[发明专利]具有直驶助力机构的履带车辆电传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及车辆电传动装置技术领域，特别涉及高机动性履带车辆电传动装置技术领域，具体是指一种具有直驶助力机构的履带车辆电传动装置。

背景技术

常规高机动性履带车辆业已积累了足以表征其使用工况特点的大量统计数据，基于这些数据提出过如下观点：车辆最大公路行驶速度可达到75km/h，最大越野行驶速度可达到45km/h；车辆的实际使用速度远比不上所有评价性试验和展示时达到的速度，实际使用监测数据显示其平均行驶速度只有10～15km/h；车辆使用额定寿命期间的发动机工况统计数据表明，发动机累计工作时间内，平均负荷大于80%的仅占8%，车辆在行驶过程中要求速度高于20km/h的仅占4%；作为车辆机动性的关键指标，在沟壑纵横地形上的车队平均行驶速度通常为25～35km/h；车辆行驶速度比乘员反应要快得多，行驶速度大于45km/h是不需要的，在这样高的车速时乘员或车上部分设备无法很好地工作；在48h战斗日里，发动机负荷不大于50%的占近42个小时，负荷达到80%和100%的时间各占3小时；在500km左右的储备行程中，怠速、部分负荷和全负荷运转分别占发动机总运转行时间的35%、25%和20%。

以上统计数据和观点表明：由于实际使用时车辆平均行驶速度不高，因此车辆直驶消耗的功率不会太大；发动机负荷不超过50%的工况占了绝大多数运行时间，而在这期间，车辆转向也消耗了其中部分功率，实际用于车辆直驶的功率更少；在80%和100%的发动机负荷中，车辆转向消耗的功率也占了较大比率。因此可以得出如下结论：实际使用时车辆直驶消耗的功率与车辆转向消耗的功率相比并不占优，如果有多个可以灵活配置的动力源，则对于常用的中低车速范围，应优先考虑保证较高的车辆转向性能所需要的配置。灵活的转向性能有助于减少发生撞车或冲出道路等事故，确保车辆安全行驶，提高纵队行驶速度。

常规高机动性履带车辆由于只有发动机一个动力源，传动系统设计只能优先保证车辆直驶性能，对于转向性能只能适当兼顾。这一设计思想在具有液压-液力复合转向机构的综合传动，或采用兼有转向功能的双侧变速箱的传动系中体现得尤其明显，后者的变速箱传动比是按照保证车辆具有良好直驶动力性能来选取的。而对于具有多个电动机的混合动力电传动装置或电传动装置，则应按照优先保证中低车速范围内的车辆转向性能的原则进行设计。目前公开的混合动力电传动装置或电传动装置，一般均包括至少三个电机，其中两个驱动电机主要用于保证车辆直驶性能，一个转向电机用于提供转向动力，或驱动可控差速器实现内侧驱动电机部分动力向外侧驱动电机转移后也用于转向。

美国专利申请US6491599B1公开了一种双模、复合分流的混合动力电传动装置，发动机通过主离合器和前传动齿轮与第一行星排行星架相连接，第一行星排齿圈和第二行星排行星架相连接，并通过一离合器与变速主轴相连接，第一电动/发电机转子与第二行星排齿圈相连接，两行星排的太阳轮与第二电动/发电机转子相连接，第二电动/发电机转子与第三行星排齿圈相连接，其太阳轮固定，其行星架与倒顺机构输入端相连接，倒顺机构输出端与变速主轴相连接，转向电机通过减速行星排和传动齿轮与零轴相连接，直驶和转向两路功率流在两侧汇流行星排汇合后向两侧输出。具体实施例公开的一种系统配置如下：发动机在2800RPM恒速运行时的输出功率为900kW；第一和第二电动/发电机的连续输出功率均为510kW，最高转速4400RPM，最大转矩8138Nm；电源系统具有至少450kW的电功率输出。

美国专利申请US7326141B2公开了一种电传动装置，其包括左右对称配置和布置的驱动电机、单行星排两档变速机构、侧传动、机械制动机构和主动轮，在电传动装置的中央配置了由两个转向电机和两个差速行星排构成的可控差速机构，两个转向电机同轴固接并配置在与驱动电机转子平行的轴线上，通过传动比大小相等而方向相反的两组定轴传动齿轮与两个差速行星排的太阳轮分别连接，两个差速行星排的行星架固接，其齿圈与两驱动电机转子分别相连接。具体实施例公开到的一种系统配置如下：驱动电机和转向电机均采用感应电机；单个驱动电机的连续输出功率均为190kW，5分钟输出功率为260kW，最高转速12000RPM；单个转向电机具有90kW的输出功率，最高转速12000RPM。