一种铁路机车火车头油电混合驱动装置的制作方法

本发明涉及油电混合技术领域，具体涉及一种铁路机车火车头油电混合驱动装置。

背景技术：

当今世界人类面临着能源匮乏和环境恶化两大挑战，传统机车日益受到石油危机的严重困扰，节能环保逐渐成为机车行业的发展主题，电动机车以节能环保等性能突出，而使其逐渐取代传统汽车成为重要的交通工具，但是电动机车中蓄电池的容量有限，续行时程比较短，充电时间比较长，混合动力机车的燃油经济性能高。

中国专利公开了一种油电混合动力车的驱动装置(公开号：cn104816623a)，该专利包括电动机和发动机，电动机和发动机的输出轴与第一差速器的左半轴、右半轴固连，在第一差速器的左半轴、右半轴上分别设有单向轴承，第一差速器齿轮架上的从动齿轮与变速装置相连。本发明结构设计合理，使用方便，力传递效率高，能量损失小，动力切换快速、便捷，切换噪音小，体积小，成本低，但是在机车进行滑行时，发动机或者电动机在惯性的作用下仍然在高速运转，而此部分能量没有利用起来，导致电动机工作的时间较短。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种铁路机车火车头油电混合驱动装置，解决发动机或者电动机在惯性的作用下仍然在高速运转，而此部分能量没有利用起来，能量的利用效率不高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种铁路机车火车头油电混合驱动装置，包括电动机输出轴、发动机输出轴、动力输入轴、动力传动轴、差速器、动力回收组件和模式调节组件，所述电动机输出轴位于差速器的一侧，并且电动机输出轴的一端贯穿差速器并延伸至差速器的内部，所述动力输入轴位于差速器的另一侧，所述动力输入轴的一端贯穿差速器并延伸至差速器的内部，所述差速器的外表面固定连接有从动齿轮；

所述动力回收组件包括第一传动杆、第二传动杆、电动马达和从动轴，电动马达与外部的蓄电池进行电性连接，通过plc控制器进行控制，并且能够实现正反转，所述第一传动杆的外表面固定连接有第一锥齿轮，所述第二传动杆的外表面固定连接有第二锥齿轮，所述第一传动杆的一端固定连接有滑动杆，所述第二传动杆的一端开设有滑动槽，所述滑动槽内壁的两侧均开设有限位槽，所述滑动杆的正面与背面均固定连接有限位条，所述滑动杆的外表面套设有支撑弹簧，所述支撑弹簧，所述第一传动杆的外表面固定连接有第一支撑板，所述第二传动杆的外表面固定连接有第二支撑板，所述第二支撑板的一侧固定连接有螺母，所述螺母的一侧贯穿第二支撑板并延伸至第二支撑板的外部，所述第一支撑板的一侧固定连接有转动套，所述转动套的一侧贯穿第一支撑板并延伸至第一支撑板的外部，所述螺母的内表面螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的外表面与转动套的内表面转动连接，所述螺纹杆的外表面固定连接有中位板，所述电动马达的输出端与螺纹杆的一端固定连接，所述从动轴的外表面固定连接有从动锥齿轮，所述第二传动杆的外表面且位于第二锥齿轮的一侧固定连接有驱动锥齿轮,通过在动力回收组件中设置滑动杆和限位条，配合电动马达的转动带动螺纹杆进行转动，使得第一支撑板和第二支撑板相靠近，进而带动第二传动杆向靠近第一传动杆的一侧进行运动，从而将空转的动力通过从动锥齿轮使得动力可将传给外部的发动机进行发电，并存储到外部蓄电池的内部，为电动机进行持续供电，通过此结构能够动能进行回收，能够提高能源的利用率，进而提高其实用性。

作为本发明进一步的方案：所述第一传动杆的外表面固定连接有固定套，所述滑动槽的内表面与滑动杆的外表面滑动连接，所述限位条的外表面与限位槽的内表面滑动连接，所述支撑弹簧的一端与第一传动杆的一端固定连接，所述支撑弹簧的另一端与第二传动杆的一端固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述第一锥齿轮的外表面与从动锥齿轮的外表面相啮合，所述驱动锥齿轮的外表面与从动锥齿轮的外表面相适配。

作为本发明进一步的方案：所述模式调节组件包括安装块，所述安装块的一侧开设置物腔，所述安装块的一侧贯穿有限位套，所述限位套的内表面与动力输入轴的外表面滑动连接，所述动力输入轴的外表面与限位套的内表面转动连接，所述置物腔的内表面滑动连接有连接套，所述动力输入轴的外表面开设有第一卡槽，所述发动机输出轴的一端贯穿安装块并延伸至安装块的内部，所述发动机输出轴的外表面开设有第二卡槽，所述连接套的外表面开设有环形槽，所述环形槽的内表面滑动连接有弧形板，所述弧形板顶部固定连接有拨动杆，所述安装块的外表面开设有行程槽，所述行程槽的内表面与拨动杆的外表面滑动连接，所述安装块内壁的两侧均固定连接有插杆,通过模式调节组件中设置安装块，配合置物腔内的连接套，再利用第一卡槽和第二卡槽，能够使得动力输入轴带动发动机输出轴进行转动，通过此结构能够轻松快速的将发动机参与动力的输入，进一步提高其实用性。

作为本发明进一步的方案：所述插杆的外表面与第一卡槽的内表面相适配，所述第一卡槽的内表面与插杆的外表面相适配，所述第二卡槽的内表面与插杆的外表面相适配，所述连接套的内表面与发动机输出轴的外表面转动连接，拨叉为现有技术，用于控制动力传动轴的进行移动，使得第二锥齿轮与倒挡齿轮相啮合或者与前进挡齿轮相啮合。

作为本发明进一步的方案：所述动力传动轴表面的一侧固定连接有倒挡齿轮，所述动力传动轴表面的另一侧固定连接有前进挡齿轮，所述动力传动轴的外表面固定连接有拨叉。

作为本发明进一步的方案：所述倒挡齿轮的外表面与驱动锥齿轮的外表面相适配，所述驱动锥齿轮的外表面与前进挡齿轮的外表面相啮合。

作为本发明进一步的方案：该驱动装置的使用方法包括以下步骤：

步骤一：首先启动外部的电动，使得电动机输出轴进行转动，从而带动差速器进行转动，从而使得倒挡齿轮进行转动，进一步带动第一传动杆上的第一锥齿轮进行转动，通过滑动杆带动第二传动杆进行转动，进一步带动第二传动杆上的第二锥齿轮进行转动，通过倒挡齿轮与驱动锥齿轮的啮合关系，能够使得动力传动轴进行转动；

步骤二：当机车进行滑动或减速时，通过外部的plc控制器使得电动马达进行转动，进而带动螺纹杆在螺母和转动套的内部进行转动，从而拉动第二支撑板，与此同时，滑动杆在滑动槽的内部进行滑动，而限位条在限位槽的内部进行滑动，进一步压缩支撑弹簧，从而带动第二传动杆上的第二锥齿轮不与前进挡齿轮相接触，而此时驱动锥齿轮与从动锥齿轮的外表面相接触，从而带动从动轴进行转动，从动轴的动力可将传给外部的发动机进行发电，并存储到外部蓄电池的内部，为电动机进行供电；

步骤三：通过外部的拨杆推动拨动杆在行程槽的内部进行滑动，进一步使得弧形板在环形槽的内部推动，从而使得连接套在置物腔的内部进行滑动，带动插杆在第二卡槽的内部进行滑动，并位于第一卡槽和第二卡槽的内部，从而将发动机输出轴的动力带动差速器进行转动，同理带动动力传动轴进行转动。

本发明的有益效果：

(1)、本发明中，动力回收组件包括第一传动杆、第二传动杆、电动马达和从动轴，第一传动杆的外表面固定连接有第一锥齿轮，第二传动杆的外表面固定连接有第二锥齿轮，第一传动杆的一端固定连接有滑动杆，第二传动杆的一端开设有滑动槽，滑动槽内壁的两侧均开设有限位槽，滑动杆的正面与背面均固定连接有限位条，滑动杆的外表面套设有支撑弹簧，支撑弹簧，第一传动杆的外表面固定连接有第一支撑板，第二传动杆的外表面固定连接有第二支撑板，第二支撑板的一侧固定连接有螺母，螺母的一侧贯穿第二支撑板并延伸至第二支撑板的外部，第一支撑板的一侧固定连接有转动套，转动套的一侧贯穿第一支撑板并延伸至第一支撑板的外部，螺母的内表面螺纹连接有螺纹杆，螺纹杆的外表面与转动套的内表面转动连接，螺纹杆的外表面固定连接有中位板，电动马达的输出端与螺纹杆的一端固定连接，从动轴的外表面固定连接有从动锥齿轮，第二传动杆的外表面且位于第二锥齿轮的一侧固定连接有驱动锥齿轮，通过在动力回收组件中设置滑动杆和限位条，配合电动马达的转动带动螺纹杆进行转动，使得第一支撑板和第二支撑板相靠近，进而带动第二传动杆向靠近第一传动杆的一侧进行运动，从而将空转的动力通过从动锥齿轮使得动力可将传给外部的发动机进行发电，并存储到外部蓄电池的内部，为电动机进行持续供电，通过此结构能够动能进行回收，能够提高能源的利用率，进而提高其实用性。

(2)、本发明中，通过在模式调节组件包括安装块，安装块的一侧开设置物腔，安装块的一侧贯穿有限位套，限位套的内表面与动力输入轴的外表面滑动连接，动力输入轴的外表面与限位套的内表面转动连接，置物腔的内表面滑动连接有连接套，动力输入轴的外表面开设有第一卡槽，发动机输出轴的一端贯穿安装块并延伸至安装块的内部，发动机输出轴的外表面开设有第二卡槽，连接套的外表面开设有环形槽，环形槽的内表面滑动连接有弧形板，弧形板顶部固定连接有拨动杆，安装块的外表面开设有行程槽，行程槽的内表面与拨动杆的外表面滑动连接，安装块内壁的两侧均固定连接有插杆，通过模式调节组件中设置安装块，配合置物腔内的连接套，再利用第一卡槽和第二卡槽，能够使得动力输入轴带动发动机输出轴进行转动，通过此结构能够轻松快速的将发动机参与动力的输入，进一步提高其实用性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明图1中a处的局部结构放大图；

图3是本发明中第二传动杆外部结构示意图；

图4是本发明中安装块的内部结构示意图；

图5是本发明中连接套局部结构剖视图。

图中：1、电动机输出轴；2、发动机输出轴；3、动力输入轴；4、动力传动轴；5、差速器；6、动力回收组件；61、第一传动杆；62、第二传动杆；63、电动马达；64、第一锥齿轮；65、第二锥齿轮；66、滑动杆；67、滑动槽；68、限位槽；69、限位条；610、支撑弹簧；611、从动轴；612、第一支撑板；613、第二支撑板；614、螺母；615、转动套；616、螺纹杆；617、中位板；618、从动锥齿轮；619、驱动锥齿轮；7、模式调节组件；71、安装块；72、置物腔；73、限位套；74、连接套；75、第一卡槽；76、第二卡槽；77、环形槽；78、弧形板；79、拨动杆；710、行程槽；711、插杆；8、从动齿轮；9、倒挡齿轮；10、前进挡齿轮；11、拨叉；12、固定套。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5所示，一种铁路机车火车头油电混合驱动装置，包括电动机输出轴1、发动机输出轴2、动力输入轴3、动力传动轴4、差速器5、动力回收组件6和模式调节组件7，电动机输出轴1与电动机的输出端连接，发动机输出轴2与内燃机的输出端连接，所述电动机输出轴1位于差速器5的一侧，并且电动机输出轴1的一端贯穿差速器5并延伸至差速器5的内部，所述动力输入轴3位于差速器5的另一侧，所述动力输入轴3的一端贯穿差速器5并延伸至差速器5的内部，所述差速器5的外表面固定连接有从动齿轮8；

所述动力回收组件6包括第一传动杆61、第二传动杆62、电动马达63和从动轴611，从动轴611与外部发电机进行连接，发电机发出的电量储存在蓄电池中，电动马达63与外部的蓄电池进行电性连接，通过plc控制器进行控制，并且能够实现正反转，所述第一传动杆61的外表面固定连接有第一锥齿轮64，所述第二传动杆62的外表面固定连接有第二锥齿轮65，所述第一传动杆61的一端固定连接有滑动杆66，所述第二传动杆62的一端开设有滑动槽67，所述滑动槽67内壁的两侧均开设有限位槽68，所述滑动杆66的正面与背面均固定连接有限位条69，所述滑动杆66的外表面套设有支撑弹簧610，支撑弹簧610辅助电动马达63反向转动时，第一支撑板612和第二支撑板613向相对远离的一侧进行运动，所述支撑弹簧610，所述第一传动杆61的外表面固定连接有第一支撑板612，所述第二传动杆62的外表面固定连接有第二支撑板613，所述第二支撑板613的一侧固定连接有螺母614，所述螺母614的一侧贯穿第二支撑板613并延伸至第二支撑板613的外部，所述第一支撑板612的一侧固定连接有转动套615，所述转动套615的一侧贯穿第一支撑板612并延伸至第一支撑板612的外部，所述螺母614的内表面螺纹连接有螺纹杆616，所述螺纹杆616的外表面与转动套615的内表面转动连接，所述螺纹杆616的外表面固定连接有中位板617，中位板617能够防止螺纹杆616将第一支撑板612和第二支撑板613的位置靠的过于相近，所述电动马达63的输出端与螺纹杆616的一端固定连接，所述从动轴611的外表面固定连接有从动锥齿轮618，所述第二传动杆62的外表面且位于第二锥齿轮65的一侧固定连接有驱动锥齿轮619，通过在动力回收组件6中设置滑动杆66和限位条69，配合电动马达63的转动带动螺纹杆616进行转动，使得第一支撑板612和第二支撑板613向靠近，进而带动第二传动杆62向靠近第一传动杆61的一侧进行运动，从而将空转的动力通过从动锥齿轮618使得动力可将传给外部的发动机进行发电，并存储到外部蓄电池的内部，为电动机进行持续供电，通过此结构能够动能进行回收，能够提高能源的利用率，进而提高其实用性。

本发明中，所述第一传动杆61的外表面固定连接有固定套12，所述滑动槽67的内表面与滑动杆66的外表面滑动连接，所述限位条69的外表面与限位槽68的内表面滑动连接，所述支撑弹簧610的一端与第一传动杆61的一端固定连接，所述支撑弹簧610的另一端与第二传动杆62的一端固定连接。

本发明中，所述第一锥齿轮64的外表面与从动锥齿轮618的外表面相啮合，所述驱动锥齿轮619的外表面与从动锥齿轮618的外表面相适配。

本发明中，所述模式调节组件7包括安装块71，所述安装块71的一侧开设置物腔72，所述安装块71的一侧贯穿有限位套73，所述限位套73的内表面与动力输入轴3的外表面滑动连接，所述动力输入轴3的外表面与限位套73的内表面转动连接，所述置物腔72的内表面滑动连接有连接套74，连接套74为一种阶梯式构件，所述动力输入轴3的外表面开设有第一卡槽75，所述发动机输出轴2的一端贯穿安装块71并延伸至安装块71的内部，所述发动机输出轴2的外表面开设有第二卡槽76，所述连接套74的外表面开设有环形槽77，所述环形槽77的内表面滑动连接有弧形板78，所述弧形板78顶部固定连接有拨动杆79，拨动杆79可与外部的连接杆进行连接或通过电动装置带动拨动杆79在行程槽710内的位置，所述安装块71的外表面开设有行程槽710，所述行程槽710的内表面与拨动杆79的外表面滑动连接，所述安装块71内壁的两侧均固定连接有插杆711，通过模式调节组件7中设置安装块71，配合置物腔72内的连接套74，再利用第一卡槽75和第二卡槽76，能够使得动力输入轴3带动发动机输出轴2进行转动，通过此结构能够轻松快速的将发动机参与动力的输入，进一步提高其实用性。

本发明中，所述插杆711的外表面与第一卡槽75的内表面相适配，所述第一卡槽75的内表面与插杆711的外表面相适配，所述第二卡槽76的内表面与插杆711的外表面相适配，所述连接套74的内表面与发动机输出轴2的外表面转动连接。

本发明中，所述动力传动轴4表面的一侧固定连接有倒挡齿轮9，所述动力传动轴4表面的另一侧固定连接有前进挡齿轮10，所述动力传动轴4的外表面固定连接有拨叉11，拨叉11为现有技术，用于控制动力传动轴4的进行移动，使得第二锥齿轮65与倒挡齿轮9相啮合或者与前进挡齿轮10相啮合。

本发明中，所述倒挡齿轮9的外表面与驱动锥齿轮619的外表面相适配，所述驱动锥齿轮619的外表面与前进挡齿轮10的外表面相啮合。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术，另一方面，本装置中各个电气零件均与控制开关电性连接，且各个电气零件之间的工作逻辑和工作顺序可通过编程和人工进行操控。

本发明中，该驱动装置的使用方法包括以下步骤：

步骤一：首先启动外部的电动，使得电动机输出轴1进行转动，从而带动差速器5进行转动，从而使得倒挡齿轮9进行转动，进一步带动第一传动杆61上的第一锥齿轮64进行转动，通过滑动杆66带动第二传动杆62进行转动，进一步带动第二传动杆62上的第二锥齿轮65进行转动，通过倒挡齿轮9与驱动锥齿轮619的啮合关系，能够使得动力传动轴4进行转动；

步骤二：当机车进行滑动或减速时，通过外部的plc控制器使得电动马达63进行转动，进而带动螺纹杆616在螺母614和转动套615的内部进行转动，从而拉动第二支撑板613，与此同时，滑动杆66在滑动槽67的内部进行滑动，而限位条69在限位槽68的内部进行滑动，进一步压缩支撑弹簧610，从而带动第二传动杆62上的第二锥齿轮65不与前进挡齿轮10相接触，而此时驱动锥齿轮619与从动锥齿轮618的外表面相接触，从而带动从动轴611进行转动，从动轴611的动力可将传给外部的发动机进行发电，并存储到外部蓄电池的内部，为电动机进行供电；

步骤三：通过外部的拨杆推动拨动杆79在行程槽710的内部进行滑动，进一步使得弧形板78在环形槽77的内部推动，从而使得连接套74在置物腔72的内部进行滑动，带动插杆711在第二卡槽76的内部进行滑动，并位于第一卡槽75和第二卡槽76的内部，从而将发动机输出轴2的动力带动差速器5进行转动，同理带动动力传动轴4进行转动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。