專利名稱：一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電傳動(dòng)鉸接式自卸汽車，特別是涉及一種六輪獨(dú)立電傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)的自卸車。
背景技術(shù)：
鉸接式自卸車(Articulated Dump Trucks，簡(jiǎn)稱ADT)是指駕駛室(13)與車體之間具有鉸接點(diǎn)和擺動(dòng)環(huán)的自卸汽車。其中，擺動(dòng)環(huán)允許前車架(6)相對(duì)于車體獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)， 鉸接點(diǎn)允許前車架(6)相對(duì)后車架(8)可達(dá)到45°轉(zhuǎn)向角，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。當(dāng)在不平坦的路面行駛時(shí)，能夠保證所有車輪與地面接觸，以維持整體的穩(wěn)定性、通過性和最大
生產(chǎn)率。目前，鉸接式自卸車通常采用6x6的驅(qū)動(dòng)方式，傳動(dòng)方式為液力機(jī)械傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。鉸接式自卸車由于運(yùn)行工況比較復(fù)雜，需要配備專門的液力機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，該類型變速機(jī)構(gòu)開發(fā)需要較長(zhǎng)的周期及較高的成本。因此，液力機(jī)械變速機(jī)構(gòu)已成為阻礙鉸接式自卸車系列化的主要因素。6x6的鉸接式自卸車要想實(shí)現(xiàn)全輪驅(qū)動(dòng)，需要?jiǎng)恿Ψ峙溲b置及三根以上的傳動(dòng)軸和中間支撐裝置?？紤]到六個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，須采用五個(gè)差速機(jī)構(gòu)，同時(shí)為了保證車輛在泥濘濕滑路面或深坑路面具有驅(qū)動(dòng)力，還必須為這五個(gè)差速機(jī)構(gòu)配置相應(yīng)的鎖緊機(jī)構(gòu)；另外，為了保證動(dòng)力方向的改變及增大高檔位的扭矩，還須配置相應(yīng)的主減機(jī)構(gòu)。此外，由于鉸接式車輛長(zhǎng)時(shí)間在低速大扭矩工況下工作，液力變矩器的效率很低，液力變矩器和變速器及驅(qū)動(dòng)橋的故障率相當(dāng)高，維護(hù)成本較高。鉸接式自卸車主要工作在崎嶇的山地或泥濘的路面，整車質(zhì)心的高低對(duì)操控穩(wěn)定性有很大的影響，而目前該類車輛由于采用機(jī)械式傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)橋只能采用非斷開式，這樣貨箱底部必須位于驅(qū)動(dòng)橋的上方，從而大大增高了鉸接式自卸車的重心高度，影響了操控穩(wěn)定性。由于以上因素，液力機(jī)械式鉸接式自卸車目前只有國外少數(shù)幾個(gè)企業(yè)有能力進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，近幾年，我國徐工、通聯(lián)重工等企業(yè)樣車開發(fā)都沒有成功。在鉸接式自卸車上使用柴電動(dòng)力、電傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)在于去掉了鉸接式車輛所必須的液力機(jī)械式變速箱、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器及相應(yīng)的鎖止機(jī)構(gòu)，從而簡(jiǎn)化了整車結(jié)構(gòu)，減少了傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)制造難度；免維護(hù)的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)提高了車輛可靠性，有效降低系統(tǒng)維護(hù)成本；采用電子差速控制，使得六個(gè)驅(qū)動(dòng)輪任何時(shí)刻都能發(fā)揮最大牽引力；在多輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，依靠電控閉環(huán)控制系統(tǒng)能方便實(shí)現(xiàn)多輪協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)。到目前為止，在市場(chǎng)及文獻(xiàn)資料中，未查到已使用或已公開發(fā)表的這種類型鉸接式自卸車輛。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是解決目前鉸接式自卸車傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障點(diǎn)多、設(shè)計(jì)制造難度大的問題，提供一種六輪獨(dú)立電傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)的自卸車。本發(fā)明一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車，其特征在于所述自卸車包括2個(gè)前電動(dòng)輪單元、4個(gè)后電動(dòng)輪單元，所述6個(gè)電動(dòng)輪單元分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)自卸車的六輪，所述6個(gè)電動(dòng)輪單元具有完全的互換性；
所述自卸車包括前車架(6)、后車架(8)、鉸接體(7);前車架(6)與后車架(8)通過鉸接體(7 )鉸接；鉸接體(7 )兩側(cè)分別安裝有轉(zhuǎn)向缸(5 )，用于車輛鉸接轉(zhuǎn)向。上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步改進(jìn)為所述電動(dòng)輪單元由以下三個(gè)部分組成水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(30)、二級(jí)行星齒輪減速器(29)、輪邊電機(jī)制動(dòng)器(31)；所述水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(30 )、二級(jí)行星齒輪減速器(29 )、輪邊電機(jī)制動(dòng)器(31)通過螺栓連接。上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步改進(jìn)為所述自卸車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(2 )與發(fā)電機(jī)(3 )連接， 發(fā)動(dòng)機(jī)(2)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(3)工作，發(fā)出的電能用來驅(qū)動(dòng)水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(27);所述發(fā)動(dòng)機(jī)(2 )與發(fā)電機(jī)(3 )采用機(jī)械連接，具體連接方式是發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪(25 )與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 (28 )分別與重疊在一起的六片撓性盤(27 )通過螺栓連接，發(fā)動(dòng)機(jī)(2 )工作時(shí)飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(28)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交流電，該交流電經(jīng)過整流器(16)整流，產(chǎn)生的直流電分別供給六個(gè)逆變器，逆變器經(jīng)過逆變形成交流電再分別驅(qū)動(dòng)六個(gè)輪邊水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(30)，六個(gè)輪邊水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(30)分別把動(dòng)力傳遞給六個(gè)二級(jí)行星齒輪減速器(29)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳輸。上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步改進(jìn)為所述自卸車包括六個(gè)控制器，分別對(duì)應(yīng)左前輪控制器(17)、右前輪控制器(18)、左中輪控制器(19)、右中輪控制器(20)、左后輪控制器 (21)和右后輪控制器(22 )，每個(gè)控制器控制對(duì)應(yīng)的輪邊水冷永磁電動(dòng)機(jī)(30 )，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的單獨(dú)控制；所述的控制器采用基于CAN總線的分布式網(wǎng)絡(luò)控制，上位機(jī)采用嵌入式系統(tǒng)。上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步改進(jìn)為左前輪控制器(17)、右前輪控制器(18)、左中輪控制器(19)、右中輪控制器(20)、左后輪控制器(21)和右后輪控制器(22)都安裝在一個(gè)控制器支架(36)內(nèi)，該控制器支架(36)固定在車架上。上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步改進(jìn)為所述自卸車懸架系統(tǒng)采用全地形的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，前懸架采用獨(dú)立式斜置縱擺臂式牽引結(jié)構(gòu)(34)，同時(shí)承擔(dān)縱向力和側(cè)向力；垂直方向的力由油氣彈簧承擔(dān)；中、后懸架采用獨(dú)立式斜置縱擺臂平衡梁式結(jié)構(gòu)(35)，車架與車橋剛性連接，垂直方向的彈性變形完全由子午線輪胎承擔(dān)；在前后擺臂各安置一個(gè)阻尼缸來衰減振動(dòng)。上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步改進(jìn)為所述冷卻系統(tǒng)集成到每一個(gè)電動(dòng)輪單元內(nèi)，保證車輪在泥濘、灰塵和水較多的情況下都能保證正常冷卻。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的鉸接式自卸車優(yōu)點(diǎn)在于采用了柴電動(dòng)力，全地形的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，集成的底盤系統(tǒng)等技術(shù)，簡(jiǎn)化了整車結(jié)構(gòu)，減少了設(shè)計(jì)制造難度，提高了車輛可靠性以及復(fù)雜路面條件下的通過性能，增強(qiáng)了零部件的互換性，有效降低了系統(tǒng)維護(hù)成本。


圖1是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車主視圖； 圖2是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車俯視圖； 圖3 (a)是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)示意圖； 圖3 (b)是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)連接部分局部放大示意圖4 (a)是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車電動(dòng)輪集成單元結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4 (b)是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車電動(dòng)輪集成單元剖視圖，方向是沿圖 4 (a)中的B-B方向；
圖5是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車前橋結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車后橋結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車控制系統(tǒng)框圖； 圖8是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)框圖； 圖9是本發(fā)明專利交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車前端控制器組合示意圖； 其中
權(quán)利要求
1.一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車，其特征在于所述自卸車包括2個(gè)前電動(dòng)輪單元、4 個(gè)后電動(dòng)輪單元，所述6個(gè)電動(dòng)輪單元分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)自卸車的六輪，所述6個(gè)電動(dòng)輪單元具有完全的互換性；所述自卸車包括前車架(6)、后車架(8)、鉸接體(7);前車架(6)與后車架(8)通過鉸接體(7 )鉸接；鉸接體(7 )兩側(cè)分別安裝有轉(zhuǎn)向缸(5 )，用于車輛鉸接轉(zhuǎn)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車，其特征在于所述電動(dòng)輪單元由以下三個(gè)部分組成水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(30)、二級(jí)行星齒輪減速器(29)、輪邊電機(jī)制動(dòng)器(31)；所述水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(30)、二級(jí)行星齒輪減速器(29)、輪邊電機(jī)制動(dòng)器 (31)通過螺栓連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車，其特征在于所述自卸車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(2)與發(fā)電機(jī)(3)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)(2)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(3)工作，發(fā)出的電能用來驅(qū)動(dòng)水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(30);所述發(fā)動(dòng)機(jī)(2)與發(fā)電機(jī)(3)采用機(jī)械連接，具體連接方式是發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪(25)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(28)分別與重疊在一起的六片撓性盤(27)通過螺栓連接，發(fā)動(dòng)機(jī)(2 )工作時(shí)飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(28 )轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交流電，該交流電經(jīng)過整流器(16)整流，產(chǎn)生的直流電分別供給六個(gè)逆變器，逆變器經(jīng)過逆變形成交流電再分別驅(qū)動(dòng)六個(gè)輪邊水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(30)，六個(gè)輪邊水冷永磁交流電動(dòng)機(jī)(30)分別把動(dòng)力傳遞給六個(gè)二級(jí)行星齒輪減速器(29 )，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車，其特征在于所述自卸車包括六個(gè)控制器，分別對(duì)應(yīng)左前輪控制器(17)、右前輪控制器(18)、左中輪控制器(19)、右中輪控制器(20)、左后輪控制器(21)和右后輪控制器(22)，每個(gè)控制器控制對(duì)應(yīng)的輪邊水冷永磁電動(dòng)機(jī)(27)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的單獨(dú)控制；所述的控制器采用基于CAN總線的分布式網(wǎng)絡(luò)控制，上位機(jī)采用嵌入式系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車，其特征在于左前輪控制器(17)、右前輪控制器(18)、左中輪控制器(19)、右中輪控制器(20)、左后輪控制器(21)和右后輪控制器(22)都安裝在一個(gè)控制器支架(36)內(nèi)，該控制器支架(36)固定在車架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車，其特征在于所述自卸車懸架系統(tǒng)采用全地形的獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，前懸架采用獨(dú)立式斜置縱擺臂式牽引結(jié)構(gòu)(34)，同時(shí)承擔(dān)縱向力和側(cè)向力；垂直方向的力由油氣彈簧承擔(dān)；中、后懸架采用獨(dú)立式斜置縱擺臂平衡梁式結(jié)構(gòu)(35)，車架與車橋剛性連接，垂直方向的彈性變形完全由子午線輪胎承擔(dān)； 在前后擺臂各安置一個(gè)阻尼缸來衰減振動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)集成到每一個(gè)電動(dòng)輪單元內(nèi)，保證車輪在泥濘、灰塵和水較多的情況下都能保證正常冷卻。
全文摘要
本發(fā)明專利一種采用交流電傳動(dòng)的鉸接式自卸車。一種交流電傳動(dòng)鉸接式自卸車，其特征在于所述自卸車包括2個(gè)前電動(dòng)輪單元、4個(gè)后電動(dòng)輪單元，所述6個(gè)電動(dòng)輪單元分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)自卸車的六輪，所述6個(gè)電動(dòng)輪單元具有完全的互換性；所述自卸車包括前車架(6)、后車架(8)、鉸接體(7)；前車架(6)與后車架(8)通過鉸接體(7)鉸接；鉸接體(7)兩側(cè)分別安裝有轉(zhuǎn)向缸(5)，用于車輛鉸接轉(zhuǎn)向。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化了整車結(jié)構(gòu)，減少了傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)制造難度；免維護(hù)的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)提高了車輛可靠性，有效降低系統(tǒng)維護(hù)成本；六個(gè)電動(dòng)輪單元可以任意互換，具有優(yōu)良的互換性。
文檔編號(hào)B60K17/12GK102211614SQ201110117429
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者張文明, 金純 , 陽斌 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)