專利名稱：一種油電混合動(dòng)力機(jī)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油電混合動(dòng)力機(jī)車。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步和環(huán)保的要求，GK型內(nèi)燃機(jī)車高油耗、高噪音、高 排放的固有特性已被現(xiàn)代化工礦企業(yè)運(yùn)輸生產(chǎn)管理的節(jié)能減排需求所不能容忍。工礦企 業(yè)內(nèi)燃機(jī)車作業(yè)以調(diào)車工況為主，運(yùn)行速度低，一股在5-20Km/h，載荷變化大，牽引噸位 從0-3000噸，連續(xù)作業(yè)時(shí)間短，一股在20分鐘以內(nèi)，這種工況導(dǎo)致機(jī)車頻繁啟動(dòng)、加速、制 動(dòng)、換向、怠停。原GK型內(nèi)燃機(jī)車為滿足該特性故采用當(dāng)時(shí)先進(jìn)的液力傳動(dòng)方式，配置了 12V180ZJ型高速柴油機(jī)以滿足液力傳動(dòng)的需求。其存在的主要缺陷是1、高油耗、高排放、 高噪音由于液力傳動(dòng)需配置高速柴油機(jī)，且工況特性為間斷式作業(yè)，高速柴油機(jī)一股處于 常速或怠速狀態(tài)。當(dāng)負(fù)荷大時(shí)，柴油機(jī)功率經(jīng)液力傳動(dòng)后全額輸出，負(fù)荷小時(shí)，液力傳動(dòng)減 額輸出(柴油機(jī)富余功率形成空耗)；當(dāng)機(jī)車怠停時(shí)柴油機(jī)處于怠速狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速燃油比大 幅上升，導(dǎo)致柴油燃燒極不充分，易冒黑煙并易產(chǎn)生積碳，負(fù)載與動(dòng)力的匹配極不對(duì)稱，故 油耗居高不下，一股每月消耗柴油高達(dá)13噸。2、工礦企業(yè)的機(jī)效一股在70%以下，也就是說(shuō)有30%的時(shí)間機(jī)車沒有運(yùn)轉(zhuǎn)，但是 因柴油機(jī)保溫、機(jī)車發(fā)電的需要，柴油機(jī)仍要怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，消耗燃油。3、附加能耗大由于配置的大功率高速柴油機(jī)，對(duì)溫度要求較高，同時(shí)液力傳動(dòng)對(duì) 溫度也有要求，故原GK型機(jī)車需加裝預(yù)熱及冷卻裝置，如預(yù)熱鍋爐等，這些部件能耗大， 污染重。4、維護(hù)成本高GK型內(nèi)燃機(jī)車每?jī)蓚€(gè)月必須進(jìn)庫(kù)進(jìn)行一次輪檢，每一年必須進(jìn)行 一次小修，每?jī)赡瓯仨氝M(jìn)行一次中修，六年之內(nèi)必須進(jìn)行一次大修。5、備件稀缺由于國(guó)內(nèi)早在90年代已停止生產(chǎn)GK型內(nèi)燃機(jī)車，常用備件無(wú)貨可 供，尤其是柴油機(jī)備件更是大海撈針。6、整備時(shí)間長(zhǎng)這兩種車型在交接班時(shí)要花費(fèi)大量時(shí)間檢查柴油機(jī)的機(jī)油和水 位，需長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)油溫、水溫。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種改造型油電混合動(dòng)力機(jī)車，成本降低，能源利用率 提高，工效提高，提高了動(dòng)力傳動(dòng)效率，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單，減少污染，故障率降低，充電便 捷，操作簡(jiǎn)便，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種油電混合動(dòng)力機(jī)車，包括車 體，所述車體頂面靠近左端處設(shè)有后機(jī)室，后機(jī)室的右側(cè)設(shè)有司機(jī)控制器，司機(jī)控制器的右 側(cè)設(shè)有中央控制器，中央控制器的右側(cè)設(shè)有管理裝置，管理裝置的頂部設(shè)有接觸器，管理裝 置的右側(cè)設(shè)有逆變裝置，逆變裝置的右側(cè)設(shè)有整流裝置，整流裝置、逆變裝置以及管理裝置 頂面上設(shè)有蓄電池組，整流裝置的右側(cè)設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)組，車體的一側(cè)靠近整流裝置處設(shè)有二級(jí)齒輪箱，二級(jí)齒輪箱的底部設(shè)有一級(jí)齒輪箱；所述中央控制器分別與司機(jī)控制器、柴 油發(fā)電機(jī)組、逆變裝置、接觸器以及管理裝置連接，其中柴油發(fā)電機(jī)組與整流裝置連接，整 流裝置分別與逆變裝置以及接觸器連接，接觸器與蓄電池組連接，蓄電池組與管理裝置連 接，逆變器與牽引電機(jī)連接。本實(shí)用新型的有益效果為1、成本降低由于將大功率柴油機(jī)替換為小功率柴油 發(fā)電機(jī)組，同時(shí)增加蓄電池供電，撤銷了原機(jī)車上的耗能元件如預(yù)熱冷卻裝置，預(yù)熱鍋爐 等；用齒輪箱代替原有的液力傳動(dòng)箱，傳動(dòng)效率提高15%以上，油耗降低30% 50%，減少 機(jī)油用量2/3，有效的節(jié)約了大量的不可再生資源，大大降低了日常大、中、小及輔修、臨修費(fèi)用。2、能源利用率提高原GK型內(nèi)燃機(jī)車用790kW柴油機(jī)作為動(dòng)力源，改造后柴油發(fā) 電機(jī)組常備功率為300kW，另外配置蓄電池組作為補(bǔ)充動(dòng)力源，提高了能源利用率。3、工效提高由于縮短了整備時(shí)間，減少了輪檢次數(shù)，使機(jī)車工作效率提高30% 以上。維護(hù)周期變?yōu)槊堪肽赀M(jìn)庫(kù)進(jìn)行一次輪檢，每?jī)赡赀M(jìn)行一次小修，每四年進(jìn)行一次中 修，五年后無(wú)大故障可免去大修。4、提高了動(dòng)力傳動(dòng)效率去除了液力傳動(dòng)箱后改由柴油發(fā)電機(jī)組和高性能環(huán)保蓄 電池組提供電能，通過逆變器轉(zhuǎn)換為380V交流電，采用變頻技術(shù)驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)，帶動(dòng)機(jī)車 運(yùn)行，即改機(jī)械傳動(dòng)為電傳動(dòng)。5、維護(hù)方便由于配置一體化柴油發(fā)電機(jī)組，簡(jiǎn)化了維護(hù)程序，減少了對(duì)柴油機(jī)的 機(jī)油、水和冬季預(yù)熱的控制。6、管理簡(jiǎn)單因?yàn)閷?duì)高性能環(huán)保蓄電池組采取了智能管理系統(tǒng)從而使管理簡(jiǎn)單。7、減少污染改為油電混合動(dòng)力后，當(dāng)以純電池能量提供動(dòng)能的方式時(shí)，可實(shí)現(xiàn)零 污染、零排放。8、故障率降低減掉原車的柴油機(jī)、散熱系統(tǒng)及液力傳動(dòng)箱，采用柴油發(fā)電機(jī)組和 高性能環(huán)保蓄電池組提供混合動(dòng)力，可使內(nèi)燃機(jī)車的故障率降低70%以上。9、充電便捷當(dāng)機(jī)車進(jìn)庫(kù)或不工作時(shí)，可以用地面AC380V電源直接對(duì)蓄電池組進(jìn) 行充電，充電時(shí)間不超過1. 5小時(shí)。10、操作簡(jiǎn)便機(jī)車控制采用速度控制，每一手把位對(duì)應(yīng)一個(gè)速度，簡(jiǎn)化司機(jī)的操 作，制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)可轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)向蓄電池組充電，將制動(dòng)能量回收。
下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的油電混合動(dòng)力機(jī)車的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用 新型實(shí)施例所述的油電混合動(dòng)力機(jī)車的控制原理框圖。圖中1、車體；2、后機(jī)室；3、司機(jī)控制器；4、中央控制器；5、管理裝置；6、接觸器； 7、逆變裝置；8、整流裝置；9、蓄電池組；10、柴油發(fā)電機(jī)組；11、級(jí)齒輪箱；12、一級(jí)齒輪箱； 13、牽引電機(jī)。
具體實(shí)施方式
如圖1-2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種油電混合動(dòng)力機(jī)車，包括車體1，所述車體1頂面靠近左端處設(shè)有后機(jī)室2，后機(jī)室2的右側(cè)設(shè)有司機(jī)控制器3，司機(jī)控制器3的 右側(cè)設(shè)有中央控制器4，中央控制器4的右側(cè)設(shè)有管理裝置5，管理裝置5的頂部設(shè)有接觸 器6，管理裝置5的右側(cè)設(shè)有逆變裝置7，逆變裝置7的右側(cè)設(shè)有整流裝置8，整流裝置8、逆 變裝置7以及管理裝置5頂面上設(shè)有蓄電池組9，整流裝置8的右側(cè)設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)組10， 車體1的底面與逆變裝置7相對(duì)應(yīng)處設(shè)有牽引電機(jī)13，車體1的一側(cè)靠近整流裝置8處設(shè) 有二級(jí)齒輪箱11，二級(jí)齒輪箱11的底部設(shè)有一級(jí)齒輪箱12 ；所述中央控制器4分別與司機(jī) 控制器3、柴油發(fā)電機(jī)組10、逆變裝置7、接觸器6以及管理裝置5連接，其中柴油發(fā)電機(jī)組 10與整流裝置8連接，整流裝置8分別與逆變裝置7以及接觸器6連接，接觸器6與蓄電池 組9連接，蓄電池組9與管理裝置5連接，逆變器6與牽引電機(jī)13連接。具體使用時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組10作為機(jī)車常備動(dòng)力源，另配置蓄電池組9作為補(bǔ)充 動(dòng)力源，520kW交流變頻牽引電機(jī)13作為機(jī)車驅(qū)動(dòng)源；一股機(jī)車運(yùn)行由柴油發(fā)電機(jī)組10供 電，當(dāng)負(fù)荷過大時(shí)，通過中央控制器4啟動(dòng)蓄電池組9的電能合并供電；當(dāng)負(fù)荷運(yùn)行所需功 率小于柴油發(fā)電機(jī)組10提供的動(dòng)力時(shí)，通過中央控制器4將其富余電能經(jīng)逆變后送入蓄電 池組9儲(chǔ)存。當(dāng)機(jī)車怠車時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組10亦可向蓄電池組9充電，當(dāng)蓄電池組9充滿 后柴油發(fā)電機(jī)組10停機(jī)。柴油發(fā)電機(jī)組10在運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)速一股處于常速狀態(tài)，基本沒 有怠速狀態(tài)。本實(shí)用新型采取電傳動(dòng)的過程中使用了微機(jī)處理技術(shù)軟件以控制油、電混合動(dòng)力 與負(fù)載的優(yōu)化匹配的電傳模式，從而極有效地改進(jìn)了原單一動(dòng)力配置，以耗能方式匹配負(fù) 載的液力傳動(dòng)模式，達(dá)到節(jié)能、減排、降低運(yùn)行成本的目的。
權(quán)利要求1. 一種油電混合動(dòng)力機(jī)車，包括車體(1)，所述車體(1)頂面靠近左端處設(shè)有后機(jī)室 0)，后機(jī)室O)的右側(cè)設(shè)有司機(jī)控制器(3)，其特征在于司機(jī)控制器(3)的右側(cè)設(shè)有中 央控制器G)，中央控制器⑷的右側(cè)設(shè)有管理裝置(5)，管理裝置(5)的頂部設(shè)有接觸器(6)，管理裝置(5)的右側(cè)設(shè)有逆變裝置(7)，逆變裝置(7)的右側(cè)設(shè)有整流裝置(8)，整流 裝置(8)、逆變裝置(7)以及管理裝置(5)的頂面上設(shè)有蓄電池組(9)，整流裝置(8)的右 側(cè)設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)組(10)，車體⑴的底面與逆變裝置(7)相對(duì)應(yīng)處設(shè)有牽引電機(jī)(13)， 車體(1)的一側(cè)靠近整流裝置(8)處設(shè)有二級(jí)齒輪箱(11)，二級(jí)齒輪箱(11)的底部設(shè)有一 級(jí)齒輪箱(1 ；所述中央控制器(4)分別與司機(jī)控制器(3)、柴油發(fā)電機(jī)組(10)、逆變裝置(7)、接觸器(6)以及管理裝置(5)連接，其中柴油發(fā)電機(jī)組(10)與整流裝置⑶連接，整 流裝置(8)分別與逆變裝置(7)以及接觸器(6)連接，接觸器(6)與蓄電池組(9)連接，蓄 電池組(9)與管理裝置(5)連接，逆變器(6)與牽引電機(jī)(13)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種油電混合動(dòng)力機(jī)車，包括車體，所述車體頂面靠近左端處設(shè)有后機(jī)室，后機(jī)室的右側(cè)設(shè)有司機(jī)控制器，司機(jī)控制器的右側(cè)設(shè)有中央控制器，中央控制器的右側(cè)設(shè)有管理裝置，管理裝置的頂部設(shè)有接觸器，管理裝置的右側(cè)設(shè)有逆變裝置，逆變裝置的右側(cè)設(shè)有整流裝置，整流裝置、逆變裝置以及管理裝置頂面上設(shè)有蓄電池組，整流裝置的右側(cè)設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)組，車體的一側(cè)靠近整流裝置處設(shè)有二級(jí)齒輪箱，二級(jí)齒輪箱的底部設(shè)有一級(jí)齒輪箱。本實(shí)用新型的有益效果為成本降低，能源利用率提高，工效提高，提高了動(dòng)力傳動(dòng)效率，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單，減少污染，故障率降低，充電便捷，操作簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)B61C17/00GK201834013SQ201020286580
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者馮起新, 張偉, 彭華軍, 王選民, 陳先祥, 韓凌飛 申請(qǐng)人:湖北晨風(fēng)掘進(jìn)裝備有限公司