[发明专利]机车及车辆动力系统

说明书

本发明属于一种机车及运输车辆蓄能动力系统。

根据煤矿、化工、石油等行业的安全规程，在易燃易燃气体的环境下，必须使用安全防爆型电机车或安全型防爆蓄电池机车及车辆。但是目前这两类机车或车辆还不能完全做到本质安全型，在易燃易爆场所及场地下使用受到限制。为了从根本上消除机车或车辆在易燃易爆环境下产生电火花的可能性，现已发明液压蓄能机车，如本人发明的、已获发明专利权的“机车液压蓄能动力源装置”专利，专利号86105787.2。但是，由于现有工业技术水平的限制，难以实现超高压蓄能，因而限制了液压蓄能机车的牵引距离，目前，制造出的煤矿液压蓄能机车在重载荷情况下牵引距离约为5公里。

本发明的目的是在液压蓄能机车发明的理论基础上，利用液氮释放的气压不断向机车及车辆的蓄能器组补充能量，以增大机车或车辆的牵引距离。

本发明设计的机车及车辆动力系统由前后轮对驱动装置，气压制动装置、复轨气缸、高压气体蓄能器组、液氮输送系统和液氮气化装置构成。其工作原理是：在能量补给站，先使机车或车辆动力系统的高压气体蓄能器组储存满高压气体，作为机车或车辆运行的主要能量，再在机车或车辆上携带几罐液氮，并预先对液体式热交换液氮气化装置中的液体介质加温，在机车或车辆运行过程中，通过与高温介质热交热使液氮迅速气化，体积急骤膨胀，释放出的气压能量一方面补充给气体高压蓄能器组，另一方面经过控制阀组直接驱动机车或车辆前后轮对气动马达，从而增大机车或车辆的行驶距离。利用液氮迅速气化补偿能量的方法，也可用于液压蓄能动力系统。利用液氮气化装置输出的高压气体驱动气动马达，再通过该气动马达驱动液压泵向液压蓄能器组补充液能，并由液压蓄能器组和液压控制阀组驱动机车或车辆的前、后轮对液压马达。

本发明提出的机车及车辆动力系统从根本上消除产生电火花的可能性，特别适合易燃易爆场所及场地使用，安全可靠，储能灵活，可在地面补给站或室内进行蓄能，并且可在运行过程中通过液氮气化补充能量，增大了蓄能机车的驱动距离，结构简单，制造容易，无级调速、无污染。

附图1为机车及车辆动力系统原理图

附图2为机车及车辆液压动力系统的原理图

下面结合附图用实施例对本发明做进一步描述：

本发明设计的机车及车辆动力系统由前、后轮对驱动装置，复轨气缸、高压气体蓄能器组、液氮输送系统和液氮气化装置构成。如图1所示。

前、后轮对驱动装置由前轮对马达58、后轮对马达60、调压单向阀59、前轮对马达三位换向阀57、后轮对马达三位换向阀61、调速单向阀29、调速阀55、油雾器21、减速阀41、可调节流阀36构成。

气压制动装置由前轮对制动缸51、后轮对制动缸52、制动阀踏板28、调速阀55、二位按阀53、气笛54构成。

复轨气缸由三位换向阀6、前气缸7、后气缸5和复位铰4构成。

高压气体蓄能器组由气压蓄能器组34、节流阀组33、溢流阀32、排放阀35、排气孔37、压力表开关38、高压表39、低压表40和低压开关41构成。

液氮输送系统由减压阀30、油雾器21、可调流量阀20、气动马达19、排气孔37、电机连轴节23、液体泵24和单向阀12构成。在机车或车辆运行过程中，利用液氮气化补偿能量时，由高压气体蓄能器组提供的压力气体驱动气动马达19，再通过电机连轴节23驱动液体泵24，将液氮容器1中的液氮泵入液氮气化装置内。也可以利用由低压开关42和三通吸液阀3构成的液氮输送系统，它是根据射流真空吸力原理，依靠低压开关42控制的压力气体经过三通吸液阀3将液氮容器1中的液氮输送到液氮气化装置内。还可以用由液氮添加口27、液氮11、节止阀26、液氮容器25构成的液氮输送系统，该系统依靠势能自然输送液氮。此外，还可以采用手动液泵18输送液氮。