CN102602278B - 一种混合动力拖拉机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合动力拖拉机，包括：发动机；设置在发动机的输出轴上的发动机制动器；电动机；设置在电动机的输出轴上的电动机制动器；向电动机传送电能的蓄电池组；具有第一输入轴和第二输入轴两个输入轴且所述的第一输入轴和第二输入轴分别与所述的发动机的输出轴和电动机的输出轴连接的动力耦合器；与所述的动力耦合器连接的变速箱；以及用于控制所述的发动机制动器、电动机制动器、蓄电池组和变速箱的控制装置。本发明所述的混合动力拖拉机，由发动机和电动机联合作业，由动力耦合器和变速箱协同调速，调速范围广，可以满足多种作业工况，而且具有低排放、节能、高效率、易操作、适用范围广的特点。

Description

一种混合动力拖拉机

技术领域

本发明涉及一种用于田间作业的动力机械装置，尤其是涉及一种用于田间作业的混合动力拖拉机，属于农业机械技术领域。

背景技术

随着科技的快速发展，能源枯竭和环境污染问题变得越来越严重，对田间作业的农用动力机械拖拉机来说更是急需解决能源及环境污染的问题。由于田间作业环境的好坏直接影响到农作物的质量，而且对于不同的农作物，不同的耕作方式所需的动力大小不同，同一台普通类型的拖拉机难以满足要求，而需一种能够适合多种作业工况，且能节能环保的多功能农业动力机械。而我国农业农业多以分散型为主，机械化作业水平较低，大多数作业仍为原始的手工劳动，强度大、效率低、工作环境差。而为数不多的农业机械，普遍以柴油机或汽油机作为动力，污染严重，作业成本居高不下。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种节能、环保、成本低、效率高的混合动力拖拉机。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种混合动力拖拉机，其特征在于，包括：

发动机；

设置在发动机的输出轴上的发动机制动器；

电动机；

设置在电动机的输出轴上的电动机制动器；

向电动机传送电能的蓄电池组；

具有第一输入轴和第二输入轴两个输入轴且所述的第一输入轴和第二输入轴分别与所述的发动机的输出轴和电动机的输出轴连接的动力耦合器；

与所述的动力耦合器连接的变速箱；

以及用于控制所述的发动机制动器、电动机制动器、蓄电池组和变速箱的控制装置。

进一步，所述的变速箱和动力耦合器通过传动带连接，所述的传动带的一端设置在动力耦合器的输出轴上，而所述的传动带的另一端则设置在变速箱的输入轴上。

此外，所述的控制装置包括用于控制蓄电池组向电动机输送电能的输电控制电路、用于控制所述发动机制动器和电动机制动器的启闭以及发动机制动器和电动机制动器之间转换制动的制动控制电路、用于向所述变速箱提供控制信号的信号控制电路，所述的控制装置控制电动机和发动机协同作业，即可以实现发动机单独工作、电动机单独工作或者二者同时工作，以满足不同作业工况。

此外，所述的动力耦合器内设置有第一动力耦合器轴、第二动力耦合器轴、第三动力耦合器轴、第一齿轮、第二齿轮、第一双联齿轮、太阳轮、行星轮、行星轮架和行星齿轮系齿圈，所述的第二动力耦合器轴为动力耦合器的第一输入轴，其与发动机的输出轴连接，所述的第一双联齿轮设置在第二动力耦合器轴上，所述的第一齿轮设置在第三动力耦合器轴上，且所述的第一齿轮与所述的第一双联齿轮啮合，所述的第三动力耦合器轴的端部还设置有太阳轮，所述的行星轮固定在行星轮架上，且所述的行星轮与所述的太阳轮啮合，所述的行星轮架为动力耦合器的输出轴，此外，所述的第一动力耦合器轴为动力耦合器的第二输入轴，其与电动机的输出轴连接，所述的第二齿轮设置在第一动力耦合器轴的端部，而所述的行星齿轮系齿圈同时与所述的第二齿轮和行星轮啮合。

而所述的变速箱内设置有第一变速箱轴、第二变速箱轴、第三变速箱轴、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮、第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮和第十三齿轮，所述的第三齿轮和第四齿轮为双联齿轮，设置在第一变速箱轴上，所述的第一变速箱轴为变速箱的输入轴，所述的第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮和第九齿轮平行设置在第二变速箱轴上，所述的第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮和第十三齿轮平行设置在第三变速箱轴上，其中，所述的第五齿轮与第三齿轮啮合，第六齿轮与第四齿轮啮合，第十齿轮与第七齿轮啮合，第十一齿轮与第八齿轮啮合，第十二齿轮与第九齿轮啮合，而第十三齿轮则与一差速器轮啮合。

进一步，所述的变速箱内还设置有第十四齿轮和第十五齿轮，所述的第十四齿轮也设置在第三变速箱轴上，所述的第十五齿轮与一动力输出轴连接。

本发明的有益效果是：本发明所述的混合动力拖拉机，由发动机和电动机联合作业，由动力耦合器和变速箱协同调速，调速范围广，可以满足多种作业工况，而且具有低排放、节能、高效率、易操作、适用范围广的特点。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

   附图中主要标记含义如下：

1、发动机     2、发动机制动器    3、电动机制动器   4、转向轮

5、电动机     6、控制装置        7、蓄电池组        8、动力耦合器

9、转向盘     10、传动带         11、变速箱         12、差速器

13、三点悬挂  14、动力输出轴     15、输出半轴       16、驱动轮。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

图1为本发明一实施例的结构示意图。

如图1所示：一种混合动力拖拉机包括：发动机1、设置在发动机的输出轴上的发动机制动器2、电动机5、设置在电动机5的输出轴上的电动机制动器3、向电动机5传送电能的蓄电池组7、具有第一输入轴和第二输入轴两个输入轴且所述的第一输入轴和第二输入轴分别与所述的发动机1的输出轴和电动机5的输出轴连接的动力耦合器8、与所述的动力耦合器8连接的变速箱11、以及用于控制所述的发动机制动器2、电动机制动器3、蓄电池组7和变速箱11的控制装置6。

在本实施方式中，所述的变速箱11和动力耦合器8通过传动带10连接，即所述的传动带10的一端设置在动力耦合器8的输出轴上，而所述的传动带10的另一端则设置在变速箱11的输入轴上。

具体为：所述的动力耦合器8内设置有第一动力耦合器轴8a、第二动力耦合器轴8b、第三动力耦合器轴8k、第一齿轮8j、第二齿轮8c、第一双联齿轮8d、太阳轮8h、行星轮8f、行星轮架8g和行星齿轮系齿圈8e，所述的第二动力耦合器轴8b为动力耦合器8的第一输入轴，其与发动机1的输出轴连接，所述的第一双联齿轮8d设置在第二动力耦合器轴8b上，所述的第一齿轮8j设置在第三动力耦合器轴8k上，且所述的第一齿轮8j与所述的第一双联齿轮8d啮合，所述的第三动力耦合器轴8k的端部还设置有太阳轮8h，所述的行星轮8f固定在行星轮架8g上，且所述的行星轮8f与所述的太阳轮8h啮合，所述的行星轮架8g为动力耦合器8的输出轴，此外，所述的第一动力耦合器轴8a为动力耦合器8的第二输入轴，其与电动机5的输出轴连接，所述的第二齿轮8c设置在第一动力耦合器轴8a的端部，而所述的行星齿轮系齿圈8e同时与所述的第二齿轮8c和行星轮8f啮合。

而所述的变速箱11内设置有第一变速箱轴11p、第二变速箱轴11k、第三变速箱轴11e、第三齿轮11a、第四齿轮11n、第五齿轮11c、第六齿轮11d、第七齿轮11b、第八齿轮11j、第九齿轮11m、第十齿轮11g、第十一齿轮11h、第十二齿轮11i和第十三齿轮11f，所述的第三齿轮11a和第四齿轮11n为双联齿轮，设置在第一变速箱轴11p上，所述的第一变速箱轴11p为变速箱11的输入轴，所述的第五齿轮11c、第六齿轮11d、第七齿轮11b、第八齿轮11j和第九齿轮11m平行设置在第二变速箱轴11k上，所述的第十齿轮11g、第十一齿轮11h、第十二齿轮11i和第十三齿轮11f平行设置在第三变速箱轴11e上，其中，所述的第五齿轮11c与第三齿轮11a啮合，第六齿轮11d与第四齿轮11n啮合，第十齿轮11g与第七齿轮11b啮合，第十一齿轮11h与第八齿轮11j啮合，第十二齿轮11i与第九齿轮11m啮合，而第十三齿轮11f则与一差速器轮12啮合。

此外，所述的变速箱8内还设置有第十四齿轮11q和第十五齿轮11r，所述的第十四齿轮11q也设置在第三变速箱轴11e上，所述的第十五齿轮11r与一动力输出轴14连接。

因此，所述的传动带10的一端设置在行星轮架8g上，而所述的传动带10的另一端则设置在变速箱11的第一变速箱轴11p上。

此外，所述的控制装置6包括用于控制蓄电池组7向电动机5输送电能的输电控制电路、用于控制所述发动机制动器2和电动机制动器3的启闭以及发动机制动器2和电动机制动器3之间转换制动的制动控制电路、以及用于向所述变速箱11提供控制信号的信号控制电路，所述的控制装置6控制电动机5和发动机1协同作业，即可以实现发动机1单独工作、电动机5单独工作或者二者同时工作，以满足不同作业工况。

在本实施方式中，在控制装置6的控制下，所述的蓄电池组7向所述的电动机5及其辅助设备提供电源，以保证电动机5的运行，发动机1或电动机5或者发动机1和电动机5同时输出的动力经过动力耦合器8耦合及驱动模式的切换后，通过动力耦合器8的输出轴、然后再通过传动带10传递给变速箱11的输入轴，变速箱11实现拖拉机的多级变速，然后将动力传递给与所述的变速箱11的第十三齿轮11f连接的差速器12、差速器12实现左右两个驱动轮16的速度区别，然后经过动力输出轴14将动力传递给两根输出半轴15，而两根输出半轴15将动力传递给驱动轮16，实现拖拉机的运行，而拖拉机的后部还设置有三点悬挂13，用于播种、收割等多种机器与本发明的连接。

而所述的控制装置6同时控发动机制动器2和电动机制动器3，实现发动机制动器2和电动机制动器3的启闭以及发动机制动器2和电动机制动器3之间的转换制动。

此外，本发明的转向系统包括转向轮4和与转向轮4连接并实现转向轮4转向的转向盘9。

具体的动力传动过程为：

发动机1和电动机5同时工作时，所述的发动机制动器2和电动机制动器3均不起作用。

此时发动机1动力传递路线为：发动机1-第二动力耦合器轴8b-第一双联齿轮8d第一齿轮8j-第三动力耦合器轴8k-太阳轮8h-行星轮8f-行星轮架8g（输出）；

电动机的动力传递路线为：电动机5-第一动力耦合器轴8a-第二齿轮8c-行星轮系齿圈8e-行星轮8f-行星轮架8g（输出）。

上述两路动力耦合后由传动带10传送到变速箱11。

而当发动机1单独作用时，电动机制动器3起作用，使行星轮系的齿圈8e固定，此时动力传递路线为：发动机1-第二动力耦合器8b-第一双联齿轮8d（可以实现两挡传动）-第一齿轮8j-第三动力耦合器轴8k--太阳轮8h-行星轮8f-行星轮架8g（输出）-传动带10-变速箱11。

而当电动机5单独作用时，发动机制动器2固定不动，使行星轮系的太阳轮8h固定，此时动力传递路线为：电动机5-第一动力耦合器轴8a-第二齿轮8c-行星轮系齿圈8e-行星轮8f-行星轮架8g（输出）-传动带10-变速箱11。

而变速箱11的动力传动路线为：

第一变速箱轴11p-第三齿轮11a和第四齿轮11构成的第二双联齿轮-第五齿轮11c和第六齿轮11d-第二变速箱11k-第七齿轮11b或第八齿轮11j或第九齿轮11m-第十齿轮11g或第十一齿轮11h或第十二齿轮-第三变速箱轴11e或第十四齿轮11q-差速器轮12或第十五齿轮11r-动力输出轴14-两根输出半轴15-驱动轮16。

该变速箱11可以实现6个档位的变速，并且具有动力输出轴，结合动力耦合器的2档调速，共可以实现12个档位的调速。

本发明所述的混合动力拖拉机，由发动机1和电动机5联合作业，由动力耦合器8和变速箱11协同调速，调速范围广，可以满足多种作业工况，而且具有低排放、节能、高效率、易操作、适用范围广的特点。

上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。 

Claims (1)

1.一种混合动力拖拉机，其特征在于，包括：

发动机；

设置在发动机的输出轴上的发动机制动器；

电动机；

设置在电动机的输出轴上的电动机制动器；

向电动机传送电能的蓄电池组；

具有第一输入轴和第二输入轴两个输入轴、且所述的第一输入轴与所述的发动机的输出轴连接、而所述的第二输入轴与所述的电动机的输出轴连接的动力耦合器；

所述的动力耦合器通过传动带与变速箱连接，所述传动带的一端设置在动力耦合器的输出轴上，而另一端则设置在变速箱的输入轴上；

以及用于控制所述的发动机制动器、电动机制动器、蓄电池组和变速箱的控制装置；

所述的控制装置包括用于控制蓄电池组向电动机输送电能的输电控制电路、用于控制所述发动机制动器和电动机制动器的启闭以及发动机制动器和电动机制动器之间转换制动的制动控制电路、用于向所述变速箱提供控制信号的信号控制电路，

所述的动力耦合器内设置有第一动力耦合器轴、第二动力耦合器轴、第三动力耦合器轴、第一齿轮、第二齿轮、第一双联齿轮、太阳轮、行星轮、行星轮架和行星齿轮系齿圈，所述的第二动力耦合器轴为动力耦合器的第一输入轴，其与发动机的输出轴连接，所述的第一双联齿轮设置在第二动力耦合器轴上，所述的第一齿轮设置在第三动力耦合器轴上，且所述的第一齿轮与所述的第一双联齿轮啮合，所述的第三动力耦合器轴的端部还设置有太阳轮，所述的行星轮固定在行星轮架上，且所述的行星轮与所述的太阳轮啮合，所述的行星轮架为动力耦合器的输出轴，此外，所述的第一动力耦合器轴为动力耦合器的第二输入轴，其与电动机的输出轴连接，所述的第二齿轮设置在第一动力耦合器轴的端部，而所述的行星齿轮系齿圈同时与所述的第二齿轮和行星轮啮合，

所述的变速箱内设置有第一变速箱轴、第二变速箱轴、第三变速箱轴、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮、第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮和第十三齿轮，所述的第三齿轮和第四齿轮为双联齿轮，设置在第一变速箱轴上，所述的第一变速箱轴为变速箱的输入轴，所述的第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮和第九齿轮平行设置在第二变速箱轴上，所述的第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮和第十三齿轮平行设置在第三变速箱轴上，其中，所述的第五齿轮与第三齿轮啮合，第六齿轮与第四齿轮啮合，第十齿轮与第七齿轮啮合，第十一齿轮与第八齿轮啮合，第十二齿轮与第九齿轮啮合，而第十三齿轮则与一差速器轮啮合，

且所述的变速箱内还设置有第十四齿轮和第十五齿轮，所述的第十四齿轮也设置在第三变速箱轴上，所述的第十五齿轮与一动力输出轴连接。