CN103538468B - 具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，包括：左、右驱动电机；左、右减速行星排；左、右侧变速箱，具有制动档、低档和高档且高档为直接档，还具有第一和第二高档转向档，其速比在高档和低档之间，且根据第一、第二和第三高档规定相对转向半径设置；左、右横轴，分别用于连接左、右减速行星排输出端与左、右侧变速箱输入端；横轴离合器，用于连接左横轴和右横轴；左侧变速箱、左减速行星排、左驱动电机、左横轴、横轴离合器、右横轴、右驱动电机、右减速行星排和右侧变速箱同轴配置和布置。本发明的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，可实现多个足够大的规定相对转向半径，包括转向性能在内的综合性能较优。

Description

具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置

技术领域

本发明涉及车辆电传动装置技术领域，特别涉及高机动性履带车辆电传动装置技术领域，具体是指一种具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置。

背景技术

在高机动性履带车辆传动系的发展历程中，出现过一种独特的双侧变速兼转向的传动系，其工作原理如下：直驶时，双侧变速箱挂相同档位；转向时，低速侧侧变速箱降低一档；一侧变速箱挂制动档，可实现ρ=0.5的原地转向；当一侧变速箱挂1档，另一侧变速箱挂倒档，则可实现-0.5<ρ<0.5的原位中心转向。此类双侧变速箱从车体侧面的侧传动孔向内装入车体，通过前传动与发动机相连接，虽然其转向性能不佳，但却使得动力传动舱具有极高的功率密度，车体长度缩短近一米，可有效减小车辆外形轮廓，减少被发现和命中的概率，因此在某个国家的高机动性履带车辆上毫不犹豫地得到了广泛应用。

近半个世纪以来，主要有两种型号的双侧变速箱在生产数量巨大的高机动性履带车辆上使用，其中一种型号匹配最高转速2300rpm的柴油机使用，具有七个前进档、一个倒档和一个制动档，另一种型号匹配最高转速20000rpm的燃气轮机使用，具有四个前进档、一个倒档和一个制动档。近年来，此类侧变速箱的进一步发展主要集中于将单行星排的侧传动升级为双行星排的正、倒侧传动，使得倒档的数量增大到4个。此外，基于双侧变速箱的并联式混合动力电传动装置也已出现，其采用200kW柴油发动机并联200kW驱动电机后同轴配置在双侧变速箱之间，依然保留着采用双侧变速箱的动力传动舱的高功率密度优点。

七档双侧变速箱的档位速比依次为：8.1714/4.4/3.4856/2.7867/2.0274/1.4667/1.000，各档位的规定相对转向半径ρ_n ^n-1依次为：0.5/1.667/4.3119/4.4873/3.170/3.1158/2.6427。四档双侧变速箱的档位速比依次为：4.761/2.160/1.460/1.000，各档位的规定相对转向半径ρ_n ^n-1依次为：0.5/1.43/2.58/2.67。各档的规定转向半径本应随着档位增加而逐渐增大，但以上数据表明，两种型号的双侧变速箱的中高档规定转向半径偏小而不堪实用，过小的规定转向半径将导致高速行驶的车辆产生剧烈侧滑或向一侧倾覆。此外，车辆从直驶进入转向并向规定转向半径过渡时，须操纵着相应的摩擦元件处于打滑状态，因此不能实现精确转向，也由于过渡时间太长而影响操纵摩擦元件的寿命。

为了改善双侧变速箱的转向特性，已提出了以下措施：增多档数并按等差级数划分排档；对高档增加一些专用于转向时一侧降速的档来加大转向半径；在双侧变速传动的基础上增加液压转向机构，液压功率经过零轴，分别传到两侧变速箱前端新增的两侧汇流行星排处，与发动机传来的功率汇合，当液压马达转速达到最大时所实现的液压转向半径不够小时，再将低速侧侧变速箱降低一档来继续减小转向半径。以上改善方案各有优缺点，得到的结果与付出的代价并不完全相称。目前，尚没有公开过基于双侧变速箱的电传动装置，其不仅可以尝试克服上述转向性能不佳的缺点，而且也具有带来改善其它方面性能的可能性。优先考虑的是，无须对已有的数量巨大的双侧变速箱进行较大的改动而能够显著提高其性能。

此外，现有驱动电机具有近4的扩速比，只需要较少的直驶档位即可满足车辆驱动的需求。过多的档位将增加了电传动装置的结构和控制的复杂性，也降低了传动效率，因此只考虑基于现有四档双侧变速箱的电传动装置。

因此，还存在着提供一种包括转向性能在内的综合性能较优的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置的可能。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种包括转向性能在内的综合性能较优的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置。

本发明提供了一种具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其包括：左驱动电机和右驱动电机；左减速行星排和右减速行星排，分别用于对所述左驱动电机和所述右驱动电机进行减速增矩；左侧变速箱和右侧变速箱，具有制动档、低档和高档且高档为直接档；其特征在于：所述左侧变速箱和所述右侧变速箱还具有第一高档转向档和第二高档转向档，所述第一高档转向档和第二高档转向档的速比均在高档和低档之间，且所述的第一高档转向档和第二高档转向档的速比根据第一高档规定相对转向半径、第二高档规定相对转向半径和第三高档规定相对转向半径设置；所述的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置还包括：左横轴，用于连接所述左减速行星排输出端和所述左侧变速箱输入端；右横轴，用于连接所述右减速行星排输出端和所述右侧变速箱输入端；横轴离合器，其用于连接所述左横轴和所述右横轴；以及所述左侧变速箱、所述左减速行星排、所述左驱动电机、所述左横轴、所述横轴离合器、所述右横轴、所述右驱动电机、所述右减速行星排和所述右侧变速箱从左至右依次同轴配置和布置。

根据本发明的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，车辆在挂高档直驶中转向时，当低速侧侧变速箱挂第一高档转向档时，所述左驱动电机和所述右驱动电机共同驱动闭锁的所述左横轴和所述右横轴，所述左驱动电机和所述右驱动电机的总驱动功率通过高速侧侧变速箱输出，自地面输回的转向再生功率从低速侧侧变速箱传回到闭锁的所述左横轴和所述右横轴，与所述左驱动电机和所述右驱动电机的总驱动功率叠加后通过高速侧侧变速箱输出驱动车辆，实现第一高档规定相对转向半径转向；

当低速侧侧变速箱挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱挂第一高档转向档时，实现第二高档规定相对转向半径转向；以及当低速侧侧变速箱挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱挂高档时，实现第三高档规定相对转向半径转向。

根据本发明的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，车辆在挂低档直驶中转向时，所述横轴离合器分离，高速侧驱动电机工作在电动模式，低速侧驱动电机工作在再生制动模式，实现第一低档规定相对转向半径转向；以及当低速侧侧变速箱挂制动档时，所述横轴离合器接合，所述左驱动电机和所述右驱动电机共同驱动闭锁的所述左横轴和所述右横轴，所述左驱动电机和所述右驱动电机的总驱动功率通过高速侧侧变速箱输出，实现相对转向半径为0.5的第二低档规定相对转向半径转向。

根据本发明的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，车辆直驶或坑陷驶出时，所述横轴离合器接合，所述左驱动电机和所述右驱动电机共同驱动闭锁的所述左横轴和所述右横轴，两侧侧变速箱输出转速相等，实现车辆直线行驶。

根据本发明的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，当两侧侧变速箱挂相同档位，所述横轴离合器分离，所述左驱动电机和所述右驱动电机分别工作在正转或者反转电动模式时，所述左驱动电机和所述右驱动电机的驱动功率分别通过两侧侧变速箱输出驱动车辆，实现相对转向半径介于-0.5和0.5之间的原位中心转向。

本发明提供了一种具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其包括：驱动电机；左侧变速箱和右侧变速箱，具有制动档、倒档、低档和高档且高档为直接档；左减速行星排和右减速行星排，用于对所述驱动电机进行减速增矩，分别设置在所述左侧变速箱和所述右侧变速箱内；其特征在于：所述左侧变速箱和所述右侧变速箱还具有第一高档转向档和第二高档转向档，所述第一高档转向档和第二高档转向档的速比均在高档和低档之间，且所述的第一高档转向档和第二高档转向档的速比根据第一高档规定相对转向半径、第二高档规定相对转向半径和第三高档规定相对转向半径设置；以及所述左侧变速箱、所述驱动电机和所述右侧变速箱从左至右依次同轴配置和布置。

根据本发明的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，车辆在挂高档直驶中转向时，当低速侧侧变速箱挂第一高档转向档时，所述驱动电机的驱动功率通过高速侧侧变速箱输出，自地面输回的转向再生功率从低速侧侧变速箱传回到所述驱动电机转子轴上，与所述驱动电机的驱动功率叠加后通过高速侧侧变速箱输出驱动车辆，实现第一高档规定相对转向半径转向；当低速侧侧变速箱挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱挂第一高档转向档时，实现第二高档规定相对转向半径转向；以及当低速侧侧变速箱挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱挂高档时，实现第三高档规定相对转向半径转向。

根据本发明的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，车辆在挂低档直驶中转向时，控制低速侧侧变速箱的低档操纵摩擦元件接合程度或制动档操纵摩擦元件的接合程度，实现所需转向半径转向；以及当低速侧侧变速箱挂制动档时，实现相对转向半径为0.5的低档规定相对转向半径转向。

根据本发明的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，当一侧侧变速箱挂低档，另一侧侧变速箱挂倒档，所述驱动电机工作在正转或者反转电动模式时，所述驱动电机的驱动功率分别通过两侧侧变速箱输出驱动车辆，实现相对转向半径介于-0.5和0.5之间的原位中心转向。

本发明的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，在高、低两个前进档外还设置了第一和第二高档转向档，其速比在高档和低档之间，且根据第一、第二和第三高档规定转向半径设置，可以实现多个足够大的规定转向半径。因此，根据本发明可以得到一种包括转向性能在内的综合性能较优的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置。

附图说明

图1是本发明第一具体实施例所涉及的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置的结构示意图；以及

图2是本发明具体实施例所涉及的现有四档侧变速箱的结构示意图；以及

图3是本发明第二具体实施例所涉及的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置的结构示意图。

图中：1L，1R分别是左驱动电机和右驱动电机；2L，2R分别是左减速行星排和右减速行星排；3L，3R分别是左侧变速箱和右侧变速箱；4L，4R分别是左横轴和右横轴；5横轴离合器；1是驱动电机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。应理解，实施例仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。

第一具体实施例

图1是本发明第一具体实施例所涉及的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置的结构示意图。参照图1，具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其包括：左驱动电机1L；右驱动电机1R；左减速行星排2L和右减速行星排2R，分别用于对左驱动电机1L和右驱动电机1R进行减速增矩；左侧变速箱3L和右侧变速箱3R，具有制动档、低档和高档且高档为直接档，还具有第一高档转向档和第二高档转向档，其速比在高档和低档之间，且根据第一、第二和第二高档规定相对转向半径设置；左横轴4L，用于连接左减速行星排2L的输出端和左侧变速箱3L的输入端；右横轴4R，用于连接右减速行星排2R的输出端和右侧变速箱3R的输入端；横轴离合器5，用于连接左横轴4L和右横轴4R；左侧变速箱3L、左减速行星排2L、左驱动电机1L、左横轴4L、横轴离合器5、右横轴4R、右驱动电机1R、右减速行星排2R和右侧变速箱3R从左至右依次同轴配置和布置。

考虑到原有侧变速箱的最高输入转速一般在3250rpm，而高功率密度驱动电机的转速均较高，因此设置了减速行星排2L和2R。

图2是本发明具体实施例所涉及的现有四档侧变速箱的结构示意图。图2中各个档位对应的档位速比和相对转向半径的关系如表1所示，现有四档侧变速箱的轴向结构非常紧凑，由一复式行星排、一简单行星排和若干个操纵摩擦元件构成，其还包括一液力减速器和一侧传动行星排。其中，复式行星排的结构特征参数为k1=1.449和k2=2，简单行星排的结构特征参数为k3=2.174；档位速比分别为：i1=4.761，i2=2.160，i3=1.460，i4=1.000；各档的规定相对转向半径ρ_n ^n-1依次为：ρ₁ ⁰=0.5，ρ₂ ¹=1.43，ρ₃ ²=2.58，ρ₄ ³=2.67。各档规定相对转向半径ρ_n ^n-1明显不合理，4档应在10左右，3档应在7.5左右，2档应在4.5，1档应在2.5左右。

表1现有四档侧变速箱的档位参数表

燃气轮机的转矩适应性系数（即近零转速转矩和最高转速转矩的比值）为2.5，总速比范围为2.5×4.761=12。左驱动电机1L和右驱动电机1R具有至少4的扩速比（恒功率区最高转速与恒转矩区最高转速的比值），高档速比为1，则低档速比为12/4=3，即可实现所需的总速比范围。此外，为了保证换档时动力有部分重叠，档位速比不应大于扩速比，因此，低档速比在3～4的范围内选择。

由于现有侧变速箱只具有四个前进档，且其速比数值如上所述，因此选择原1档作为低档，选择原4档作为高档。现有的改进只是针对具有七个前进档的侧变速箱做出的，对于只具有四个前进档的侧变速箱是无法实施的，由于档位太少而无法在满足直驶性能的前提下再设置转向专用档。具有七个前进档的侧变速箱的改进方案是对选择的每一个直驶档设置一个转向专用档，且多个直驶档之间的速比比值还是近似符合等比级数的要求，但直接档由于结构限制而无法设置转向转用档，直接档的规定相对转向半径只有2.434，仍然不堪实用，需要低速侧侧变速箱部分制动以进入修正方向所需的大半径转向。如果需要转向半径较大，则两档位间的速比应相差很小，相应的计算公式如下，式中Δ为两档位的速比比值：

$\mathrm{\&rho;}=\frac{\mathrm{\&Delta;}+1}{2(\mathrm{\&Delta;}-1)}---\left(\left(1\right)\right)$

从式（1）可以看出，对于速比为1的高档，如果要获得较大的转向半径，则转向档速比设置成比1略大即可。如果对于高档，对应设置两个转向档，则可以实现两个规定相对转向半径，且第二高档转向档速比第一高档转向档速比要大一些，这样能够更好地满足转向要求。

对于速比在3～4的范围内的低档，由于档位最高车速不高（根据最高车速72km/h和扩速比可求得低档最高车速在18～24km/h之间），动力因数较大，采用高速侧驱动电机1R或1L的驱动转矩和低速侧驱动电机1L或1R的再生制动转矩即可实现所需的ρ=2.5的第一低档规定相对转向半径转向，低速侧侧变速箱3L或3R挂制动档进一步降低该侧车速可以进一步减小转向半径，实现所需的ρ=0.5的第二低档规定相对转向半径转向。

由于只能利用原2档和原3档来设置转向专用档，因此首先考虑实现第一和第三高档规定相对转向半径，其数值分别为10和5，据（1）式可算出Δ₁和Δ₂，也即第一和第二高档转向档的速比。其后再考虑通过高速侧和低速侧侧变速箱分别挂第一和第二高档转向档来实现中间的第二高档规定相对转向半径。试算后选择Δ₁=1.1，Δ₂=1.265，则第一和第三高档规定转向半径的精确数值为10.5和4.27。根据表1所示的i₁、i₂和i₃速比公式，i₁在3～4的范围内选择，试算出相应的k₁、k₂和k₃：k₁=2.28184，k₂=1.5，k₃=2.27273。这在现有结构的基础上进行适当修改即可实现。

此外，求得的i₁=3.6也完全满足直驶的要求，低档最高车速为20km/h。挂高档时，扩速比4的转折点（恒转矩区和恒功率区的连接点）车速为72/4=18km/h，略小于低档最高车速，因此，高低两档的动力特性在恒功率区段有较小的重叠部分。

为了实现第二高档规定相对转向半径，必须借助于高速侧侧变速箱3R或3L也降档来完成。据式（1）可算出1.15的速比可以实现7.5的规定相对转向半径。当低速侧侧变速箱3L或3R挂第二高档转向档，而高速侧侧变速箱3R或3L挂第一高档转向档，两侧的速比比值=1.265/1.1=1.15，可以实现7.5的规定相对转向半径。

车辆在挂高档直驶中转向时，横轴离合器5接合，左驱动电机1L和右驱动电机1R均工作在电动模式，当低速侧侧变速箱3L或3R开始挂第一高档转向档时，左驱动电机1L和右驱动电机1R共同驱动闭锁的左横轴4L和右横轴4R，其总驱动功率通过高速侧侧变速箱3R或3L输出，自地面输回的转向再生功率从低速侧侧变速箱3L或3R传回到闭锁的左横轴4L和右横轴4R，与左驱动电机1L和右驱动电机1R的总驱动功率叠加后通过高速侧侧变速箱3R或3L输出驱动车辆，实现第一规定转向半径转向；当低速侧侧变速箱3L或3R挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱3R或3L挂第一高档转向档时，实现第二规定转向半径转向；以及当低速侧侧变速箱3L或3R挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱3R或3L挂高档时，实现第三规定转向半径转向。

第一和第二高档转向档的速比可根据所需的规定相对转向半径相对灵活设置，只要结构允许实现新的k1、k2和k3即可。应该指出，如果驱动电机1L和1R的扩速比更大，则更容易实现各规定相对转向半径的设置，因为直驶档位的设置将更灵活。相比之下，燃气轮机虽然可以减少直驶档，但由于其转矩适应性系数比电动机的扩速比小近一半，仍然需要至少4个直驶档，无法如本具体实施例这样对一个档位设置多个转向档，获得多个足够大的规定相对转向半径，较好地满足中高车速时的车辆转向需求。

车辆在挂低档直驶中转向时，横轴离合器5分离，高速侧驱动电机1R或1L工作在电动模式，低速侧驱动电机1L或1R工作在再生制动模式，实现第一低档规定相对转向半径转向；以及当低速侧侧变速箱3L或3R挂制动档时，横轴离合器5接合，左驱动电机1L和右驱动电机1R共同驱动闭锁的左横轴4L和右横轴4R，其总驱动功率通过高速侧侧变速箱3R或3L输出，实现ρ=0.5的第二低档规定相对转向半径转向。

与现有的双电机独立驱动的电传动装置相比，本具体实施例的电传动装置具有突出的优点：直驶稳定性得到了很好的保证，而前者完全是靠高性能的差速控制算法来实现；由于有闭锁的左横轴4L和右横轴4R将地面传来的转向再生功率向高速侧传递，因此，在同样转向性能的前提下，本具体实施例驱动电机1L和1R的功率需求也比前者小得多。

现有侧变速箱里还设有液力减速器，可提供近600kW的制动功率。原发动机的功率近900kW，则两驱动电机1L和1R的总连续功率也设置成近900kW，可提供的再生制动功率近900kW，基本接近两液力减速器的总制动功率1200kW，可以为简化结构和为两驱动电机1L和1R提供轴向空间而取消液力减速器。

现有侧变速箱还设置有倒档，对于只能单向旋转的柴油机和燃气轮机，这是必须的，而且由于结构限制，只设置了一个低速倒车档，没有高速倒车档，不能实现高速倒车。本具体实施例通过两驱动电机1L和1R的反转电动来实现倒车，也实现了高速倒车，倒车最高车速只取决于出于驾驶安全考虑而设置的倒车电子限速。

车辆直驶或坑陷驶出时，横轴离合器5接合，左驱动电机1L和右驱动电机1R共同驱动闭锁的左横轴4L和右横轴4R，两侧侧变速箱3L和3R的输出转速相等。

当两侧侧变速箱3L和3R挂相同档位，横轴离合器5分离，左驱动电机1L和右驱动电机1R分别工作在正转或者反转电动模式时，其驱动功率分别通过两侧侧变速箱3L和3R输出驱动车辆，可实现-0.5<ρ<0.5的原位中心转向。

第二具体实施例

图3是本发明第二具体实施例所涉及的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置的结构示意图。参照图3，具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其包括：驱动电机1；左侧变速箱3L和右侧变速箱3R，具有制动档、倒档、低档和高档且高档为直接档，还具有第一高档转向档和第二高档转向档，其速比在高档和低档之间，且根据第一、第二和第三高档规定相对转向半径设置；左减速行星排2L和右减速行星排2R，用于对驱动电机1进行减速增矩，分别设置在左侧变速箱3L和右侧变速箱3R内；左侧变速箱3L、驱动电机1和右侧变速箱3R从左至右依次同轴配置和布置。

与第一具体实施例中具有两个驱动电机1L和1R相比，本具体实施例只设置了一个驱动电机1，结构更简单，也不需要复杂的控制算法。但出于可靠性考虑，驱动电机1采用6或多相电机、轴向磁通电机或横向磁通电机来实现，在驱动电机1的一相或多相出现故障时，车辆还能够移动，保证高机动性履带车辆所需的容错能力。

减速行星排2L和2R分别设置在侧变速箱3L和3R内，有利于减少润滑***的复杂性，也便于给其良好润滑。这样，驱动电机1可以采用干式电机，即在其内部没有润滑油，以减少搅油损失。

车辆在挂高档直驶中转向时，当低速侧侧变速箱3L或3R挂第一高档转向档时，驱动电机1的驱动功率通过高速侧侧变速箱3R或3L输出，自地面输回的转向再生功率从低速侧侧变速箱3L或3R传回到驱动电机1的转子轴上，与驱动电机1的驱动功率叠加后通过高速侧侧变速箱3R或3L输出驱动车辆，实现第一规定相对转向半径转向；当低速侧侧变速箱3L或3R挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱3R或3L挂第一高档转向档时，实现第二规定相对转向半径转向；以及当低速侧侧变速箱3L或3R挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱3R或3L挂高档时，实现第三规定相对转向半径转向。

车辆在挂低档直驶中转向时，控制低速侧侧变速箱3L或3R的低档操纵摩擦元件接合程度或制动档操纵摩擦元件的接合程度，实现所需转向半径转向；以及当低速侧侧变速箱3L或3R挂制动档时，实现ρ=0.5的低档规定相对转向半径转向。由于车速较低，而且驱动电机1的再生制动也减轻了制动工况下的操纵摩擦元件的磨损，因此操纵摩擦元件的总寿命不会受到太大的影响。

当一侧侧变速箱挂低档，另一侧侧变速箱挂倒档，所述驱动电机工作在正转或者反转电动模式时，其驱动功率分别通过两侧侧变速箱输出驱动车辆，实现-0.5<ρ<0.5的原位中心转向。在本具体实施例中，据表1中的公式计算得到的倒档速比为-4.9091，可以满足原位中心转向的要求，但不能满足高速倒车所需，因此倒车只能通过驱动电机1反转来实现。这里的倒档只有两个作用：一是实现原位中心转向，一是由于其速比比低档的大，如果遇到极陡坡而地面附着条件合适，在挂低档不能爬上陡坡时，可以挂倒档，车辆倒退着爬上极陡坡。

车辆倒驶时，驱动电机1工作在反转电动模式，两侧侧变速箱3L和3R挂低档或高档。即在本具体实施例中，虽然两侧侧变速箱3L和3R具有倒档，但倒车也是通过驱动电机1反转来实现。车辆倒驶中的转向，类似直驶时的操作，于此不再赘述。

与第一具体实施例相比，本具体实施例没有2.5的第一低档规定相对转向半径，必须依靠操纵摩擦元件打滑来进行转向，因此要消耗部分功率，低档转向性能不如前者。但本具体实施例的结构非常简单，控制也简单，无须涉及高性能的差速控制算法，而且也不会影响操纵摩擦元件的寿命，且利于大批量生产和装备，具有独特的技术优势。

本发明的两个具体实施例的电传动装置，与其它用于高机动性履带车辆的电传动装置相比，没有单独设置的转向电机，结构和控制简单的优势非常明显，而且极有利于实现高功率密度的动力传动舱。

本发明的具体实施例的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，在高、低两个前进档外还设置了第一和第二高档转向档，其速比在高档和低档之间，且根据第一、第二和第三高档规定相对转向半径设置，可以实现多个足够大的规定相对转向半径。因此，根据本发明可以得到一种包括转向性能在内的综合性能较优的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置。

本发明并不局限于上述实施例，而是覆盖在不脱离本发明的精神和范围的情况下所进行的所有改变和修改。这些改变和修改不应被认为是脱离了本发明的精神和范围，并且所有诸如对于本领域技术人员来说显而易见的修改均应被包括在所附权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其包括：左驱动电机和右驱动电机；左减速行星排和右减速行星排，分别用于对所述左驱动电机和所述右驱动电机进行减速增矩；左侧变速箱和右侧变速箱，具有制动档、低档和高档且高档为直接档；

左横轴，用于连接所述左减速行星排输出端和所述左侧变速箱输入端；

右横轴，用于连接所述右减速行星排输出端和所述右侧变速箱输入端；

横轴离合器，其用于连接所述左横轴和所述右横轴；

所述左侧变速箱、所述左减速行星排、所述左驱动电机、所述左横轴、所述横轴离合器、所述右横轴、所述右驱动电机、所述右减速行星排和所述右侧变速箱从左至右依次同轴配置和布置；

其特征在于：

所述左侧变速箱和所述右侧变速箱还具有第一高档转向档和第二高档转向档，所述第一高档转向档和第二高档转向档的速比均在高档和低档之间，且所述第一高档转向档和第二高档转向档的速比根据第一高档规定相对转向半径、第二高档规定相对转向半径和第三高档规定相对转向半径设置；

车辆在挂高档直驶中转向时，当低速侧侧变速箱挂第一高档转向档时，所述左驱动电机和所述右驱动电机共同驱动闭锁的所述左横轴和所述右横轴，所述左驱动电机和所述右驱动电机的总驱动功率通过高速侧侧变速箱输出，自地面输回的转向再生功率从低速侧侧变速箱传回到闭锁的所述左横轴和所述右横轴，与所述左驱动电机和所述右驱动电机的总驱动功率叠加后通过高速侧侧变速箱输出驱动车辆，实现第一高档规定相对转向半径转向；

当低速侧侧变速箱挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱挂第一高档转向档时，实现第二高档规定相对转向半径转向；以及

当低速侧侧变速箱挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱挂高档时，实现第三高档规定相对转向半径转向。

2.根据权利要求1所述的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其特征在于，

车辆在挂低档直驶中转向时，所述横轴离合器分离，高速侧驱动电机工作在电动模式，低速侧驱动电机工作在再生制动模式，实现第一低档规定相对转向半径转向；以及

当低速侧侧变速箱挂制动档时，所述横轴离合器接合，所述左驱动电机和所述右驱动电机共同驱动闭锁的所述左横轴和所述右横轴，所述左驱动电机和所述右驱动电机的总驱动功率通过高速侧侧变速箱输出，实现相对转向半径为0.5的第二低档规定相对转向半径转向。

3.根据权利要求2所述的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其特征在于，

车辆直驶或坑陷驶出时，所述横轴离合器接合，所述左驱动电机和所述右驱动电机共同驱动闭锁的所述左横轴和所述右横轴，两侧侧变速箱输出转速相等，实现车辆直线行驶。

4.根据权利要求3所述的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其特征在于，

当两侧侧变速箱挂相同档位，所述横轴离合器分离，所述左驱动电机和所述右驱动电机分别工作在正转或者反转电动模式时，所述左驱动电机和所述右驱动电机的驱动功率分别通过两侧侧变速箱输出驱动车辆，实现相对转向半径介于-0.5和0.5之间的原位中心转向。

5.一种具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其包括：驱动电机；左侧变速箱和右侧变速箱，具有制动档、倒档、低档和高档且高档为直接档；左减速行星排和右减速行星排，用于对所述驱动电机进行减速增矩，分别设置在所述左侧变速箱和所述右侧变速箱内；

所述左侧变速箱、所述驱动电机和所述右侧变速箱从左至右依次同轴配置和布置；

其特征在于：

所述左侧变速箱和所述右侧变速箱还具有第一高档转向档和第二高档转向档，所述第一高档转向档和第二高档转向档的速比均在高档和低档之间，且所述第一高档转向档和第二高档转向档的速比根据第一高档规定相对转向半径、第二高档规定相对转向半径和第三高档规定相对转向半径设置；

车辆在挂高档直驶中转向时，当低速侧侧变速箱挂第一高档转向档时，所述驱动电机的驱动功率通过高速侧侧变速箱输出，自地面输回的转向再生功率从低速侧侧变速箱传回到所述驱动电机转子轴上，与所述驱动电机的驱动功率叠加后通过高速侧侧变速箱输出驱动车辆，实现第一高档规定相对转向半径转向；

当低速侧侧变速箱挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱挂第一高档转向档时，实现第二高档规定相对转向半径转向；以及

当低速侧侧变速箱挂第二高档转向档，高速侧侧变速箱挂高档时，实现第三高档规定相对转向半径转向。

6.根据权利要求5所述的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其特征在于，

车辆在挂低档直驶中转向时，控制低速侧侧变速箱的低档操纵摩擦元件接合程度或制动档操纵摩擦元件的接合程度，实现所需转向半径转向；以及

当低速侧侧变速箱挂制动档时，实现相对转向半径为0.5的低档规定相对转向半径转向。

7.根据权利要求6所述的具有双侧变速箱的履带车辆电传动装置，其特征在于，

当一侧侧变速箱挂低档，另一侧侧变速箱挂倒档，所述驱动电机工作在正转或者反转电动模式时，所述驱动电机的驱动功率分别通过两侧侧变速箱输出驱动车辆，实现相对转向半径介于-0.5和0.5之间的原位中心转向。