū)，單向閥16被吸開(實(shí)際上是被 與大氣相通的油箱內(nèi)的大氣壓所推開)，油箱內(nèi)的油經(jīng)單向閥16和管路流入液壓馬達(dá)的B 口，此時(shí)的液壓馬達(dá)12實(shí)際上已換成了泵的方式工作，將從B 口吸入的液壓油從A 口排出， 通過三位四通比例換向閥流回油箱。此時(shí)的液壓馬達(dá)基本上處于自由輪工況，所消耗的能 量很少，有利于機(jī)車的滑行。在這種工況下，系統(tǒng)無需為行車提供動(dòng)力，液壓泵的輸出全部 進(jìn)入液壓蓄能器組，直至系統(tǒng)達(dá)到電磁卸荷閥調(diào)定的最高壓力后液壓泵卸荷。本發(fā)明的工作制動(dòng)采用了全新的制動(dòng)方式，即動(dòng)力負(fù)反饋制動(dòng)液壓馬達(dá)以泵的 方式工作，將推動(dòng)電機(jī)車運(yùn)動(dòng)的慣性力或其它外力(如下坡行駛中的重力加速以及各種迫 使機(jī)車移動(dòng)的推、拉力)所做的功(動(dòng)能)轉(zhuǎn)換為液壓蓄能器組中的壓縮氣體勢能。系統(tǒng) 的適時(shí)壓力越大，液壓馬達(dá)向系統(tǒng)排油的阻力就越大，因此而產(chǎn)生的制動(dòng)力也就會越大。其 極限值與系統(tǒng)的適時(shí)壓力(不超過第二溢流閥17的溢流壓力)成正比。這種制動(dòng)力(在 極限值以內(nèi))與所施加的外力大小相等、方向相反。當(dāng)需要工作制動(dòng)或停車制動(dòng)時(shí)，只要將三位四通比例換向閥的操作手柄逐步移向 中位，阻斷通往液壓馬達(dá)12的進(jìn)油和回油通路，即進(jìn)入了制動(dòng)狀況。此時(shí)，三位四通比例換 向閥通往液壓馬達(dá)的兩個(gè)油口完全被阻斷，機(jī)車(即電機(jī)車)仍在前進(jìn)，液壓馬達(dá)仍在旋 轉(zhuǎn)，B 口在無壓力油補(bǔ)充的條件下就會立即形成一定的負(fù)壓區(qū)，第五單向閥16仍被吸開，油 箱內(nèi)的油經(jīng)單向閥16和管路流入液壓馬達(dá)的B 口，此時(shí)的液壓馬達(dá)實(shí)際上又已換成了泵的 方式工作，將從B 口吸入的液壓油從A 口泵出，并且只能通過推開單向閥14、18向高壓系統(tǒng) 輸出，真正起到泵的作用。是機(jī)車的慣性動(dòng)能迫使液壓馬達(dá)(泵工況)向系統(tǒng)的液壓蓄能 器組提供壓力油能量，直至系統(tǒng)壓力達(dá)到溢流閥17調(diào)定的壓力后溢流。系統(tǒng)有效地回收了 在第二溢流閥17溢流前已轉(zhuǎn)換的那一大部分動(dòng)能，使得這部分原本根本無法利用且必須 用其它方式才可抵消其影響的能量得到了有效的再利用。這是一種“低碳環(huán)?！钡闹苿?dòng)方 式，任何場合均可單獨(dú)使用。所述液壓系統(tǒng)的事故緊急制動(dòng)控制部分包括液壓蓄能器25，該液壓蓄能器25經(jīng) 由截止閥24連接到用于控制松剎的手控二通閥27，該手控二通閥27連接到用于控制事故 緊急制動(dòng)的腳控二通閥30上，該腳控二通閥30連接到所述主油箱或副油箱，在所述手控二 通閥27與所述腳控二通閥30之間的管線上連接有兩只頂升松剎油缸33、34(相當(dāng)于圖4 中的頂升松剎油缸66)，所述調(diào)速閥6與液控單向閥9之間的管線還通過單向閥23連接到 所述截止閥24與所述手控二通閥27之間的管線，以向所述液壓系統(tǒng)的事故緊急制動(dòng)控制 部分供油。這樣，在所述電機(jī)車因故障不能開動(dòng)時(shí)，即使在液壓蓄能器組1無液壓油的情況 下，小容量液壓蓄能器的儲能也可供兩只液壓油缸頂升松剎數(shù)次，為給讓其它機(jī)車拖走提 供方便。采用腳控二通閥控制剎車，符合應(yīng)急狀態(tài)下的操作習(xí)慣，可有效地防止緊急狀態(tài)下 的誤操作。本發(fā)明的整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，原理清晰，所用元件較少，操作十分便利，符合 駕駛習(xí)慣，功能可靠，同時(shí)也易于查找和排除系統(tǒng)故障。但是，需要理解的是，上述液壓系統(tǒng) 僅是一種優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以借助于本領(lǐng) 域的普通液壓知識進(jìn)行相應(yīng)的簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
所述電氣系統(tǒng)包括高壓電路、高低壓轉(zhuǎn)換、低壓電路，所用的元器件均為防爆型。 所述高壓電路包括采用炭素滑板接電的受電器、具有保護(hù)功能的空氣自動(dòng)開關(guān)、直流電動(dòng) 機(jī)、具有通斷電動(dòng)機(jī)電源的接觸器及具有保護(hù)功能的熱繼電器。所述高低壓轉(zhuǎn)換為直流變 換器及其電源開關(guān)。直流變換器為24V蓄電池組供電。所述低壓電路包括24V蓄電池組 及其負(fù)載的電源開關(guān)，車燈、信號燈、電喇叭，電壓、速度和壓力指示儀表，控制接觸器的中 間繼電器，電磁卸荷閥上的電磁閥，加(卸)載按鈕，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)及停止按鈕。通過加(卸) 載按鈕可以控制電磁卸荷閥，實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的無負(fù)載啟動(dòng)，這些對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是 熟知的，對此不再贅述。以上可以看出，本設(shè)計(jì)的電氣系統(tǒng)沒有易產(chǎn)生電火花的控制器和電阻器，所用的 電氣元、器件相對較少，因而對電氣防爆而言是防護(hù)工作較少、也是最為簡單、最為可靠的。 在只依靠液壓蓄能器組的儲能行駛中，只有車燈、信號燈、電喇叭，電壓、速度和壓力指示儀 表使用24V蓄電池組的電源。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，具有結(jié)構(gòu)簡單、軸距較小(轉(zhuǎn)彎半徑小)、操作便利、運(yùn)行平穩(wěn)、 維護(hù)量少、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，可有效地降低使用和維護(hù)成本，其原理和某些部件還可用于其 它機(jī)器，如液壓絞車、升降機(jī)、起重機(jī)、工程車等。由上描述可見，通過本發(fā)明的上述技術(shù)方案，所述架線式液壓蓄能電機(jī)車在安全 區(qū)域行駛時(shí)通過架線_電動(dòng)機(jī)_液壓泵-液壓蓄能器組來驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，再通過鏈傳動(dòng)(柔 性傳動(dòng))的方式驅(qū)動(dòng)兩組行走輪對。在電能_液壓能_機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換中，隨時(shí)為機(jī)車 進(jìn)行能量儲備；當(dāng)在非安全區(qū)域(有沼氣或有其它爆炸危險(xiǎn)的場地)不用外部電源，只依靠 液壓蓄能器組的儲能行駛，根本沒有電火花產(chǎn)生的可能性。此外，電機(jī)車的工作制動(dòng)為動(dòng)力 負(fù)反饋制動(dòng)(即有油壓制動(dòng))，任何場合均可單獨(dú)使用，事故緊急制動(dòng)則為重錘和彈簧力制 動(dòng)(無油壓制動(dòng)，因而不怕爆油管)，確保機(jī)車制動(dòng)的安全可靠性。由此可見，本發(fā)明架線式 液壓蓄能電機(jī)車的電氣系統(tǒng)全部采用防爆設(shè)計(jì)，并且用液壓蓄能原理替代蓄電池為機(jī)車在 有沼氣或有其它爆炸危險(xiǎn)的非安全區(qū)域行駛提供動(dòng)力，從根本上消除了產(chǎn)生電火花的可能 性，因而最適于在有沼氣礦井的巷道運(yùn)輸或其它有爆炸危險(xiǎn)的場地運(yùn)輸。該架線式液壓蓄 能電機(jī)車?yán)^承了架線式電機(jī)車和蓄電池式電機(jī)車的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服它們的弱點(diǎn)，既可以 和架線式電機(jī)車一樣在安全區(qū)間行駛并能夠在運(yùn)行中積蓄能量，又可以象蓄電池式電機(jī)車 一樣在無架線的區(qū)域行駛，在規(guī)定的峒室(即礦井下的一種巷道)內(nèi)進(jìn)行蓄能，一次蓄能只 需數(shù)分鐘，快捷方便，是一種本質(zhì)安全型機(jī)車。此外，本發(fā)明制動(dòng)可靠，工作制動(dòng)采用有油壓 條件下的動(dòng)力負(fù)反饋制動(dòng)，任何場合均可單獨(dú)使用；事故緊急制動(dòng)則采用無油壓條件下的 重錘和彈簧力制動(dòng)，并且采用腳控方式，符合應(yīng)急狀態(tài)下的操作習(xí)慣，可有效地防止緊急狀 態(tài)下的誤操作。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)彎半徑小、操作便利、運(yùn)行平穩(wěn)、維護(hù)量 少、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，可有效地降低使用和維護(hù)成本。在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，可以通過任何合適的方式進(jìn) 行任意組合，其同樣落入本發(fā)明所公開的范圍之內(nèi)。另外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間 也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí) 施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.架線式液壓蓄能電機(jī)車，其特征是，包括車架(44)以及安裝在該車架(44)上的行 走裝置(45)、減震器(36)、輪緣制動(dòng)器(39)、受電器(38)、電動(dòng)機(jī)(28)、電氣系統(tǒng)以及液壓 系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)設(shè)有液壓泵(29)、液壓蓄能器組(1)和液壓馬達(dá)(12)，所述受電器(38) 能夠從所述架線上獲取外部電能，以為所述架線式液壓蓄能電機(jī)車供電，并驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng) 機(jī)(28)帶動(dòng)所述液壓泵(29)作功，從而使得所述液壓蓄能器組(1)進(jìn)行能量儲備；所述液 壓蓄能器組(1)作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)所述液壓馬達(dá)(12)，并且該液壓馬達(dá)(12)經(jīng)過鏈傳動(dòng)同步 驅(qū)動(dòng)所述架線式液壓蓄能機(jī)車的前、后輪對(50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架線式液壓蓄能電機(jī)車，其特征是，所述行走裝置包括固定 在所述車架(44)上且與所述前、后輪對(50)成等距離布置的傳動(dòng)座(53)，該傳動(dòng)座(53) 上安裝有所述液壓馬達(dá)(12)，該液壓馬達(dá)(12)通過第二彈性聯(lián)軸器(54)連接于傳動(dòng)軸 (53a)，所述傳動(dòng)軸(53a)上固定有雙聯(lián)主動(dòng)鏈輪(55)；所述前、后輪對(50)安裝在所述車 架(44)上，該前、后輪對(50)的輪轂(50b)安裝在輪對軸(50a)上，所述前、后輪對(50) 的輪轂上分別安裝有互成錯(cuò)位布置的從動(dòng)鏈輪(51)，所述雙聯(lián)主動(dòng)鏈輪和所述從動(dòng)鏈輪上 安裝有傳動(dòng)鏈(52)，所述車架(44)上固定有傳動(dòng)護(hù)罩(56)，該傳動(dòng)護(hù)罩(56)上安裝有擺 動(dòng)式鏈條張緊裝置(40)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架線式液壓蓄能電機(jī)車，其特征是，所述輪緣制動(dòng)器包括固 定在所述車架(44)上且與所述前、后輪對(50)成對稱布置的制動(dòng)支架，該制動(dòng)支架包括兩 根導(dǎo)向立柱(64)和制動(dòng)梁(65)，該兩根導(dǎo)向立柱(64)和制動(dòng)梁(65)相互連接，所述兩根 導(dǎo)向立柱上安裝有能夠上下移動(dòng)的重錘(62)，該重錘(62)上裝有與所述前、后輪對(50)的 輪緣共同組成制動(dòng)摩擦副的制動(dòng)塊(63)、用于壓迫所述重錘下移的制動(dòng)彈簧(60)以及用 于調(diào)整所述制動(dòng)彈簧預(yù)壓縮量的調(diào)整墊圈(61)，所述重錘(62)下部安裝有頂升松剎油缸 (66)，該頂升松剎油缸(66)通過所述液壓系統(tǒng)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架線式液壓蓄能電機(jī)車，其特征是，所述電動(dòng)機(jī)(28)立式安 裝在所述車架(44)的中后部，并且用于安裝所述液壓泵(29)的泵座(41)安裝在所述電動(dòng) 機(jī)的輸出軸端的端蓋上，所述電動(dòng)機(jī)(28)與液壓泵(29)通過第一彈性聯(lián)軸器(42)聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架線式液壓蓄能電機(jī)車，其特征是，所述減震器(36)為橡膠 減震器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架線式液壓蓄能電機(jī)車，其特征是，所述液壓系統(tǒng)包括能量 供給_儲能部分、行駛_制動(dòng)控制部分和事故緊急制動(dòng)控制部分，所述液壓系統(tǒng)的能量供 給-儲能部分和行駛-制動(dòng)控制部分包括由所述電動(dòng)機(jī)(28)驅(qū)動(dòng)的所述液壓泵(29)、主油 箱(31)和裝在該主油箱上的增壓空氣過濾器(32)、以及副油箱(19)和裝在該副油箱上的 增壓空氣過濾器(21)，所述液壓泵(29)的輸入口與所述主油箱(31)連通，輸出口通過管線 經(jīng)由電磁卸荷閥(22)和第一溢流閥(26)連接于截止閥組(2)，該截止閥組(2)連接于所 述液壓蓄能器組(1)，所述電磁卸荷閥(22)的輸出口還通過第一單向閥(18)連接到第二 溢流閥(17)的輸入口，該第二溢流閥(17)的輸入口連接到由第二單向閥(13)、第三單向 閥(14)、第四單向閥(15)以及第五單向閥(16)組成的單向閥組上，該單向閥組中的第二單 向閥(13)、第三單向閥(14)、第四單向閥(15)和第五單向閥(16)依次連接，其中所述第二 單向閥(13)的導(dǎo)通端連接于所述主油箱或副油箱，截止端連接于所述第三單向閥(14)的 導(dǎo)通端，該第三單向閥(14)的截止端連接于所述第四單向閥(15)的截止端，該第四單向閥(15)的導(dǎo)通端連接于所述第五單向閥(16)的截止端，該第五單向閥(16)的導(dǎo)通端連接于所述主油箱或副油箱，所述第二溢流閥(17)的輸入口連接到所述第三單向閥(14)與第四 單向閥(15)之間的管線上；所述副油箱(19)連接到手控三位四通比例換向閥(11)的一個(gè) 接口上，該手控三位四通比例換向閥(11)的另外三個(gè)接口分別通過管線連接到所述第二 單向閥(13)和第三單向閥(14)的管線上、所述第四單向閥(15)和第五單向閥(16)之間 的管線上、以及所述截止閥組⑵上，所述第三單向閥(14)與第四單向閥(15)還并聯(lián)有所 述液壓馬達(dá)(12)，所述手控三位四通比例換向閥(11)至所述截止閥組(2)之間的管線上依 次地設(shè)有由液控單向閥(9)和手控二位換向閥(10)并聯(lián)而成的閥組、調(diào)速閥(6)以及先導(dǎo) 型減壓閥(5)；所述液壓系統(tǒng)的事故緊急制動(dòng)控制部分包括液壓蓄能器(25)，該液壓蓄能 器(25)經(jīng)由截止閥(24)連接到用于控制松剎的手控二通閥(27)，該手控二通閥(27)連接 到用于控制事故緊急制動(dòng)的腳控二通閥(30)上，該腳控二通閥(30)連接到所述主油箱或 副油箱，在所述手控二通閥(27)與所述腳控二通閥(30)之間的管線上連接有兩只頂升松 剎油缸(33、34)，所述調(diào)速閥(6)與液控單向閥(9)之間的管線還通過單向閥(23)連接到 所述截止閥(24)與所述手控二通閥(27)之間的管線，以向所述液壓系統(tǒng)的事故緊急制動(dòng) 控制部分供油。
全文摘要
架線式液壓蓄能電機(jī)車，包括車架(44)、行走裝置(45)、減震器(36)、輪緣制動(dòng)器(39)、受電器、電動(dòng)機(jī)、電氣系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)，所述受電器能夠從架線上獲取外部電能，以為架線式液壓蓄能電機(jī)車供電，并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)所述液壓泵作功，從而使得液壓蓄能器組進(jìn)行能量儲備；液壓蓄能器組作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)所述液壓馬達(dá)，并且該液壓馬達(dá)經(jīng)過鏈傳動(dòng)同步驅(qū)動(dòng)架線式液壓蓄能機(jī)車的前、后輪對(50)。本發(fā)明采用液壓蓄能原理替代蓄電池提供動(dòng)力，消除了產(chǎn)生電火花的可能性，因而最適于在非安全區(qū)域運(yùn)輸。此外，本發(fā)明制動(dòng)可靠，并且能有效地防止緊急狀態(tài)下的誤操作。其設(shè)計(jì)合理，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便利、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B61C3/00GK102039903SQ20101053042
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者蔣正榮, 許衛(wèi)星 申請人:蔣正榮, 許衛(wèi)星