[发明专利]工程机械行走系统轮边混合驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工程机械行走系统的轮边混合驱动装置。

背景技术

目前，工程机械行走系统的轮边驱动主要采用液压驱动和电力驱动两种方式。液压驱动方式包括低速液压马达直接驱动和高速液压马达结合行星减速器驱动两种；电力驱动主要采用电动轮方式。两者相比，液压驱动具有较高的功率密度，特别适用于低速大扭矩应用领域，液压油既有传输能量，还兼有润滑和导出系统废热的重要作用，易于实现集中冷却，能量回收技术复杂且效率低；电力驱动在高速小扭矩应用领域占有优势，易于实现能量回收且效率较高。为提高工作效率，工程机械行走系统在轻载时需要尽可能高的运行速度；为增加工作载荷，工程机械行走系统又需要尽可能大的驱动能力。上述两种传动方式各自有自身的优点和缺点，没有一种能独立地全面满足工程机械行走系统的要求。但两者有很好的互补性，液压驱动适合于重载工况，而电力驱动适合于轻载和能量回收工况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有工程机械行走系统轮边驱动方案的不足，提供一种结合液压驱动和电力驱动的工程机械行走系统轮边混合驱动装置，使得工程机械行走系统即能适应重载低速工况，也能胜任轻载高速工况，同时在制动时利用电机回收能量，从而提高整机的动力性能，降低能量消耗。

本发明提出的工程机械行走系统轮边混合驱动装置，包括液压马达1、永磁同步电机2、机架3、车轮4和行星减速器5，其中，所述行星减速器5包括固定法兰6、大齿轮7，常开液压离合器8、常闭液压制动器9、行星减速级10、输入轴11，旋转输出法兰12，第一轴承13，第二轴承14和小齿轮15，常开液压离合器8位于大齿轮7和输入轴11之间，用于离合液压马达，大齿轮7外套有第二轴承14；常闭液压制动器9位于输入轴11和固定法兰6之间，固定法兰6外套有第一轴承13，常闭液压制动器9用于驻车制动；所述液压马达1和永磁同步电机2分别采用插入方式与行星减速器5连接，永磁同步电机2连接行星减速器5的输入轴11；所述机架3与行星减速器5的固定法兰6相连，起支撑作用；所述车轮4和行星减速器5的旋转输出法兰12相连，输出动力与速度。

本发明根据常闭液压制动器、液压马达、永磁同步电机和常开液压离合器的不同组合，可适应不同的工况，包括重载低速工况、轻载高速工况、驻车工况和制动能量回收工况。

(1)重载低速工况

在工程机械重载运行时，轮边驱动装置需要输出大扭矩低转速。因此，所述轮边混合驱动装置打开常闭液压制动器，合上常开液压离合器，液压马达通过行星减速器输出动力，充分利用液压驱动的优点，提高整机负载性能。此时，液压马达带动永磁同步电机处于发电状态，储存能量；在工程机械重载爬坡或路面不平时，轮边驱动装置需要输出尽可能大的驱动力的时候，所述轮边混合驱动装置采用液压和电力同时混合驱动方式，永磁同步电机处于电动状态，连同液压马达，增加最大驱动力。

(2)轻载高速工况

在工程机械空载或轻载工况时，为提高工作效率，轮边驱动装置需要输出高转速。因此，所述轮边混合驱动装置打开常闭液压制动器，分离常开液压离合器，采用电机结合行星减速器输出转速，充分利用电力驱动的优点，提高整机轻载效率。

(3)驻车工况

所述轮边混合驱动装置的常闭液压制动器常闭，就处于驻车状态。

(4)制动能量回收工况

工程机械行走系统需要频繁的启停，若能有效回收制动能量，可以节省燃料消耗，提高工程机械的环保节能性能。同轻载工况一致，所述轮边混合驱动装置打开常闭液压制动器，分离常开液压离合器。整机由于惯性拖动电机反转，变成发电机，能制动能量回收。

与现有相比，本发明的工程机械行走系统轮边混合驱动装置用电机完成高速运行；用液压马达提供大扭矩输出；在制动时，用电机回收能量，而在整机起步、加速和爬坡等极限工况时，又利用电机辅助液压马达同时出力，充分利用了液压驱动和电力驱动的优点，即能提高整机的运行效率，又能增加整机的运输能力，也能降低整机的燃油消耗率。

附图说明

图1为本发明的结构图示。

图2为本发明的行星减速器5的结构图示。

图中标号：1为液压马达，2为永磁同步电机，3为机架，4为车轮，5为行星减速器，6为固定法兰，7为大齿轮，8为常开液压离合器，9为常闭液压制动器，10为行星减速级，11为输入轴，12为旋转输出法兰，13为第一轴承，14为第二轴承，15为小齿轮。

具体实施方式