阅读说明：本技术 适用于地铁作业工程车辆液压发电机组布局方法及相关设备 (Layout method suitable for hydraulic generator set of subway operation engineering vehicle and related equipment ) 是由 张衔 段学能 郭睿 王刚 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种适用于地铁作业工程车辆液压发电机组布局方法及相关设备,所述液压发电机组布局方法包括：本机车的内燃机安装于车架之上,通过分动箱或取力口将动力由齿轮泵转换为液压油源,保证马达驱动发电机工作；所述液压发电机组装置布局于车辆任意位置,由液压泵提供动力；在该工况下,本机车的柴油机工作转速自由,不局限于1500rpm,充分利用发动机自身功率。采用该方法布局的液压发电机组,其装置集成度、模块化较高,维修便利,装置可扩展性较强,统型便利容易形成批量压缩成本；可最大化压缩整车的安装空间,使整套动力装置布局更加紧凑；可根据整车功率需求,布置不同功率、不同防护等级的液压发电机组。(The invention relates to a layout method and related equipment of a hydraulic generator set suitable for a subway operation engineering vehicle, wherein the layout method of the hydraulic generator set comprises the following steps: the internal combustion engine of the locomotive is arranged on a frame, and power is converted into a hydraulic oil source from a gear pump through a transfer case or a power takeoff, so that a motor is ensured to drive a generator to work; the hydraulic generator set device is arranged at any position of the vehicle and is powered by a hydraulic pump; under the working condition, the diesel engine of the engine is free in working speed, is not limited to 1500rpm, and fully utilizes the power of the engine. The hydraulic generator set distributed by the method has the advantages of high device integration level and modularization, convenience in maintenance, high device expandability and convenience in system type, and batch compression cost is easy to form; the installation space of the whole vehicle can be maximally compressed, so that the whole power device is more compact in layout; the hydraulic generator sets with different powers and different protection grades can be arranged according to the power requirement of the whole vehicle.)

适用于地铁作业工程车辆液压发电机组布局方法及相关设备

技术领域

本发明涉及铁路机械设计与制造技术领域，具体涉及一种适用于地铁作业工程车辆液压发电机组布局方法及相关设备。

背景技术

现有技术中，公开号为CN104153939A的中国发明专利申请公开了一种液压发电机，它包括：一个提供动力源的低转速液压泵，用于对流入的液体进行加压；一个将低转速液压泵提供的液压能转换为机械能的高压液体驱动的液压马达，液压马达包括内部有空腔的旋转体、连接到旋转体内部的主轴、与主轴有轴向相对运动，并挤压所述空腔内壁的揉轮，液压马达对从液压泵流入的液体进行再次加压；一个将液压马达提供的机械能转换为电能的发电机；该技术方案通过利用液压马达的低转速能量进行发电的发电机，提高能量利用率和提高能量转换效率。公开号为CN109505726A的中国发明专利申请公开了一种液压发电装置，它包括液压缸和液体箱，液压缸内配合滑动设置有活塞，活塞的左右两侧分别安装有用于推动活塞在液压缸内移动的左活塞连杆和右活塞连杆，液体箱的上部通过出液管与液压缸的内腔右端上部连通，液体箱的下部通过进液管与液压缸的内腔右端下部连通，出液管上还分别设置有喷嘴和叶轮，且所述喷嘴喷出的液体能够推动叶轮发电机的叶轮转动；该技术方案采用人力即可产生高压液体发电，且液体可循环使用，无需外界注入液体。公开号为CN109611266A的中国发明专利提供了一种液压发电机，它包括基座及安装于基座的液压动力装置和发电装置，液压动力装置包括液压动力壳体、进油口、出油口、动力机构及输出轴，进油口与出油口分别与液压系统的液压油源联通，动力机构将液压油产生的液压转换为驱动输出轴旋转的扭矩，发电装置包括发电壳体、输入轴、发电机构及电输出端，输入轴与输出轴联动设置并同步转动，输入轴从发电壳体外延伸至发电壳体内，发电机构将输入轴提供的扭矩转换为电能，电输出端将发电机构产生的电能输出至其他用电装置；该技术方案可以降低使用成本的同时减少环境污染。公开号为CN107605679A的中国发明专利申请提供了一种铁路建设液压发电系统，它包括轨道、液压板、液压箱、导管、套筒、缓冲箱、滑杆、发电机组和蓄电池；液压板设置在轨道下方；顶板与轨道固定连接；分支均匀设置在顶板下方；液压箱设置在液压板下方，液压箱上端分为N个空腔，液压箱上设有橡胶膜；橡胶模与顶板和液压箱外边缘连接；两个导管分别与两个液压板空腔的底部连通；套筒与导管连通；缓冲箱与套筒的通孔连通，缓冲箱外端设有顶盖；滑杆两端分别插入两个套筒的另一端内；发电机组与滑杆上的齿啮合；蓄电池设置在滑杆一侧；该技术方案利用轨道形变挤压液体流动，通过滑杆和发电机组带动发电机发电，将轨道的形变转换为电能。

目前国内铁路工程车辆大多采用柴油发电机组方案，内燃机、发电机及其相关的辅助配套系统，该种布局方式结构简单、功能单一。该布局方式无法满足工程车辆在地铁等对排放要求较高的密闭空间内使用，当存在其他用电作业需求，需要另增加一套柴油机发电系统，导致车辆成本增加、占用车辆内部空间等问题，同时也增加了对环境的尾气排放，对铁路工程车辆的整体设计及环保要求造成了较大影响。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种适用于地铁作业工程车辆液压发电机组布局方法及相关设备，该方法可压缩整车的安装空间，使得布局更加紧凑，能够根据整车功率需求，布置不同功率、不同防护等级的液压发电机组；采用该方法布局的液压发电机组整体布局合理，其各部件的布局具有模块化、集成化的特点，且可扩展。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明首先提供一种适用于地铁作业工程车辆液压发电机组布局方法，包括本机车的车架、内燃机、分动箱或取力口、齿轮泵、液压发电机组、静音箱，所述液压发电机组布局方法具体包括：

本机车的内燃机采用柴油机，液压发电机组内部包括发电机和马达；

本机车的内燃机安装于车架之上，通过分动箱或取力口将动力由齿轮泵转换为液压油源，保证马达驱动发电机工作；

所述液压发电机组装置布局于车辆任意位置，由液压泵提供动力；

在该工况下，本机车的柴油机工作转速自由，不局限于1500rpm，充分利用发动机自身功率。

优选的是，本机车的液压发电机组的布局：根据整车功率及防护等级需求，布置多种功率段、不同防护等级的发电机。

本发明还提供了上述布局方法的相关设备，具体地，本发明提供的适用于地铁作业工程车辆的液压发电机组，采用如上任一项所述的布局方法来整体布局液压发电机组：所述液压发电机组远置于车架另一侧，所述液压发电机组的机箱底座设置有液压管路进回油接口、排风百叶窗。

在上述任一技术方案中优选的是，所述内燃机通过分动箱或取力口与齿轮泵链接，所述齿轮泵通过液压管路、驱动马达传递至发电机，所述内燃机一部分传递至走行及作业系统，另一部分由驱动马达输出至发电机。

在上述任一技术方案中优选的是，所述液压发电机组的机箱底座还可以设置有多个电缆出线孔。

在上述任一技术方案中优选的是，所述液压发电机组的机箱底座还可以设置有多个槽。

在上述任一技术方案中优选的是，所述液压发电机组的机箱底座还可以设置有多个吊耳。

在上述任一技术方案中优选的是，所述发电机配置有断路器。

在上述任一技术方案中优选的是，所述内燃机通过分动箱、齿轮泵将液压源280bar工作压力，传递至马达驱动发电机工作，整个系统通过控制马达端压力实现发电机平稳工作，泵端通过反馈调节装置实现泵端压力调节，马达端控制溢流实现稳压。

在上述任一技术方案中优选的是，所述液压发电机组通过马达端速度传感器、马达端压力传感器、泵端压力传感器对整个液压发电机组系统进行监控调节，控制系统设置运行指示灯及故障蜂鸣器，实现对系统的监控，电气上设置启动、停止，实现对液压发电机组整车操作及应急停止。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益效果：

采用本发明的液压发电机组布局方法布局的液压发电机组，装置的集成度、模块化较高，维修便利，装置可扩展性较强，统型便利容易形成批量压缩成本；可最大化压缩整车的安装空间，使整套动力装置布局更加紧凑；可根据整车功率需求，布置不同功率、不同防护等级的液压发电机组；该液压发电机组能够实现一个系统在不改变动力布局及动力设备的前提下多种工况下使用需求，高效便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为按照本发明的适用于地铁作业工程车辆的液压发电机组的一优选实施例的液压控制原理图；

图2为按照本发明的适用于地铁作业工程车辆的液压发电机组的一优选实施例的电气原理图；

图3为按照本发明的适用于地铁作业工程车辆的液压发电机组的一优选实施例的整体布局图；

图4为按照本发明的适用于地铁作业工程车辆的液压发电机组的一优选实施例的液压发电机组主视图；

图5为图4中A-A向视图；

图6和图7为按照本发明的适用于地铁作业工程车辆的液压发电机组的一优选实施例的液压发电机组立体图。

附图标记：1、液压油箱，2、齿轮泵，3、柴油机，4、液压发电机组，5、车架，6、发电机，7、马达。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了克服地铁作业工程车辆液压发电机组在现有技术中所存在的问题，本发明实施例提出一种适用于地铁作业工程车辆液压发电机组布局方法及采用该方法布局的液压发电机组，该方法实现了压缩整车的安装空间，使得布局更加紧凑，能够根据整车功率需求，布置不同功率、不同防护等级的液压发电机组；采用该方法布局的液压发电机组整体布局合理，其各部件的布局具有模块化、集成化的特点，且可扩展。

本实施例所述的适用于地铁作业工程车辆液压发电机组布局方法，包括本机车的车架、内燃机、分动箱或取力口、齿轮泵、液压发电机组、静音箱，本机车的内燃机采用柴油机，液压发电机组内部包括发电机和马达，该布局方法具体包括：本机车的内燃机安装于车架之上，通过分动箱或取力口将动力由齿轮泵转换为液压油源，保证马达驱动发电机工作；液压发电机组装置布局于车辆任意位置，由液压泵提供动力；在该工况下，本机车的柴油机工作转速自由，不局限于1500rpm，充分利用发动机自身功率。

本车内燃机安装与车架之上，通过分动箱或取力口将动力由齿轮泵转换为液压油源，保证马达驱动发电机工作。该液压发电机组的集成度、模块化较高，维修便利，统型便利容易形成批量压缩成本。另外可根据整车功率及防护等级需求，可布置多种功率段、不同防护等级的发电机。液压发电机组装置布局于车辆任意位置，由液压泵提供动力，在考虑管路阻力压降的情况下，可灵活布置，充分利用车辆空间。在该工况下，本车柴油机工作转速自由，不局限于1500rpm，充分利用发动机自身功率。

采用本实施例的布局方法，地铁作业工程车辆液压发电机组布局以柴油机为载体，自身稳定性好，不存在常规柴油发动机振动问题，噪音及排放问题也较柴油发电机组有较大优势，从而保证地铁及隧道工况作业现场的环保及舒适性。

本实施例所述地铁作业工程车辆液压发电机组布局的具体链接方式为，内燃机通过分动箱与齿轮泵链接。齿轮泵通过液压管路、驱动马达传递至发电机，内燃机一部分传递至走行及作业系统，一部分由驱动马达输出至发电机。鉴于工程车辆空间有限及防火等要求，往往在内燃机一侧没有空间也不允许放置发电设备，故液压发电机组远置在空间及安全性上都具有必要的意义。

采用本实施例的上述方案，可压缩常规发电机组的安装空间，使整车动力系统布局更加灵活多变。满足在走行或作业工况都能实现提供电源要求；同时解决了增加内燃机尾气排放问题。另外，该装置的集成化和模块化设计及布局理念能够使地铁工程车辆的发电机组设计更加便捷，例如可设计不同功率段的液压发电机组，根据整车用电使用情况，无需再进行繁琐的选型及重复设计柴油发电机组，从而达到了一次设计批量套用的模板化理念。再有，该方案的可扩展性较强。例如：1、可扩展液压发电机组的发电机防护等级满足恶劣工况使用条件。2、可满足整车内燃机排放的要求，解决常规柴油发电机组排放差的问题。3、可根据整车空间合理布局，实现紧凑布局。

以下结合图1至7进一步说明采用本实施例的布局方法布局的地铁作业工程车辆液压发电机组的结构、特点和工作原理。

图1所示为地铁作业工程车辆液压发电机组液压控制原理图，内燃机M通过分动箱、齿轮泵将液压源280bar工作压力，传递至马达驱动发电机工作。整个系统通过控制马达端压力实现发电机平稳工作，泵端反馈调节C1、C2实现泵端压力调节，马达端控制溢流实现稳压。

图2所示为地铁作业工程车辆液压发电机组电气原理图，该装置通过马达速度传感器，马达端压力传感器、泵端压力传感器对整个液压发电机组系统进行监控调节。控制系统设置运行指示灯及故障蜂鸣器，实现对系统的监控。电气上设置启动、停止，实现对液压发电机组整车操作及应急停止。

图3所示为地铁作业工程车辆液压发电机组整体布局图，该装置通过布局主要包括液压油箱1、齿轮泵2、柴油机3、液压发电机组4、车架5；图4至7所示为液压发电机组外型结构和内部布置形式，液压发电机组4内部又由发电机6、马达7组成。发电机配置有断路器。由于地铁车辆限界限制，根据整体布局，将液压发电机组4远置于车架5另一侧。液压发电机组4机箱底座设置有液压油管口，即液压管路进回油接口，以及排风百叶窗、多个电缆出线孔、多个槽（可做叉车槽使用）、多个吊耳等。

本实施例所采用的技术方案，其关键在于地铁作业工程车辆液压发电机组整体布局式及方法。液压发电机组整体布局重在保护各部件的布局及集成化方式、方法、集成化布局理念以及结构形式。

现有技术的布局方式无法满足工程车辆在地铁等对排放要求较高的密闭空间内使用，还存在车辆成本高、占用车辆内部空间、对铁路工程车辆的整体设计及环保要求造成了较大影响。与之相比，采用本实施例的适用于地铁作业工程车辆液压发电机组布局方法及采用该方法布局的液压发电机组，具有如下有益效果：装置的集成度、模块化较高，维修便利，装置可扩展性较强，统型便利容易形成批量压缩成本；可最大化压缩整车的安装空间，使整套动力装置布局更加紧凑；可根据整车功率需求，布置不同功率、不同防护等级的液压发电机组；该液压发电机组能够实现一个系统在不改变动力布局及动力设备的前提下多种工况下使用需求，高效便捷。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。