CN108312826B - 双电机电动拖拉机功率分汇流装置 - Google Patents

双电机电动拖拉机功率分汇流装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双电机电动拖拉机功率分汇流装置，包括主要用于驱动车轮的行走电动机和主要用于驱动旋耕机构的PTO电动机，通过设置独立双作用离合器和分动箱分别实现两个电动机功率的分流，通过设置两个动力耦合器分别实现两个电动机功率汇流至车轮或汇流至旋耕机构；本发明能够增大电动拖拉机对工作环境的适应性，提高电动机的利用率。

Description

双电机电动拖拉机功率分汇流装置
技术领域
本发明涉及电动拖拉机领域，具体涉及双电机电动拖拉机功率分汇流装置。
背景技术
电动拖拉机以清洁无污染、节能和保护能源等多元化优势成为拖拉机发展的新热点。电动拖拉机以电机动力为驱动力，通过电动机将电能转化为机械能来驱动车辆，还具有舒适干净，低噪音，对环境无污染，简单可靠，且使用成本低等优势。
在电动拖拉机的研究中，尤其是双电机驱动的电动拖拉机，目前的驱动方式是两个电机相互独立工作，一个电机（PTO电动机）单独驱动动力输出轴，另一个电机（行走电动机）驱动车轮。然而，当电动拖拉机不需要动力输出轴输出动力时，只有一个驱动电机工作，而另一个电机始终不工作，造成了严重的功率浪费。因此有必要设计一种双电机电动拖拉机动力分汇流传动系统，使得在双电机动力分流驱动时，电动机和PTO（Power Take-Off）电机单独工作；在双电机动力合流驱动时，双电机可以同时驱动车轮或驱动电机可以通过动力耦合器与PTO电机耦合增加的输出轴动力，以满足电动拖拉机在不同工况下的最佳的生产和使用性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种双电机电动拖拉机功率分汇流装置，该装置能够实现行走电动机与PTO电动机之间的功率分流和汇流，提高电动机的利用率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：双电机电动拖拉机功率分汇流装置，包括主要用于驱动车轮的行走电动机和主要用于驱动旋耕机构的PTO电动机；行走电动机主传动方向设有依次独立双作用离合器、变速箱、第一动力耦合器、差速器和车轮；PTO电动机主传动方向依次设有分动箱、第二动力耦合器和旋耕机构；所述的独立双作用离合器包括相互独立工作的第一作用离合器和第二作用离合器；所述的分动箱包括分动箱第一输出轴和分动箱第二输出轴；第一作用离合器的输出端和分动箱第二输出轴通过第一动力耦合器将功率汇流至车轮；第二作用离合器的输出端和分动箱第一输出轴通过第二动力耦合器将功率汇流至旋耕机构。
优选地，所述的第一作用离合器和第二作用离合器均为多片式摩擦离合器，且共用同一根主动轴与行走电动机相连接；第一作用离合器从动轴即为第一作用离合器的输出端，第二作用离合器从动轴为套设在第一作用离合器从动轴外的空心轴，第二作用离合器从动轴上固定连接有第二作用离合器输出齿轮，第二作用离合器输出齿轮即为第二作用离合器的输出端。
优选地，所述的分动箱还包括分动箱输入轴和过渡轴，分动箱输入轴与过渡轴通过常啮合齿轮组传动连接，分动箱输入轴通过第一同步器与分动箱第一输出轴相连接，过渡轴通过第二同步器与分动箱第二输出轴相连接。
优选地，所述的第一动力耦合器包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架和第一齿圈，第一行星轮与第一太阳轮外啮合、与第一齿圈内啮合并由第一行星架定位支撑，第一齿圈与设置在分动箱第二输出轴上的齿轮啮合。
优选地，所述的第二动力耦合器包括第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架和第二齿圈，第二行星轮与第二太阳轮外啮合、与第二齿圈内啮合并由第二行星架定位支撑，第二齿圈与第二作用离合器的输出端啮合。
有益效果：发明可以实现行走电动机和PTO电动机单独工作、通过第一动力耦合器使行走电动机和PTO电动机功率汇流驱动车轮、通过第二动力耦合器使行走电动机和PTO电动机耦合增加驱动旋耕机构的输出动力，可以增大电动拖拉机对工作环境的适应性；提高电动机的利用率。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明独立双作用离合器的结构示意图；
图3是分动箱的结构示意图；
图4是第一动力耦合器的结构示意图；
图5是第二动力耦合器的结构示意图；
附图标记：1、电池组，2、控制器，3、第一逆变器，4、行走电动机，5、独立双作用离合器，5-1、第一作用离合器，5-2、第二作用离合器，5-3、第二作用离合器从动轴，5-4、第二作用离合器输出齿轮，5-5、第一作用离合器从动轴，6、变速箱，7、第一动力耦合器，7-1、第一太阳轮，7-2、第一行星轮，7-3、第一行星架，7-4、第一齿圈，8、差速器，9、车轮，10、第二逆变器，11、PTO电动机，12、分动箱，12-1、分动箱输入轴，12-2、常啮合齿轮组，12-3、第一同步器，12-4、分动箱第一输出轴，12-5、过渡轴，12-6、第二同步器，12-7、分动箱第二输出轴，13、第二动力耦合器，13-1、第二太阳轮，13-2、第二行星轮，13-3、第二行星架，13-4、第二齿圈，14、旋耕机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明，应当理解以下实施例中的“第一”和“第二”仅为对装置名称进行区分，并不具有特定含义。
参照图1，一种双电机电动拖拉机功率分汇流装置，包括主要用于驱动车轮9的行走电动机4和主要用于驱动旋耕机构14的PTO电动机11；行走电动机4主传动方向设有依次独立双作用离合器5、变速箱6、第一动力耦合器7、差速器8和车轮9；PTO电动机11主传动方向依次设有分动箱12、第二动力耦合器13和旋耕机构14；所述的独立双作用离合器5包括相互独立工作的第一作用离合器5-1和第二作用离合器5-2；所述的分动箱12包括分动箱第一输出轴12-4和分动箱第二输出轴12-7；第一作用离合器5-1的输出端和分动箱第二输出轴12-7通过第一动力耦合器7将功率汇流至车轮9；第二作用离合器5-2的输出端和分动箱第一输出轴12-4通过第二动力耦合器13将功率汇流至旋耕机构14；
参照图2，所述的第一作用离合器5-1和第二作用离合器5-2均为多片式摩擦离合器，且共用同一根主动轴与行走电动机4相连接；第一作用离合器从动轴5-5即为第一作用离合器5-1的输出端，第二作用离合器从动轴5-3为套设在第一作用离合器5-1从动轴外的空心轴，第二作用离合器从动轴5-3末端固定连接有第二作用离合器输出齿轮5-4，第二作用离合器输出齿轮5-4即为第二作用离合器5-2的输出端；
参照图3，所述的分动箱12还包括分动箱输入轴12-1和过渡轴12-5，分动箱输入轴12-1与过渡轴12-5通过常啮合齿轮组12-2传动连接，分动箱输入轴12-1通过第一同步器12-3与分动箱第一输出轴12-4相连接，过渡轴12-5通过第二同步器12-6与分动箱第二输出轴12-7相连接；
参照图4，所述的第一动力耦合器7采用行星轮系结构，包括第一太阳轮7-1、第一行星轮7-2、第一行星架7-3和第一齿圈7-4，第一行星轮7-2与第一太阳轮7-1外啮合、与第一齿圈7-4内啮合并由第一行星架7-3定位支撑，第一齿圈7-4与设置在分动箱第二输出轴12-7末端的齿轮外啮合；第一齿圈7-4上还可以设置止动装置（例如现有技术中的制动器等，图中未示出），在分动箱第二输出轴12-7不输出动力时阻止第一齿圈7-4转动；
参照图5，所述的第二动力耦合器13采用行星轮系结构，包括第二太阳轮13-1、第二行星轮13-2、第二行星架13-3和第二齿圈13-4，第二行星轮13-2与第二太阳轮13-1外啮合、与第二齿圈13-4内啮合并由第二行星架13-3定位支撑，第二齿圈13-4与第二作用离合器5-2的输出端外啮合；第二齿圈13-4上还可以设置止动装置（例如现有技术中的制动器等，图中未示出），在第二作用离合器5-2分离状态时阻止第二齿圈13-4转动。
在上述实施例中，行走电动机4和PTO电动机11可以由同一电池组1供电，电池组1由控制器2控制输出低压直流电，低压直流电经第一逆变器3转变成高压交流电使行走电动机4转动，低压直流电经第二逆变器3转变成高压交流电使PTO电动机11转动；通过采用本发明的功率分汇流装置，可以对两个电机的功率进行分配；其可以有如下几种工作状态：
一、行走电动机4单独驱动车轮9，PTO电动机11单独驱动旋耕机构14；此时，独立双作用离合器中，第一作用离合器5-1结合、第二作用离合器5-2分离；分动箱12中，分动箱第一输出轴12-4与分动箱输入轴12-1通过第一同步器12-3结合，第二同步器12-6分离；第一动力耦合器7和第二动力耦合器13均未起到汇流作用；
二、行走电动机4和PTO电动机11通过第一动力耦合器7共同驱动车轮9，旋耕机构14不工作；此时，独立双作用离合器中，第一作用离合器5-1结合、第二作用离合器5-2分离；分动箱12中，分动箱第二输出轴12-7与过渡轴12-5通过第二同步器12-6结合，第一同步器12-3分离；第一动力耦合器7将两个电机功率汇流至车轮9，第二动力耦合器13未起到汇流作用；
三、行走电动机4单独驱动车轮9，同时行走电动机4与PTO电动机11通过第二动力耦合器13共同驱动旋耕机构14；此时，独立双作用离合器中，第一作用离合器5-1和第二作用离合器5-2均为结合状态；分动箱12中，分动箱第一输出轴12-4与分动箱输入轴12-1通过第一同步器12-3结合，第二同步器12-6分离；第一动力耦合器7未起到汇流作用，第二动力耦合器13将动力汇流至旋耕机构14；
另外，根据实际需要，本领域技术人员还能够选择其他可能的工作状态。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.双电机电动拖拉机功率分汇流装置，其特征在于：包括主要用于驱动车轮（9）的行走电动机（4）和主要用于驱动旋耕机构（14）的PTO电动机（11）；行走电动机（4）主传动方向依次设有独立双作用离合器（5）、变速箱（6）、第一动力耦合器（7）、差速器（8）和车轮（9）；PTO电动机（11）主传动方向依次设有分动箱（12）、第二动力耦合器（13）和旋耕机构（14）；
所述的独立双作用离合器（5）包括相互独立工作的第一作用离合器（5-1）和第二作用离合器（5-2）；所述的分动箱（12）包括分动箱第一输出轴（12-4）和分动箱第二输出轴（12-7）；第一作用离合器（5-1）的输出端和分动箱第二输出轴（12-7）通过第一动力耦合器（7）将功率汇流至车轮（9）；第二作用离合器（5-2）的输出端和分动箱第一输出轴（12-4）通过第二动力耦合器（13）将功率汇流至旋耕机构（14）。
2.如权利要求1所述的双电机电动拖拉机功率分汇流装置，其特征在于：所述的第一作用离合器（5-1）和第二作用离合器（5-2）均为多片式摩擦离合器，且共用同一根主动轴与行走电动机（4）相连接；第一作用离合器从动轴（5-5）即为第一作用离合器（5-1）的输出端，第二作用离合器从动轴（5-3）为套设在第一作用离合器（5-1）从动轴外的空心轴，第二作用离合器从动轴（5-3）上固定连接有第二作用离合器输出齿轮（5-4），第二作用离合器输出齿轮（5-4）即为第二作用离合器（5-2）的输出端。
3.如权利要求1所述的双电机电动拖拉机功率分汇流装置，其特征在于：所述的分动箱（12）还包括分动箱输入轴（12-1）和过渡轴（12-5），分动箱输入轴（12-1）与过渡轴（12-5）通过常啮合齿轮组（12-2）传动连接，分动箱输入轴（12-1）通过第一同步器（12-3）与分动箱第一输出轴（12-4）相连接，过渡轴（12-5）通过第二同步器（12-6）与分动箱第二输出轴（12-7）相连接。
4.如权利要求1所述的双电机电动拖拉机功率分汇流装置，其特征在于：所述的第一动力耦合器（7）包括第一太阳轮（7-1）、第一行星轮（7-2）、第一行星架（7-3）和第一齿圈（7-4），第一行星轮（7-2）与第一太阳轮（7-1）外啮合、与第一齿圈（7-4）内啮合并由第一行星架（7-3）定位支撑，第一齿圈（7-4）与设置在分动箱第二输出轴（12-7）上的齿轮啮合。
5.如权利要求1所述的双电机电动拖拉机功率分汇流装置，其特征在于：所述的第二动力耦合器（13）包括第二太阳轮（13-1）、第二行星轮（13-2）、第二行星架（13-3）和第二齿圈（13-4），第二行星轮（13-2）与第二太阳轮（13-1）外啮合、与第二齿圈（13-4）内啮合并由第二行星架（13-3）定位支撑，第二齿圈（13-4）与第二作用离合器（5-2）的输出端啮合。
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