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CN113306383A - 一种矿用自卸车 - Google Patents

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CN113306383A CN202110866645.3A CN202110866645A CN113306383A CN 113306383 A CN113306383 A CN 113306383A CN 202110866645 A CN202110866645 A CN 202110866645A CN 113306383 A CN113306383 A CN 113306383A
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李载霄
张勇
戚建
满军城
沈元科
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Sany Heavy Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明实施例公开了一种矿用自卸车，包括发动机、供电装置、AT变速器、电驱装置及后桥；所述电驱装置包括至少一个第一电机与ATM变速器，所述第一电机的转轴与所述ATM变速器的输入轴连接，所述ATM变速器的输出轴分别与所述AT变速器及所述后桥传动连接；所述AT变速器还与所述发动机连接；所述第一电机还与所述供电装置连接。在发动机动力不足时，可以启动电机，这样使发动机及电机共同为矿用自卸车提供动力，从而保证矿用自卸车有足够的动力行驶。

Description

一种矿用自卸车
技术领域
本发明涉及矿用设备领域，具体而言涉及一种矿用自卸车。
背景技术
随着矿山运输设备的大型化发展，且矿山运输道路坡度较大，对动力设备的功率要求较大。现有的矿用自卸车主要使用大功率柴油发动机为动力，在一些情况，如高海拔地区，发动机功率会随着海拔的升高而降低，导致矿用自卸车动力不足，影响矿用自卸车的使用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种矿用自卸车，以解决矿用自卸车动力不足，影响矿用自卸车的使用的问题。
本发明实施例提供了一种矿用自卸车，包括发动机、供电装置、AT变速器、电驱装置及后桥；
所述电驱装置包括至少一个第一电机及ATM变速器，所述第一电机的转轴与所述ATM变速器的输入轴连接，所述ATM变速器的输出轴分别与所述AT变速器及所述后桥传动连接；所述AT变速器还与所述发动机连接；所述第一电机还与所述供电装置连接。
可选地，所述电机的数量为两个，两个所述电机中的一个第一电机为驱动电机，另一个第一电机为取力电机，所述驱动电机用于驱动矿用自卸车行驶，所述取力电机用于为所述矿用自卸车的液压马达提供动力。
可选地，所述第一电机的数量为两个，两个所述第一电机均为驱动电机，所述矿用自卸车还包括第二电机，所述第二电机为取力电机，所述第二电机与所述供电装置连接。
可选地，所述ATM变速器位于两个所述第一电机之间，所述ATM变速器的输入轴分别与两个所述第一电机的转轴连接。
可选地，两个所述第一电机均位于所述ATM变速器的一侧，一个所述第一电机的转轴通过另一个第一电机的转轴与所述ATM变速器的输入轴连接。
可选地，所述ATM变速器的输出轴与所述后桥之间设有轴分离装置。
可选地，所述ATM变速器的输出轴与所述AT变速器之间也设有轴分离装置。
可选地，所述ATM变速器的输入轴与输出轴平行。
可选地，所述矿用自卸车安装有坡度传感器、负载传感器、油门踏板开度传感器及控制器，所述控制器分别与所述坡度传感器、负载传感器、油门踏板开度传感器、发动机、轴分离装置、驱动电机及取力电机连接；所述发动机、驱动电机、取力电机及坡度传感器安装在所述矿用自卸车的底盘上，所述负载传感器安装在所述矿用自卸车的车厢底部，所述油门踏板开度传感器安装在所述矿用自卸车的油门踏板上，所述控制器安装在所述矿用自卸车的控制箱内；
所述控制器用于在所述矿用自卸车起步时，控制所述驱动电机驱动所述矿用自卸车的速度增加至第一预设速度；
在仅由所述发动机驱动所述矿用自卸车行驶时，如果所述发动机的功率大于第一功率阈值且小于或等于第二功率阈值，控制所述发动机驱动所述驱动电机转动，以对所述供电装置充电；
在所述发动机的功率大于第一功率阈值且所述负载传感器检测负载功率小于负载功率阈值时，控制所述驱动电机启动，以使所述驱动电机及发动机共同驱动所述矿用自卸车行驶；
在所述油门踏板开度传感器检测所述油门踏板的开度小于或等于预设开度，且所述坡度传感器检测的坡度值大于或等于预设坡度时，控制所述驱动电机启动，并由所述矿用自卸车的惯性驱动所述驱动电机发电，以对所述供电装置充电；
在所述供电装置的电量小于预设电量且所述矿用自卸车处于非行驶状态时，控制所述轴分离装置断开所述ATM变速器的输出轴与所述后桥断开并控制所述发动机以大于第一功率阈值的功率工作，以驱动所述驱动电机对所述供电装置供电；
在所述发动机停止工作且所述矿用自卸车处于非行驶状态时，控制所述取力电机启动，以对液压马达提供动力。
可选地，所述供电装置为蓄电池。
根据本发明实施例所提供的一种矿用自卸车，在发动机动力不足时，可以启动第一电机，这样使发动机及第一电机共同为矿用自卸车提供动力，从而保证矿用自卸车有足够的动力行驶。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明实施例的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1为根据本发明的一个可选实施例的矿用自卸车的结构示意图；
图2为根据本发明的一个可选实施例的电驱装置的结构示意图；
图3为根据本发明的另一个可选实施例的电驱装置的结构示意图；
图4为根据本发明的又一个可选实施例的电驱装置的结构示意图；
图5为轴分离装置的结构示意图；
图6为根据本发明的另一个可选实施例的矿用自卸车的结构示意图。
其中，1-发动机，2-AT变速器，3-传动轴，4-电驱装置，41-第一电机，42-ATM变速器，5-供电装置，6-后桥，7-第二电机，8-轴分离装置，81-气源，82-气缸，83-拔叉，84-滑套。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。
如图1所示，本发明实施例提供了一种矿用自卸车，包括发动机1、供电装置5、AT变速器2、电驱装置4及后桥6；电驱装置4包括至少一个第一电机41及ATM变速器42，第一电机41的转轴与ATM变速器42的输入轴连接，ATM变速器42的输出轴分别与AT变速器2及后桥6传动连接；AT变速器2还与发动机1连接；第一电机41还与供电装置5连接。
其中，在本实施例中可采用较小功率的发动机1和较小扭矩的AT变速器2，以降低发动机1和AT变速器2的设备成本。电驱系统分别通过传动轴3与AT变速器2及后桥6连接。供电装置5为蓄电池。
在发动机1的功率不足以使矿用自卸车正常行驶的情况下，供电装置5可为第一电机41供电，使电机41联合发动机1共同驱动矿用自卸车，以使矿用自卸车能够正常行驶，并且第一电机41联合发动机1共同驱动矿用自卸车，动力充沛、响应快，满足高海拔的行驶需求。而且AT变速器2和电驱装置4与传统混动系统相比，可扩展空间大，易于布置与控制，对原车结构变动小，适用性更好。
根据本发明实施例所提供的一种矿用自卸车，在发动机1动力不足时，可以启动第一电机41，这样使发动机1及第一电机41共同为矿用自卸车提供动力，从而保证矿用自卸车有足够的动力行驶。
在一些实施例中，第一电机41的数量为两个，两个第一电机41中的一个第一电机41为驱动电机，另一个第一电机41为取力电机，驱动电机用于驱动矿用自卸车行驶，取力电机用于为矿用自卸车的液压马达提供动力。
驱动电机辅助发动机1为矿用自卸车提供行驶动力，取力电机可为矿用自卸车的液压马达提供动力，从而无需使用发动机1为液压马达提供动力，进而降低发动机1的柴油的使用量，这样就降低了成本，并且减少了废气的排放量，降低了对环境的污染。
在另一些实施例中，如图1所示，第一电机41的数量为两个，两个第一电机41均为驱动电机，矿用自卸车还包括第二电机7，第二电机7为取力电机，第二电机7与供电装置5连接。
将电驱装置4的两个第一电机41均设置为驱动电机，从而增加驱动电机提供的驱动力，这样可采用功率更小的发动机1，进一步降低成本。
在具体应用中，电驱装置4的两个第一电机41与ATM变速器42可采用不同的方式连接，下面进行详细阐述。
第一种方式：如图2所示，ATM变速器42位于两个第一电机41之间，ATM变速器42的输入轴分别与两个第一电机41的转轴连接。
第二种方式：如图3和图4所示，两个第一电机41均位于ATM变速器42的一侧，一个第一电机41的转轴通过另一个第一电机41的转轴与ATM变速器42的输入轴连接。
根据矿用自卸车的设计需求，可采用上述不同的连接方式，从而便于电驱装置4与ATM变速器42的布置，提高电驱装置4的适用性。
在上述实施例中，如图6所示，ATM变速器42的输出轴与后桥6之间设有轴分离装置8。
具体地，如图5所示，轴分离装置8包括与矿用自卸车的气源81链接的气缸82，气缸82的伸缩轴上设置有拔叉83，拔叉83下方设有滑套84，滑套84与后桥6连接。气源81驱动气缸82的伸缩轴带动拔叉83直线往复运动，通过拔叉83的运动带动滑套84运动，从而实现ATM变速器42的输出轴与后桥6之间的连接和断开，以适应不同的控制需求。
进一步地，如图6所示，ATM变速器42的输出轴与AT变速器2之间也设有轴分离装置8。
轴分离装置8可采用上述实施例中的轴分离装置8的结构，不再赘述。在ATM变速器42的输出轴与AT变速器2之间也设有轴分离装置8，以更好地适应不同的控制需求。
进一步地，ATM变速器42的输入轴与输出轴平行，以满足整车空间的布置。
进一步地，矿用自卸车安装有坡度传感器、负载传感器、油门踏板开度传感器及控制器，控制器分别与坡度传感器、负载传感器、油门踏板开度传感器、发动机1、轴分离装置8、驱动电机及取力电机连接；发动机1、驱动电机、取力电机及坡度传感器安装在矿用自卸车的底盘上，负载传感器安装在矿用自卸车的车厢底部，油门踏板开度传感器安装在矿用自卸车的油门踏板上，控制器安装在矿用自卸车的控制箱内；控制器用于在矿用自卸车起步时，控制驱动电机驱动矿用自卸车的速度增加至第一预设速度；在仅由发动机1驱动矿用自卸车行驶时，如果发动机1的功率大于第一功率阈值且小于或等于第二功率阈值，控制发动机1驱动驱动电机转动，以对供电装置5充电；在发动机1的功率大于第一功率阈值且负载传感器检测负载功率小于负载功率阈值时，控制驱动电机启动，以使驱动电机及发动机1共同驱动矿用自卸车行驶；在油门踏板开度传感器检测油门踏板的开度小于或等于预设开度，且坡度传感器检测的坡度值大于或等于预设坡度时，控制驱动电机启动，并由矿用自卸车的惯性驱动驱动电机发电，以对供电装置5充电；在供电装置5的电量小于预设电量且矿用自卸车处于非行驶状态时，控制轴分离装置8断开ATM变速器42的输出轴与后桥6断开并控制发动机1以大于第一功率阈值的功率工作，以驱动电机对供电装置5供电；在发电机41停止工作且矿用自卸车处于非行驶状态时，控制取力电机启动，以对液压马达提供动力。
在本实施例中，针对不同的工况，控制器控制不同的器件工作，以提高矿用自卸车的性能。
第一种工况：在矿用自卸车起步时，控制器控制驱动电机驱动矿用自卸车的速度增加至第一预设速度。
在矿用自卸车起步时，仅由驱动电机来驱动矿用自卸车来达到第一预设速度，以降低发动机1的使用频率，从而降低发动机1的柴油的使用量，这样就降低了成本，并且减少了废气的排放量，降低了对环境的污染。在达到第一预设速度后，控制器在控制发动机1启动并在高效区运行，从而避免了发动机1以较低效率进行工作，优化了发动机1的工作区域。其中，第一预设速度可由工作人员进行设置，可选地，第一预设速度为15km/h。
第二种工况：在仅由发动机1驱动矿用自卸车行驶时，如果发动机1的功率大于第一功率阈值且小于或等于第二功率阈值，控制发动机1驱动驱动电机转动，以对供电装置5充电。
发动机1功率大于第一功率阈值，表明发动机1处于高效区，也就是发动机1的功率较高，并且发动机1的功率小于或等于第二功率阈值，表明发动机1并没有达到最高的功率，这样就可利用发动机1的剩余功率驱动驱动电机转动，以对供电装置5充电，从而保证供电装置5有足够的电量。其中，第二功率阈值大于第一功率阈值，第一功率阈值与第二功率阈值可由工作人员进行设置。
第三种工况：在发动机1的功率大于第一功率阈值且负载传感器检测负载功率小于负载功率阈值时，控制驱动电机启动，以使驱动电机及发动机1共同驱动矿用自卸车行驶。
发动机1功率大于第一功率阈值，表明发动机1处于高效区，也就是发动机1的功率较高，而负载功率小于负载功率阈值，表明矿用自卸车的负载没有达到工作所需功率，也就是说发动机1处于高效区，但是发动机1不能满足整车的负载需求。在上述情况下，控制器启动驱动电机，使驱动电机与发动机1共同提供动力，以满足负载所需功率，从而保证矿用自卸车的正常行驶。
第四种工况：在油门踏板开度传感器检测油门踏板的开度小于或等于预设开度，且坡度传感器检测的坡度值大于或等于预设坡度时，控制驱动电机启动，并由矿用自卸车的惯性驱动驱动电机发电，以对供电装置5充电。
油门踏板的开度小于或等于预设开度，且坡度传感器检测的坡度值大于或等于预设坡度，表明矿用自卸车处于下坡状态，利用矿用自卸车的下滑惯性就可以带动驱动电机发电，以对供电装置5充电，从而实现能量的回收和储存。并且驱动电机处于负扭矩，自卸车下滑的一部分动能能够被驱动电机所消耗，由此自卸车的下滑动能降低，从而减小了自卸车刹车片所承担的制动力，降低了刹车片的磨损。其中，预设开度与预设坡度可由工作人员进行设置。
第五种工况：在供电装置5的电量小于预设电量且矿用自卸车处于非行驶状态时，控制轴分离装置8断开ATM变速器42的输出轴与后桥6断开并控制发动机1以大于第一功率阈值的功率工作，以驱动电机对供电装置5供电。
发动机1以大于第一功率阈值的功率工作，表明发动机1处于高效区，从而提高驱动电机的充电效率，以使供电装置5能够快速的充满电量。
第六种工况：在发动机1停止工作且矿用自卸车处于非行驶状态时，控制取力电机启动，以对液压马达提供动力。
发电机41停止工作且矿用自卸车处于非行驶状态，也就是矿用自卸车处于驻车状态，供电装置5可为取力电机供电，取力电机可为矿用自卸车的液压马达提供动力，从而无需使用发动机1为液压马达提供动力，进而降低发动机1的柴油的使用量，这样就降低了成本，并且减少了废气的排放量，降低了对环境的污染。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种矿用自卸车，其特征在于，包括发动机、供电装置、AT变速器、电驱装置及后桥；
所述电驱装置包括至少一个第一电机及ATM变速器，所述第一电机的转轴与所述ATM变速器的输入轴连接，所述ATM变速器的输出轴分别与所述AT变速器及所述后桥传动连接；所述AT变速器还与所述发动机连接；所述第一电机还与所述供电装置连接。
2.根据权利要求1所述的矿用自卸车，其特征在于，所述第一电机的数量为两个，两个所述电机中的一个第一电机为驱动电机，另一个第一电机为取力电机，所述驱动电机用于驱动矿用自卸车行驶，所述取力电机用于为所述矿用自卸车的液压马达提供动力。
3.根据权利要求1所述的矿用自卸车，其特征在于，所述第一电机的数量为两个，两个所述第一电机均为驱动电机，所述矿用自卸车还包括第二电机，所述第二电机为取力电机，所述第二电机与所述供电装置连接。
4.根据权利要求2或3所述的矿用自卸车，其特征在于，所述ATM变速器位于两个所述第一电机之间，所述ATM变速器的输入轴分别与两个所述电机的转轴连接。
5.根据权利要求2或3所述的矿用自卸车，其特征在于，两个所述电机均位于所述ATM变速器的一侧，一个所述第一电机的转轴通过另一个第一电机的转轴与所述ATM变速器的输入轴连接。
6.根据权利要求2或3所述的矿用自卸车，其特征在于，所述ATM变速器的输出轴与所述后桥之间设有轴分离装置。
7.根据权利要求2或3所述的矿用自卸车，其特征在于，所述ATM变速器的输出轴与所述AT变速器之间也设有轴分离装置。
8.根据权利要求2或3所述的矿用自卸车，其特征在于，所述ATM变速器的输入轴与输出轴平行。
9.根据权利要求6所述的矿用自卸车，其特征在于，所述矿用自卸车安装有坡度传感器、负载传感器、油门踏板开度传感器及控制器，所述控制器分别与所述坡度传感器、负载传感器、油门踏板开度传感器、发动机、轴分离装置、驱动电机及取力电机连接；所述发动机、驱动电机、取力电机及坡度传感器安装在所述矿用自卸车的底盘上，所述负载传感器安装在所述矿用自卸车的车厢底部，所述油门踏板开度传感器安装在所述矿用自卸车的油门踏板上，所述控制器安装在所述矿用自卸车的控制箱内；
所述控制器用于在所述矿用自卸车起步时，控制所述驱动电机驱动所述矿用自卸车的速度增加至第一预设速度；
在仅由所述发动机驱动所述矿用自卸车行驶时，如果所述发动机的功率大于第一功率阈值且小于或等于第二功率阈值，控制所述发动机驱动所述驱动电机转动，以对所述供电装置充电；
在所述发动机的功率大于第一功率阈值且所述负载传感器检测负载功率小于负载功率阈值时，控制所述驱动电机启动，以使所述驱动电机及发动机共同驱动所述矿用自卸车行驶；
在所述油门踏板开度传感器检测所述油门踏板的开度小于或等于预设开度，且所述坡度传感器检测的坡度值大于或等于预设坡度时，控制所述驱动电机启动，并由所述矿用自卸车的惯性驱动所述驱动电机发电，以对所述供电装置充电；
在所述供电装置的电量小于预设电量且所述矿用自卸车处于非行驶状态时，控制所述轴分离装置断开所述ATM变速器的输出轴与所述后桥断开并控制所述发动机以大于第一功率阈值的功率工作，以驱动所述驱动电机对所述供电装置供电；
在所述发动机停止工作且所述矿用自卸车处于非行驶状态时，控制所述取力电机启动，以对液压马达提供动力。
10.根据权利要求1所述的矿用自卸车，其特征在于，所述供电装置为蓄电池。
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