履带式车辆的制作方法

本实用新型涉及一种履带式车辆。

更具体地，本实用新型涉及一种履带式车辆，其包括：第一轨道和第二轨道；内燃机；用于使第一轨道和第二轨道连接到内燃机的动力传输装置(power transmission)；通过动力传输装置连接到内燃机的多个器械；和用户界面。

背景技术：

以上类型的履带式车辆在内燃机和需求组件之间包括动力传输装置，该需求组件可以是电动的或者主要是电动的。

电力传输装置通常包括第一电机(electric machine)，特别是发电机；至少一个第二电机，特别是电动机；和输电线路。

内燃机通过轴连接到发电机，发电机从内燃机接收动能并将其转换成电能；并且电动机经由输电线路从发电机接收电能，并将其转换成动能。

带有电力传输装置的履带式车辆比液压传输类型的更有效，还具有由电机提供的在低发动机转速下具有高转矩的优点。然而，车辆的效率在所有发动机转速条件下并不总是完全令人满意的。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是，提高已知的履带式车辆在能量消耗方面的效率。

根据本实用新型，提供一种履带式车辆，包括：第一轨道和第二轨道，分别由第一驱动轮和第二驱动轮驱动；内燃机；机械动力传输组件，从内燃机延伸到第一驱动轮和第二驱动轮；电力传输组件；机械动力连接装置，用于在电力传输组件和机械动力传输组件之间传递能量；以及至少一个机械动力传输装置，用于在电力传输组件和机械动力传输组件之间传递能量；电力传输组件从机械动力连接装置延伸到机械动力传输装置。

根据一种优选的方案，所述机械动力传输组件和所述电力传输组件被设计为：将能量同时地或者交替地传递到所述第一驱动轮和所述第二驱动轮。

根据一种优选的方案，所述机械动力传输组件包括：机械构件，用于驱动所述第一驱动轮和所述第二驱动轮；第一齿轮系，限定所述机械动力连接装置并且被设计为在所述机械构件和所述电力传输组件之间共享来自所述内燃机的能量；以及第一轴，用于使所述内燃机连接到所述第一齿轮系；其中，所述第一齿轮系是行星齿轮系。

根据一种优选的方案，所述机械动力传输组件包括第二轴，该第二轴用于使所述第一齿轮系连接到所述机械构件；并且该第二轴介于所述第一驱动轮或者所述第二驱动轮与所述第一齿轮系之间。

根据一种优选的方案，所述电力传输组件包括第一电机；所述行星齿轮系包括机械地连接到所述第一电机的太阳齿轮。

根据一种优选的方案，所述行星齿轮系包括：支架，机械地连接到所述内燃机；和环齿轮，机械地连接到所述第一驱动轮和所述第二驱动轮。

根据一种优选的方案，所述电力传输组件包括：第一电机，机械地连接到所述机械动力连接装置；和两个第二电机，分别机械地且独立地连接到所述第一驱动轮和所述第二驱动轮，并电连接到所述第一电机。

根据一种优选的方案，所述机械动力传输装置包括两个机械动力传输装置，所述两个机械动力传输装置中的一个被设计为将所述两个第二电机中的一个机械地且独立地连接到所述第一驱动轮，并且所述两个机械动力传输装置中的另一个被设计为将所述两个第二电机中的另一个机械地且独立地连接到所述第二驱动轮。

根据一种优选的方案，所述电力传输组件包括：第一电机，机械地连接到所述内燃机；和第一致动装置，用于操作所述第一电机；所述履带式车辆包括控制装置，该控制装置用于控制所述第一致动装置以基于所述履带式车辆的行驶速度而在所述机械动力传输组件和所述电力传输组件之间共享来自所述内燃机的能量。

根据一种优选的方案，所述电力传输组件包括：两个第二电机，分别机械地连接到所述第一驱动轮和所述第二驱动轮；和两个第二致动装置，用于操作所述两个第二电机；并且将所述控制装置被设计为控制所述两个第二致动装置以在所述两个第二电机之间共享来自所述电力传输组件的能量。

根据一种优选的方案，所述控制装置被设计为控制所述两个第二致动装置中的一个，这样使得所述两个第二电机中的一个用作发电机；其中，所述控制装置被设计为控制所述两个第二致动装置中的另一个或者所述第一致动装置，这样使得所述两个第二电机中的另一个或者所述第一电机用作电动机，并由所述两个第二电机中的一个供以动力。

凭借从内燃机延伸到第一驱动轮和第二驱动轮的机械动力传输组件，并且凭借从机械动力连接装置延伸到机械动力传输装置的电力传输组件，能够提高履带式车辆在任何发动机转速条件中的效率。进一步，在所述履带式车辆中，通过机械动力连接装置在机械动力传输组件和电力传输组件之间传递能量，并通过机械动力传输装置在电力传输组件和机械动力传输组件之间传递能量。

附图说明

参考附图，将通过实例来描述本实用新型的非限制性实施例，其中：

图1示出了根据本实用新型的履带式车辆的侧视图，为了清楚起见而移除了一部分；

图2示出了图1履带式车辆的框图。

具体实施方式

图1中的数字1整体上表示履带式车辆，其在所示实例中是滑雪坡道梳理机。履带式车辆1包括框架2；轨道3(图2)；轨道4；彼此独立且分别连接到轨道3(图2)和轨道4的驱动轮5(图2)和驱动轮6；用户界面8；驾驶室9；和与用户界面8通信的控制装置10(图2)。履带式车辆1包括附件组件11，该附件组件包括耕作机(tiller)12、刀片13，和绞盘14。

参考图2，履带式车辆1包括内燃机15，优选地是柴油发动机；和用于使内燃机15连接到驱动轮5、6并连接到附件组件11(图1)的机械动力传输组件16及电力传输组件17。控制装置10与内燃机15通信，以控制其动力输出。机械动力传输组件16包括两个轴20、21，齿轮系22，机械构件23，两个车轴(axle shafts)24、25，和两个机械动力传输装置26、27。电力传输组件17包括五个电机30、31、32、33、34；输电线路35；和五个致动装置36、37、38、39、40，它们电连接到相应的电机30、31、32、33、34，限定致动装置组件，并与控制装置10通信。履带式车辆1包括可变电阻器41和开关41a，二者均电连接到输电线路35。控制装置10与开关41a通信耦接以激活可变电阻器41和输电线路35之间的连接，并与可变电阻器41通信耦接以调节可变电阻器41的阻抗。

轴20使内燃机15连接到齿轮系22，从而将动能从内燃机15传递到齿轮系22，在所示实例中，齿轮系是行星齿轮系(epicyclic gear train，周转齿轮系)45，该行星齿轮系包括支架46、太阳齿轮47，和环齿轮48。轴20机械地连接到行星齿轮系45的支架46；电机30机械地连接到行星齿轮系45的太阳齿轮47；并且轴21在一端机械地连接到行星齿轮系45的环齿轮48，并在另一端机械地连接到机械构件23，接着机械构件23机械地连接到两个驱动轮5和6，以将动力传递到驱动轮5和6。更具体地，机械构件23通过车轴24机械地连接到驱动轮5，并通过车轴25机械地连接到驱动轮6，并且包括用于将动能从轴21传递到车轴24、25的差动器23a。车轴24包括两个车轴部分24a和24b，在车轴部分24a和24b之间插入机械动力传输装置26，并且机械动力传输装置26机械地连接到电机31以从电机31接收动能/对电机31供应动能。同样地，车轴25包括两个车轴部分25a和25b，在车轴部分25a和25b之间插入机械动力传输装置27，并且机械动力传输装置27机械地连接到电机32以从电机32接收动能/对电机32供应动能。机械动力传输装置26和27中的每个都可以是齿轮系，或者齿形带传动，或者链传动。

将电机30和致动装置36设计为，使得电机30用作发电机或者电动机。当用作发电机时，电机30由行星齿轮系45的太阳齿轮47驱动，并在输电线路35上对电机31、32、33和34供应电力。当用作电动机时，电机30由输电线路35供电，并通过太阳齿轮47对齿轮系22供应动能。在该情况中，动能可用来对轴21供应动力，从而对驱动轮5和6供应动力；或者对轴20供应动力以启动内燃机15。电机33电连接到输电线路35，并机械连接到耕作机12以将动能传递到耕作机12；并且电机34电连接到输电线路35，并机械连接到绞盘14以将动能传递到绞盘14。电机31和32通过输电线路35电连接到电机30；电机31通过机械动力传输装置26机械连接到驱动轮5；并且电机32通过机械动力传输装置27机械连接到驱动轮6。

在实际使用中，齿轮系22限定机械动力连接，以从电力传输组件17传递能量或者将能量传递到电力传输组件17。更具体地，机械动力连接是由太阳齿轮47限定。

当启动并以低行驶速度(高达大约5km/h)运行履带式车辆1时，控制装置10作用于致动装置组件，这样使得将来自内燃机15的动力几乎或者完全供应到电机30，仅将小部分供应到机械构件23，或者完全不供应到机械构件23。更具体地，控制装置10作用于致动装置36以调节通过电机30施加至太阳齿轮47的抵抗转矩。电机31、32从电机30接收电力，并经由相应的机械动力传输装置26和27对相应的驱动轮5和6供以动力。从而通过电机31和32优化履带式车辆1的性能和能耗，电机31和32在低发动机转速下提供高转矩，并允许内燃机15与履带式车辆1的行驶速度独立地操作，从而降低车辆能耗。在高行驶速度(大约25km/h)下，控制装置10作用于致动装置组件，这样使得将来自内燃机15的动能几乎或者完全分配到机械构件23，仅将小部分分配到电机30，或者完全不分配到电机30。更具体地，控制装置10作用于致动装置36，以调节由电机30施加至太阳齿轮47的抵抗转矩，这样使得内燃机15主要经由齿轮系22和机械构件23对驱动轮5和6供以动力。也就是说，将来自内燃机15的动力直接供应到驱动轮5和6，没有进一步能耗。以高行驶速度和低行驶速度之间的速度，控制装置10作用于致动装置组件，以根据考虑履带式车辆1的行驶速度的设定方程，而在机械构件23和电机30之间共享来自内燃机15的动力。该设定方程，例如，可以是指数动力共享，由此直接供应到机械构件23的动力共享增加，因此当履带式车辆1的行驶速度增加时，供应到电机30的动力共享指数地减小。

通过另一实例，该设定方程可以是直接按比例动力共享，由此直接供应到机械构件23的动力共享增加，因此供应到电机30的动力共享与履带式车辆1的行驶速度的增加直接成比例地减小。

换句话说，在启动时，驱动轮5和6主要由电机31和32供以动力，并且，在高速下，主要由机械构件23供以动力，即，直接由内燃机15供以动力，没有动力转换。在中速下，当速度从启动向最大速度增加时，由电机30提取的动力减小，并且由机械构件23提取的动力增加，因此对电机31和32供应更少的动力，并对机械构件23供应更多的动力。需要重要指出的是，在履带式车辆1的大部分操作速度范围上，由机械构件23和电机31、32对驱动轮5和6供应动力，因此电力传输组件17和机械动力传输组件16沿着机械动力传输组件16的至少一部分“并行”操作。

因此，电力传输组件17和机械动力传输组件16同时地或者交替地将能量传递到驱动轮5和6。更具体地，在高速下，就行驶中的履带式车辆1而言，电力传输组件17基本闲置；在低速下，机械动力传输组件16是至少部分地闲置；并且，在中速下，机械动力传输组件16和电力传输组件17同时是活动的。电机31和32可独立地运行以控制履带式车辆1的转弯。

在低速下，当主要由电力传输组件17传递动力时，由控制致动装置组件(特别是致动装置36和37)的控制装置10控制转弯，以相对于电机32的转子速度改变电机31的转子速度。例如，为了右转，控制装置10控制致动装置37和/或致动装置38，以相对于电机32的转子速度减小电机31的转子速度，反之亦然。在驱动轮5和6主要由机械构件23供以动力的中速或者高速下，由作用于致动装置36和37的控制装置10控制转弯，这样使得电机31或者32用作发电机，即，从机械动力传输装置26或者27提取动能，这取决于是需要右转还是左转，从而减小车轴24或者25的转速。

将由电机31或者32产生的动力供应到电机30，电机30产生动能并经由太阳齿轮47将动能供应到齿轮系22。

在本实用新型的一个另选方案中，当转弯时，控制装置10作用于电机32或者31，这样使得其用作电动机，即，对机械动力传输装置27或者26供应动能，并且由电机31或者32产生的电力对电机32或者31供电。在这些情况中，通过仅由寄生焦耳效应损失导致的非常小的功率耗散来执行转弯，而没有其他功率浪费，考虑一方面提取且另一方面供应的动能，从而相对于已知技术增强履带式车辆1的效率。

在本实用新型的一个另选方案中，当转弯时，可变电阻器41使由电机31或者32产生的电力耗散。

当使履带式车辆1倒车时，控制装置10作用于致动装置组件，这样使得将来自内燃机15的动力全部供应到电机30，不供应到机械构件23；并且在输电线路35上将电力传递到电机31和32，因此驱动轮5和6仅由电力传输组件17供以动力，特别是由电机31和32供以动力。

在本实用新型的一个另选方案中，轴21配备有换向器50(在图2中用虚线框示出)，其设计为使轴21的旋转反转，这样使得，当倒车行驶时，还以与当向前行驶时相同的方式通过轴21将动能传递到驱动轮5和6。