一种用于铁路内燃电力机车的动力模块及使用方法与流程

本发明涉及铁路内燃电力机车，尤其涉及一种用于铁路内燃电力机车的动力模块及使用方法。

背景技术：

1、目前，铁路内燃电力机车不同的车型所搭载的内燃机提供的动力值是在机车出厂前就确定的，因此出厂后的机车的动力系统所提供的最大动力值是固定的，机车仅能在满足其使用要求的条件下依据动力系统提供的固定的最大动力值进行牵引作业。导致企业只能采购多辆机车用于满足日常运营的多种应用场景的使用需求，从而造成企业重复投资及财产浪费；同时也增加了企业对多种机车进行维保工作所产生的维保成本。

2、而且，目前铁路机车用的动力系统使用可靠性低，一旦内燃机出现故障停机，动力系统则无法继续为机车提供额外的牵引动力，导致机车无法自行驶离所在的运营线路到修理厂，只能等待拖车救援，致使出现故障而无法行驶的机车在等待救援的时间内占用有限的线路资源，严重影响铁路线路上其他车辆的运营，同时也存在影响铁路线路安全运营的严重风险。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于铁路内燃电力机车的动力模块及使用方法，以克服现有内燃电力机车在内燃机出现故障时，机车动力系统无法继续为机车提供额外的牵引动力从而影响其线路工作及线路安全等问题，以及可根据机车牵引作业的需求提供实现动力的优化分配的解决方案。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种用于铁路内燃电力机车的动力模块，包括：内燃机、减震器、双向离合器、发电机、安装底座、传动装置、安装框架以及电动机；且所述电动机与机车自带电池装置连接；所述传动装置包括若干传动轴、皮带轮以及皮带件；

4、所述安装框架与安装底座固定连接形成框体结构；所述内燃机、减震器、双向离合器、发电机以及电动机安装在所述框体结构内；

5、所述减震器底端固定安装在所述安装底座上，所述减震器顶端与所述内燃机固定连接；所述内燃机、双向离合器以及发电机通过第一传动轴依次连接；

6、所述双向离合器通过第一皮带件与第一皮带轮连接，且所述第一皮带轮与第二传动轴固定连接；

7、所述第二传动轴上固定安装有所述电动机与第二皮带轮，且所述电动机与第二皮带轮设置在所述第一皮带轮的两侧；

8、所述第二皮带轮通过第二皮带件与散热装置连接；所述第二传动轴的两端通过轴承与所述框体结构转动连接。

9、进一步的，所述散热装置包括冷却散热器、吹风风扇、第三皮带轮以及第三传动轴；

10、所述冷却散热器、吹风风扇、第三皮带轮依次设置在所述第三传动轴上，且所述第三传动轴的两端通过轴承与所述框体结构转动连接；

11、所述第三皮带轮与第二皮带轮相对设置，且所述第三皮带轮与第二皮带轮通过第二皮带件连接。

12、进一步的，所述双向离合器包括离合器外圈结构与离合器内圈结构；

13、所述内燃机的输出端通过所述第一传动轴的第一传动件，与所述离合器内圈结构相连接；

14、所述离合器外圈结构通过所述第一传动轴的第二传动件，与所述发电机的输入端相连接，且所述离合器外圈结构通过第一皮带件与第一皮带轮相连接。

15、进一步的，所述内燃机的输出端设有动力监测装置，且所述动力监测装置与内燃电力机车的控制系统的输入端电连接；

16、且所述控制系统的输出端与所述电动机电连接。

17、一种用于铁路内燃电力机车的动力模块的使用方法，包括以下步骤：

18、步骤s1：通过动力监测装置采集内燃机输出端的实时输出动力，并传输至内燃电力机车的控制系统，所述控制系统根据设定的输出动力阈值与实时输出动力进行比较，并生成所述电动机工作模式的控制信号；

19、所述电动机工作模式包括断电工作模式、额外动力模式以及应急运行模式；

20、步骤s2：若所述内燃机输出端的实时输出动力大于设定的输出动力阈值，则所述控制系统生成断电工作模式的控制信号，并下发至所述电动机；所述电动机在控制系统的控制下，处于断电停机状态；

21、所述内燃机的输出端顺时针转动驱使第一传动轴的第一传动件带动所述双向离合器内圈结构转动，所述双向离合器内圈结构带动双向离合器的外圈结构转动；

22、所述双向离合器的外圈结构通过第一传动轴的第二传动件，将内燃机的输出动力传递给所述发电机；

23、步骤s3：若所述内燃机输出端的实时输出动力小于等于设定的输出动力阈值，则所述控制系统生成额外动力模式的控制信号，并下发至所述电动机；所述电动机的输出端在控制系统的控制下顺时针转动；

24、所述电动机的输出动力驱使第二传动轴带动第一皮带轮转动，所述第一皮带轮驱动第一皮带件带动双向离合器的离合器外圈结构顺时针转动；

25、所述离合器外圈结构通过第二传动件，将电动机的输出动力传递至所述发电机；

26、步骤s4：当所述动力监测装置检测不到内燃机的输出端的输出动力时，则所述控制系统生成应急运行模式的控制信号，并下发至所述电动机；所述电动机的输出端在控制系统的控制下逆时针转动；

27、所述电动机的输出端驱使第二传动轴带动第一皮带轮转动，所述第一皮带轮通过第一皮带件带动双向离合器的离合器外圈结构逆时针转动；且所述双向离合器的离合器外圈结构与双向离合器的离合器内圈结构分离；

28、所述离合器外圈结构通过第二传动件，将电动机的输出动力传递至所述发电机；

29、步骤s5：所述发电机根据所述第二传动件传递的输出动力转化为电能传递至机车电力系统。

30、进一步的，步骤s3中所述电动机的额外动力模式具体为

31、当内燃机提供的最大动力无法满足机车牵引作业需求时，所述控制系统根据内燃机的额定输出动力与实时输出动力进行比较，获取需要额外补充的动力值并生成控制信号；

32、所述内燃机的输出端顺时针转动，所述电动机接收控制系统的控制指令输出第一额外动力，且所述电动机输出端在控制系统的控制指令的控制下顺时针旋转；

33、所述电动机输出的第一额外动力通过第二传动轴传递至第一皮带轮，所述第一皮带轮将所述第一额外动力通过第一皮带件传递至双向离合器的离合器外圈结构；

34、所述离合器外圈结构将第一额外动力通过第二传动件传递至所述发电机，所述发电机将所述电动机输出的第一额外动力与内燃机输出的动力转化为电能传递至机车电力系统。

35、进一步的，步骤s4中所述电动机的应急运行模式具体为

36、当所述动力监测装置检测不到内燃机的输出端的输出动力时，所述电动机接收来自所述控制系统的应急运行模式的控制信号；

37、所述电动机的输出端在控制系统的应急运行模式的控制信号下逆时针转动，输出第二额外动力；所述电动机输出的第二额外动力通过第二传动轴传递至第一皮带轮；

38、所述第一皮带轮将所述额外动力通过第一皮带件传递至双向离合器的离合器外圈结构；且所述双向离合器的离合器外圈结构与双向离合器的离合器内圈结构分离；

39、所述离合器外圈结构将第二额外动力通过第二传动件传递至所述发电机，所述发电机将所述电动机输出的第二额外动力转化为电能传递至机车电力系统。

40、有益效果：本发明提供了一种用于铁路内燃电力机车的动力模块及使用方法，该动力模块可根据内燃电力机车牵引作业的实际需求提供补偿动力，同时基于机车实际牵引作业的需求实现动力的优化分配，解决了机车搭载的内燃机故障或停机时，导致机车车辆无法自行驶离所在的运营线路到修理厂而占用线路资源从而影响其他车辆运行的问题以及存在线路安全运营的风险；具有模块体积小、辅助功率损耗低、易安装、易维护以及使用可靠性高的功效的优点。