一種大型礦用車底盤及大型礦用車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型礦用車底盤及大型礦用車，屬于車輛【技術領域】。該底盤的第一組后輪由第一獨立懸架懸掛于車架，第二組后輪由第二獨立懸架懸掛于車架，即將大型礦用車底盤的后四輪分成兩組，避免了由于第一組后輪和第二組后輪之間相互牽制帶來的干涉，從而為實現(xiàn)動態(tài)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制，提高整車的轉(zhuǎn)向性能創(chuàng)造了條件，同時，能夠降低車輛在轉(zhuǎn)彎時的能量損耗，減少不必要的燃油消耗。特別是在轉(zhuǎn)彎較大或者車輪附著系數(shù)較低的情況下，能夠大幅減少或者避免內(nèi)側(cè)輪的滑移，從而能夠提高整車的操縱性、運行安全性，并且，減少對車輛輪胎的磨損，降低運營成本。該大型礦用車由于具有該底盤，也具有上述技術效果。
【專利說明】一種大型礦用車底盤及大型礦用車

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛【技術領域】，特別涉及一種大型礦用車底盤及大型礦用車。

【背景技術】
[0002]大型礦用車是礦山領域的土石方、礦石運輸，以及大型公路、鐵路、水電站等大型建設非公路運輸領域的理想運輸車輛?，F(xiàn)有技術中的大型礦用車底盤多采用前軸轉(zhuǎn)向、后軸驅(qū)動設計。該底盤通常具有兩個前輪和四個后輪，其中，四個后輪兩兩一組分別置于同一剛性后軸兩側(cè)，分別對兩組后輪進行驅(qū)動，從而實現(xiàn)對整車的牽引控制?，F(xiàn)有技術中的大型礦用車的傳動方式主要是機械傳動和電傳動兩種傳動方式。
[0003]機械傳動的大型礦用車通過變速箱、減速器實現(xiàn)驅(qū)動力矩的增減和車速的改變，在大型礦用車轉(zhuǎn)向時，通過差速器實現(xiàn)左右輪的差速控制。由于大型礦用車沒有實現(xiàn)牽引力控制系統(tǒng)(TCS)和車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)控制，這就要求在采用機械傳動的大型礦用車轉(zhuǎn)向時，需要完全依靠差速器實現(xiàn)差速控制，而在轉(zhuǎn)向時，內(nèi)側(cè)輪和外側(cè)輪的角速度相同，而由于內(nèi)側(cè)輪的旋轉(zhuǎn)半徑小于外側(cè)輪的旋轉(zhuǎn)半徑，因此，就需要內(nèi)側(cè)輪的線速度小于外側(cè)輪的線速度，在這種情況下，為了達到平衡，需要使內(nèi)側(cè)輪能量通過摩擦地面而損失掉，在轉(zhuǎn)彎較大和車輪附著系數(shù)較低的工況條件下，內(nèi)側(cè)輪存在較大的滑移，因此，對整車的操縱性和運行安全造成不利的后果，同時，對車輛輪胎的磨損較大。
[0004]傳統(tǒng)的電傳動的大型礦用車采用兩個由牽引電機驅(qū)動的剛性軸結(jié)構(gòu)連接，車輛后橋由一根整體式車橋相連，該整體式車橋也是一種剛性軸，這就導致了在整車轉(zhuǎn)彎時，不能實現(xiàn)差速控制，容易導致整車轉(zhuǎn)向不足、內(nèi)側(cè)輪能量損失較大，外側(cè)輪滑移較大的問題。
[0005]無論是機械傳動大型礦用車還是電傳動大型電動車，燃油、輪胎和配件都是運營成本最主要的組成部分。因此，現(xiàn)有技術中的大型礦用車整車的燃油經(jīng)濟性較差、運營成本較高和運行安全性較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種能夠根據(jù)大型礦用車后四輪各自的旋轉(zhuǎn)半徑對其進行分別控制，從而提高燃油經(jīng)濟性、降低運營成本并增加運行安全性的大型礦用車底盤及具有該底盤的大型礦用車。
[0007]本發(fā)明提供的大型礦用車底盤，包括第一后輪、第二后輪、第三后輪、第四后輪和兩組獨立懸架，所述第一后輪和第二后輪組成第一組后輪，所述第三后輪和第四后輪組成第二組后輪，所述懸架包括第一獨立懸架和第二獨立懸架，所述第一獨立懸架用于將所述第一組后輪懸掛于車架，所述第二獨立懸架用于將所述第二組后輪懸掛于車架。
[0008]作為優(yōu)選，所述底盤還包括第一驅(qū)動裝置、第二驅(qū)動裝置、第三驅(qū)動裝置、第四驅(qū)動裝置和制動裝置，所述第一驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述第一后輪，所述第二驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述第二后輪，所述第三驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述第三后輪，所述第四驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述第四后輪，所述制動裝置用于制動所述大型礦用車。
[0009]作為優(yōu)選，所述第一驅(qū)動裝置包括第一牽引電機和第一電機控制單元，所述第一電機控制單元用于控制第一牽引電機的輸出功率，所述第一牽引電機用于控制所述第一后輪的動作；所述第二驅(qū)動裝置包括第二牽引電機和第二電機控制單元，所述第二電機控制單元用于控制所述第二牽引電機的輸出功率，所述第二牽引電機用于控制所述第二后輪的動作；所述第三驅(qū)動裝置包括第三牽引電機和第三電機控制單元，所述第三電機控制單元用于控制所述第三牽引電機的輸出功率，所述第三牽引電機用于控制所述第三后輪的動作；所述第四驅(qū)動裝置包括第四驅(qū)動裝置和第四電機和第四電機控制單元，所述第四電機控制單元用于控制所述第四牽引電機的輸出功率，所述第四牽引電機用于控制所述第四后輪的動作。
[0010]作為優(yōu)選，所述制動裝置包括制動電阻箱和制動控制單元，所述制動控制單元用于控制所述制動電阻箱工作。
[0011]作為優(yōu)選，所述底盤還包括發(fā)動機控制單元、整車控制單元和驅(qū)動控制單元，
[0012]所述發(fā)動機控制單元用于控制所述發(fā)動機的輸出功率并將所述發(fā)動機輸出功率信號發(fā)送給所述整車該控制單元；
[0013]所述整車控制單元根據(jù)發(fā)動機的輸出功率，車速，橫擺角，第一后輪、第二后輪、第三后輪和第四后輪的載荷、附著系數(shù)向所述驅(qū)動控制單元發(fā)送控制信號；
[0014]所述驅(qū)動控制單元根據(jù)從所述整車控制單元接收的信號向所述第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元和第四電機控制單元發(fā)送控制信號，從而控制所述第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三控制單元、第四控制單元和制動控制單元。
[0015]作為優(yōu)選，所述底盤還包括發(fā)電機和整流單元，所述發(fā)電機發(fā)出的電經(jīng)過所述整流單元后從直流母線給所述第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元和第四電機控制單元供電，從而給所述第一牽引電機、第二牽引電機、第三牽引電機和第四牽引電機提供動力；當所述發(fā)電機發(fā)出的電經(jīng)過所述整流單元后直流母線電壓升高到一定閥值時，所述制動控制單元自動啟動，此時所述制動電阻箱耗電。
[0016]作為優(yōu)選，所述底盤還包括蓄電池組，所述蓄電池組用于對所述發(fā)動機控制單元、整車控制單元、驅(qū)動控制單元和發(fā)電機的勵磁控制單元供電。
[0017]作為優(yōu)選，所述底盤還包括電力驅(qū)動控制柜，所述整流單元、驅(qū)動控制單元、制動控制單元、第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元、第四電機控制單元和發(fā)電機的勵磁控制單元均布置在所述電力驅(qū)動控制柜內(nèi)。
[0018]作為優(yōu)選，所述驅(qū)動控制單元、整流單元和發(fā)電機的勵磁控制單元電連接于所述電力驅(qū)動控制柜，所述蓄電池組通過對所述電力驅(qū)動控制柜供電而對所述驅(qū)動控制單元、整流單元和發(fā)電機的勵磁控制單元供電。
[0019]本發(fā)明提供的大型礦用車包括本發(fā)明提供的大型礦用車底盤。
[0020]本發(fā)明提供的大型礦用車底盤的第一組后輪由第一獨立懸架懸掛于車架，第二組后輪由第二獨立懸架懸掛于車架，即將大型礦用車底盤的后四輪分成兩組，分別由單獨的獨立懸架懸掛于車架，當車輛在崎嶇的路面上行駛或者轉(zhuǎn)彎時，第一組后輪和第二組后輪可以分別在車架兩側(cè)自由擺動，避免了由于第一組后輪和第二組后輪之間相互牽制帶來的干涉，從而為實現(xiàn)動態(tài)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制，提高整車的轉(zhuǎn)向性能創(chuàng)造條件。在此情況下，可以根據(jù)車輛在轉(zhuǎn)向時的旋轉(zhuǎn)半徑，在角速度相同的情況下分別控制四個后輪在轉(zhuǎn)向時的線速度，從而減少或者避免內(nèi)側(cè)輪在轉(zhuǎn)向時需要通過摩擦地面而損失掉的能量，此時，由于車輛在轉(zhuǎn)彎時需要用于做有用功的能量不變，而需要用于做待損失功的能量降低，有用功和待損失功的能量均源自燃油，因此，能夠降低車輛在轉(zhuǎn)彎時消耗的燃油量，從而降低運營成本。即使在轉(zhuǎn)彎較大或者車輪附著系數(shù)較低的情況下，仍然能夠減少或者避免內(nèi)側(cè)輪存在的滑移，因此，能夠提高整車的操縱性、運行安全性，并且，減少對車輛輪胎的磨損。
[0021]本發(fā)明提供的大型礦用車由于具有本發(fā)明提供的大型礦用車底盤，也具有上述技術效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施例提供的大型礦用車底盤的機械結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例提供的大型礦用車底盤的驅(qū)動控制線路圖。

【具體實施方式】
[0024]為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0025]參見附圖1，本發(fā)明提供的大型礦用車底盤，包括第一后輪1、第二后輪2、第三后輪3、第四后輪4和懸架，第一后輪I和第二后輪2組成第一組后輪，第三后輪3和第四后輪4組成第二組后輪，懸架包括第一獨立懸架5和第二獨立懸架7，第一獨立懸架5用于將第一組后輪懸掛于車架，第二獨立懸架7用于將第二組后輪懸掛于車架。
[0026]本發(fā)明提供的大型礦用車底盤的第一組后輪由第一獨立懸架懸5掛于車架，第二組后輪由第二獨立懸架7懸掛于車架，即將大型礦用車底盤的后四輪分成兩組，分別由單獨的獨立懸架懸掛于車架，當車輛在崎嶇的路面上行駛或者轉(zhuǎn)彎時，第一組后輪和第二組后輪可以分別在車架兩側(cè)自由擺動，避免了由于第一組后輪和第二組后輪之間相互牽制帶來的干涉，從而為實現(xiàn)動態(tài)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制，提高整車的轉(zhuǎn)向性能創(chuàng)造條件。在此情況下，可以根據(jù)車輛在轉(zhuǎn)向時的旋轉(zhuǎn)半徑，在角速度相同的情況下分別控制四個后輪在轉(zhuǎn)向時的線速度，從而減少或者避免內(nèi)側(cè)輪在轉(zhuǎn)向時需要通過摩擦地面而損失掉的能量，此時，由于車輛在轉(zhuǎn)彎時需要用于做有用功的能量不變，而需要用于做待損失功的能量降低，有用功和待損失功的能量均源自燃油，因此，能夠降低車輛在轉(zhuǎn)彎時消耗的燃油量，從而降低運營成本。即使在轉(zhuǎn)彎較大或者車輪附著系數(shù)較低的情況下，仍然能夠減少或者避免內(nèi)側(cè)輪存在的滑移，因此，能夠提高整車的操縱性、運行安全性，并且，減少對車輛輪胎的磨損。
[0027]參見附圖2，本發(fā)明實施例提供的底盤還包括第一驅(qū)動裝置、第二驅(qū)動裝置、第三驅(qū)動裝置、第四驅(qū)動裝置和制動裝置，第一驅(qū)動裝置用于驅(qū)動第一后輪1，第二驅(qū)動裝置用于驅(qū)動第二后輪2，第三驅(qū)動裝置用于驅(qū)動第三后輪3，第四驅(qū)動裝置用于驅(qū)動第四后輪4，制動裝置用于制動大型礦用車。在這種情況下，第一后輪1、第二后輪2、第三后輪3和第四后輪4分別由獨立的驅(qū)動裝置驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)對后四輪的單獨控制，從而，通過分別單獨控制第一驅(qū)動裝置、第二驅(qū)動裝置、第三驅(qū)動裝置和第四驅(qū)動裝置即可實現(xiàn)在角速度相同的情況下分別控制后四輪的線速度。
[0028]其中，作為第一驅(qū)動裝置、第二驅(qū)動裝置、第三驅(qū)動裝置和第四驅(qū)動裝置各自具體的實現(xiàn)方式，第一驅(qū)動裝置包括第一牽引電機和第一電機控制單元，第一電機控制單元用于控制第一牽引電機的輸出功率，第一牽引電機用于控制第一后輪I的動作；第二驅(qū)動裝置包括第二牽引電機和第二電機控制單元，第二電機控制單元用于控制第二牽引電機的輸出功率，第二牽引電機用于控制第二后輪2的動作；第三驅(qū)動裝置包括第三牽引電機和第三電機控制單元，第三電機控制單元用于控制第三牽引電機的輸出功率，第三牽引電機用于控制第三后輪3的動作；第四驅(qū)動裝置包括第四驅(qū)動裝置和第四電機和第四電機控制單元，第四電機控制單元用于控制第四牽引電機的輸出功率，第四牽引電機用于控制第四后輪4的動作。從而，通過分別向第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元和第四電機控制單元發(fā)送控制信號即可實現(xiàn)對后四輪的分別控制。
[0029]其中，作為制動裝置的一種具體的實現(xiàn)方式，制動裝置包括制動電阻箱和制動控制單元，制動控制單元用于控制制動電阻箱動作。通過向制動控制單元發(fā)送控制信號即可實現(xiàn)對本發(fā)明提供的大型礦用車底盤的制動控制。
[0030]其中，本發(fā)明提供的大型礦用車底盤還包括發(fā)動機控制單元、整車控制單元和驅(qū)動控制單元；發(fā)動機控制單元用于控制發(fā)動機的輸出功率并將發(fā)動機輸出功率信號發(fā)送給整車該控制單元；整車控制單元根據(jù)發(fā)動機的輸出功率，車速，橫擺角，第一后輪、第二后輪、第三后輪和第四后輪的載荷、附著系數(shù)向驅(qū)動控制單元發(fā)送控制信號；驅(qū)動控制單元根據(jù)從整車控制單元接收的信號向第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元和第四電機控制單元發(fā)送控制信號，從而控制第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三控制單元、第四控制單元和制動控制單元。從而，實現(xiàn)自動控制，自動控制的精確性較高，能夠避免人手操作帶來的誤差和人手操作的不便情況。
[0031 ] 其中，本發(fā)明提供的大型礦用車底盤還包括發(fā)電機和整流單元，發(fā)電機發(fā)出的電經(jīng)過整流單元后從直流母線P+、N-給第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元和第四電機控制單元供電，從而給第一牽引電機、第二牽引電機、第三牽引電機和第四牽引電機提供動力；當發(fā)電機發(fā)出的電經(jīng)過整流單元后直流母線電壓升高到一定閥值時，制動控制單元自動啟動，此時制動電阻箱耗電。由于制動控制單元、制動電阻箱、第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元和第四電機控制單元的工作需要強電，因此，需要由發(fā)電機供電。
[0032]其中，本發(fā)明提供的大型礦用車底盤還包括蓄電池組，蓄電池組用于對發(fā)動機控制單元、整車控制單元、驅(qū)動控制單元和發(fā)電機的勵磁控制單元供電。由于發(fā)動機控制單元、整車控制單元、驅(qū)動控制單元和發(fā)電機的勵磁控制單元的工作需要弱電，因此，需要由蓄電池組供電。
[0033]其中，本發(fā)明提供的大型礦用車底盤還包括電力驅(qū)動控制柜，整流單元、驅(qū)動控制單元、制動控制單元、第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元、第四電機控制單元和發(fā)電機的勵磁控制單元均布置在電力驅(qū)動控制柜內(nèi)。在這種情況下，相當于將上述各單元集成在一起，在使用時，安裝和攜帶均較便捷。
[0034]其中，驅(qū)動控制單元、整流單元和發(fā)電機的勵磁控制單元電連接于電力驅(qū)動控制柜，蓄電池組通過對電力驅(qū)動控制柜供電而對驅(qū)動控制單元、整流單元和發(fā)電機的勵磁控制單元供電。此時，相當于對驅(qū)動控制單元、整流單元和發(fā)電機的勵磁控制單元進一步集成，在使用時，安裝更加便捷，并且還減少了電源引線用量。
[0035]此外，發(fā)電機的各參數(shù)信號也能夠與驅(qū)動控制單元實現(xiàn)通信，進而，通過對驅(qū)動控制單元的控制即可對發(fā)電機的勵磁控制單元的動作進行控制。
[0036]本發(fā)明提供的大型礦用車包括本發(fā)明提供的大型礦用車底盤。由于本發(fā)明提供的大型礦用車具有本發(fā)明提供的大型礦用車底盤，也具有上述技術效果。
[0037]以上的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種大型礦用車底盤，包括第一后輪、第二后輪、第三后輪、第四后輪和懸架，所述第一后輪和第二后輪組成第一組后輪，所述第三后輪和第四后輪組成第二組后輪，其特征在于，所述懸架包括第一獨立懸架和第二獨立懸架，所述第一獨立懸架用于將所述第一組后輪懸掛于車架，所述第二獨立懸架用于將所述第二組后輪懸掛于車架。
2.根據(jù)權利要求1所述的大型礦用車底盤，其特征在于，還包括第一驅(qū)動裝置、第二驅(qū)動裝置、第三驅(qū)動裝置、第四驅(qū)動裝置和制動裝置，所述第一驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述第一后輪，所述第二驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述第二后輪，所述第三驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述第三后輪，所述第四驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述第四后輪，所述制動裝置用于制動所述大型礦用車。
3.根據(jù)權利要求2所述的大型礦用車底盤，其特征在于，所述第一驅(qū)動裝置包括第一牽引電機和第一電機控制單元，所述第一電機控制單元用于控制第一牽引電機的輸出功率，所述第一牽引電機用于控制所述第一后輪的動作；所述第二驅(qū)動裝置包括第二牽引電機和第二電機控制單元，所述第二電機控制單元用于控制所述第二牽引電機的輸出功率，所述第二牽引電機用于控制所述第二后輪的動作；所述第三驅(qū)動裝置包括第三牽引電機和第三電機控制單元，所述第三電機控制單元用于控制所述第三牽引電機的輸出功率，所述第三牽引電機用于控制所述第三后輪的動作；所述第四驅(qū)動裝置包括第四驅(qū)動裝置和第四電機和第四電機控制單元，所述第四電機控制單元用于控制所述第四牽引電機的輸出功率，所述第四牽引電機用于控制所述第四后輪的動作。
4.根據(jù)權利要求3所述的大型礦用車底盤，其特征在于，所述制動裝置包括制動電阻箱和制動控制單元，所述制動控制單元用于控制所述制動電阻箱動作。
5.根據(jù)權利要求4所述的大型礦用車底盤，其特征在于，還包括發(fā)動機控制單元、整車控制單元和驅(qū)動控制單元， 所述發(fā)動機控制單元用于控制所述發(fā)動機的輸出功率并將所述發(fā)動機輸出功率信號發(fā)送給所述整車該控制單元； 所述整車控制單元根據(jù)發(fā)動機的輸出功率，車速，橫擺角，第一后輪、第二后輪、第三后輪和第四后輪的載荷、附著系數(shù)向所述驅(qū)動控制單元發(fā)送控制信號； 所述驅(qū)動控制單元根據(jù)從所述整車控制單元接收的信號向所述第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元和第四電機控制單元發(fā)送控制信號，從而控制所述第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三控制單元、第四控制單元和制動控制單元工作。
6.根據(jù)權利要求5所述的大型礦用車底盤，其特征在于，還包括發(fā)電機和整流單元，所述發(fā)電機發(fā)出的電經(jīng)過所述整流單元后從直流母線對所述第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元和第四電機控制單元供電，從而給所述第一牽引電機、第二牽引電機、第三牽引電機和第四牽引電機提供動力；當所述發(fā)電機發(fā)出的電經(jīng)過所述整流單元后直流母線電壓升高到一定閥值時，所述制動控制單元自動啟動，此時所述制動電阻箱耗電。
7.根據(jù)權利要求5所述的大型礦用車底盤，其特征在于，還包括蓄電池組，所述蓄電池組用于對所述發(fā)動機控制單元、整車控制單元、驅(qū)動控制單元和發(fā)電機的勵磁控制單元供電。
8.根據(jù)權利要求7所述的大型礦用車底盤，其特征在于，還包括電力驅(qū)動控制柜，所述整流單元、驅(qū)動控制單元、制動控制單元、第一電機控制單元、第二電機控制單元、第三電機控制單元、第四電機控制單元和發(fā)電機的勵磁控制單元均布置在所述電力驅(qū)動控制柜內(nèi)。
9.根據(jù)權利要求8所述的大型礦用車底盤，其特征在于，所述驅(qū)動控制單元、整流單元和發(fā)電機的勵磁控制單元電連接于所述電力驅(qū)動控制柜，所述蓄電池組通過對所述電力驅(qū)動控制柜供電而對所述驅(qū)動控制單元、整流單元和發(fā)電機的勵磁控制單元供電。
10.一種大型礦用車，其特征在于，包括權利要求1?9中任一所述的大型礦用車底盤。
【文檔編號】B60L15/32GK104442451SQ201410624438
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權日:2014年11月7日
【發(fā)明者】張建明, 舒樸生, 邱謙, 崔敏亮, 鐘誠 申請人:航天重型工程裝備有限公司