一種用于煤礦防爆電驅動車輛的動力總成的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于屬煤礦井下無軌輔助運輸設備的技術領域，具體涉及一種用于煤礦防爆電驅動車輛的動力總成。
【背景技術】
[0002]煤礦井下是個環境惡劣的狹小作業空間，煤炭采掘、巷道支護、煤炭輸送、設備安裝、輔助材料的運輸都在這一狹小空間完成，給煤炭采掘作業、安全運輸帶來了很大困難，同時給井下環境帶來很大壓力。由于柴油機車帶來的環境污染和能源緊張的問題，低污染、零排放、噪音低、綠色環保的新能源車輛是發展趨勢。
[0003]現有電驅動車輛大部分是在傳統柴油機車的基礎上改裝而成，即用一個集中電機代替原來的發動機，動力通過電機、變速器、傳動軸、差速器和半軸等傳到車輪來驅動車輛前進。傳統常規電機驅動系統很難克服“轉矩不夠大、效率不夠高”的明顯不足，不能夠直接滿足電動車輛各種復雜變化工況的需求，無法真正實現“輸入高電壓，輸出大功率，獲取高轉矩；輸入低電壓，輸出小功率，獲取高效率；控制智能化，運行滿功率，電機變功率”的電動車輛動力系統。煤礦電動車輛與地面普通電動車不同，受作業條件十分惡劣、作業工況復雜及作業空間嚴重受限等因素制約，對其底盤技術提出了更高更苛刻的要求，其動力系統必須保證比普通電動車動力系統具備更強的環境適應性，防爆電動車在煤礦井下狹窄巷道穿梭運行，其外形尺寸要盡可能小，在保證強度和剛度的條件下應力求質量小，以保證續航里程；同時為了滿足井下巷道的防爆性和可靠性要求，車輛制動系統必須配備濕式制動器并具備失效安全式駐車功能。
[0004]因此，相比集中電機驅動，采用輪轂電機的多輪分布式動力驅動總成在礦井條件限制下具有明顯優勢，在動力總成中設置一體式行駐車制動裝置，將驅動與制動裝置進行一體式集成，可以使防爆電動車的配置更加靈活、運行更多的工況，真正實現了煤礦井下對電動車結構緊湊的要求，大大增強了防爆電動車的適應性。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決電驅動車輛不能滿足煤礦井下復雜變化工況需求的問題，提供了一種用于煤礦防爆電驅動車輛的動力總成。本發明集電機驅動技術、行星減速技術、封閉多盤濕式制動技術和控制器技術于一身，進行牽引力控制、轉矩矢量控制及主動平順性控制，可以替代傳統車輛底盤中絕大部分執行機構，將防爆電機、傳動系統和制動裝置共同嵌入到車輪中，利用輪轂電機的快速響應特性來提高電動車輛的動態控制能力，使電動車在驅動、制動、轉向等多種工況下均具有較好的表現，通過構造電動車輛專用的輪轂電機車輪動力總成來實現高轉矩高效率高電壓變功率智能驅動系統。
[0006]本發明采用如下的技術方案完成:
一種用于煤礦防爆電驅動車輛的動力總成，其特征在于動力總成通過過橋與懸掛裝置及車架相連接，動力總成在輪轂之內以車軸為中心從內到外嵌設有防爆電機和帶濕式制動的行星減速裝置。
[0007]所述的防爆電機采用雙定子永磁無刷結構，電機無鑄殼、以中間殼為對稱中心兩側分別設置一組定子與轉子結構，分別為初級定子和初級轉子以及次級定子和次級轉子，在初級定子和初級轉子中間設置有電磁繞組，次級定子和次級轉子之間設置有磁極，每組定子和轉子的磁極之間有夾角；初級定子和次級定子安裝在車軸上，通過定子機架使定子與車軸連接固定成為兩個都靜止不動的機械整體。
[0008]所述的行星減速裝置包括行星減速器，行星減速器采用齒圈固定式、包括太陽輪、行星齒輪、齒圈，動力從內側的太陽輪輸入，由行星齒輪輸出，太陽輪通過花鍵安裝在車軸II的外端并定位，車軸與車軸II通過花鍵連接在一起并采用法蘭與過橋相聯；行星齒輪分別與太陽輪和齒圈嚙合；與齒圈嚙合的齒圈固定架和端蓋以及輪轂用螺釘固定在一起，輪轂通過一對大小錐軸承支撐在花鍵套上；從電機和車軸傳過來的力矩經太陽輪、行星齒輪最后傳到輪轂上，使驅動輪旋轉，驅動車輛行駛；整個動力總成采用閉式傳動，它的外側由端蓋封閉。
[0009]所述的濕式制動為一體式濕式制動器采用閉式油冷卻濕式制動，包括剎車片、兩組活塞以及彈簧，剎車片包括浸在循環油液里的對偶片和摩擦片，摩擦片與輪轂通過齒圈固定架連接一起轉動，對偶片與靜殼1、靜殼II用花鍵連接，而靜殼1、靜殼II用螺栓與電機外殼相固定，通過過橋與懸掛裝置及車架相連接；制動器內有兩組活塞、包括一組小活塞和一組大活塞，其中一組小活塞采用彈簧制動和液壓釋放工作方式實現車輛駐車制動和緊急制動，小活塞安裝在大活塞和靜殼I之間，小活塞右端連接壓盤，需要制動時，小活塞在彈簧作用下向右運動推動壓盤壓緊剎車片產生制動力矩，解除制動時，壓力油經腳踏制動閥進入制動器油腔I，推動小活塞向左運動并壓縮彈簧，使制動器松閘；另一組大活塞采用液壓制動和彈簧釋放工作方式實現車輛行車制動，大活塞安裝在靜殼I上，大活塞左端設置有制動彈簧組、右端連接壓盤，需要制動時，壓力油經腳踏制動閥進入制動器油腔II，大活塞在壓力油的作用下向右運動壓緊剎車片產生制動力矩，解除制動時，腳踏制動閥動作切斷壓力油，大活塞在彈簧的作用下向左運動返回，使制動器松閘；兩套功能共用一套制動彈簧組和剎車片，對偶片、摩擦片在油腔內接合。
[0010]本發明相對現有技術具有如下有益效果:采用輪轂電機減速驅動的機構型式，同時具有行車和駐車制動功能。該動力總成省略了傳統車輛所需的機械式操縱換檔裝置、離合器、變速器、傳動軸和機械差速器等，使驅動系統和整車結構簡化，有效可利用空間大，傳動效率提高。該動力總成可以使電機運行在高轉速下，具有較高的比功率和效率，體積小、重量輕，、爬坡性能好，能保證在車輛低速運行時獲得較大的平穩轉矩。相比集中電機驅動，采用輪轂電機的多輪分布式動力驅動總成在礦井條件中的應用具有明顯優勢，在動力總成中設置一體式行駐車制動裝置，集驅動與制動裝置于一體，可以使防爆電動車的配置更加靈活、運行更多的工況，滿足了煤礦井下對結構緊湊型防爆電動車的需求，大大增強了防爆電動車的適應性，具有很好的推廣應用價值。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的結構示意圖，
圖中:1、防爆電機，2、行星減速裝置，3、初級定子，4、初級轉子，5、次級轉子，6、次級定子，7、磁極，8、繞組，9、中間殼，10、車軸，11、一體式濕式制動器，12、行星減速器，13、小活塞，14、大活塞，15、對偶片，16、摩擦片，17、制動彈簧組，18、太陽輪，19、行星齒輪，20、過橋，21、定子機架，22、車軸II，23、齒圈，24、齒圈固定架，25、端蓋，26、輪轂，27、花鍵套，28、靜殼I，29、靜殼II，30、電機外殼，31、制動器油腔I，32、制動器油腔II，33、壓盤。
【具體實施方式】
[0012]結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明。
[0013]—種用于煤礦防爆電驅動車輛的動力總成通過過橋20與懸掛裝置及車架相連接，動力總成在輪轂26之內以車軸10為中心從內到外嵌設有防爆電機1和帶濕式制動的行星減速裝置2。防爆電機1把占傳統常規三相感應電機質量一半以上的鑄殼去掉，同時改變電機初級定子與次級轉子的機械結構形式，構造一種對稱的雙定子平面圓環旋轉電機。防爆電機1采用雙定子永磁無刷結構，電機1無鑄殼、以中間殼9為對稱中心兩側分別設置一組定子與轉子結構，分別為初級定子3和初級轉子4以及次級定子6和次級轉子5，在初級定子3和初級轉子4中間設置有電磁繞組8，次級定子6和次級轉子5之間設置有磁極7，每組定子和轉子的磁極之間有夾角，在定轉子磁場的相互吸引下，電機開始旋轉運行；電機的初級定子3和次級定子6安裝在車軸10上，通過定子機架21、銷鍵等使定子與車軸連接固定成為兩個都靜止不動的機械整體。
[0014]行星減速裝置2由外側的一體式濕式制動器11和內側的行