CN115848129A - 一种变速器系统及电动拖拉机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速器系统及电动拖拉机，包括第一输入轴；第一输出轴，与所述第一输入轴传动连接；第二输出轴，所述第二输出轴上设有第一换挡滑套；所述第一换挡滑套用于实现第二输出轴与所述第一输入轴之间动力中断，或者，按设定的第一速比传动；所述第二输出轴在工作时，能够具有恒定的输出转速；第三输出轴，与所述第一输入轴传动连接，所述第三输出轴上设有第二换挡滑套；所述第二换挡滑套用于实现所述第三输出轴的动力中断，或者，按设定的第二速比传动。本发明能够减少变速器系统的挡位数，且能够满足拖拉机在不同工况下对于动力需求。

Description

一种变速器系统及电动拖拉机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种变速器系统及电动拖拉机。

背景技术

变速器系统是电动拖拉机装载机的重要组成部分，变速器系统主要任务是通过啮合齿轮传动，将来自驱动电机的动力，通过传动轴、车桥及轮胎等部件驱动拖拉机或其他农用机械的运动和作业。

由于拖拉机的作业环境最多的就是田间作业，以及非公路路面，工况多样且恶劣；另外，拖拉机除了牵引动力需求，还有驱动农具的PTO动力输出需求，同时还需要液压泵驱动动力输出需求；这三种动力输出需求，有需求单个动力工况，也有同时需三种动力工况，动力输出需求复杂；当拖拉机工况要求牵引动力和PTO同时输出时，基本的要求就是目标车速与PTO驱动的农具转速相匹配，以高效率、高质量完成旋耕等作业。市场上传统燃油拖拉机为了获得PTO定转速输出，拖拉机持续作业期间，发动机通常需要恒定转速运行；为了应对作业时工况不同，需要变速器不停更换挡位，以保持目标车速稳定，同时满足输出牵引力变化需求；所以，传统燃油拖拉机变速器都要配置很多挡位，有的变速器甚至拥有40多个前进挡/后退挡，变速器结构复杂、制造难度大、质量控制要求高、成本高；作业过程中变速器换挡次数多，影响作业质量和作业效率。市场上有一些单电机驱动电动拖拉机，在机器同时要求牵引输出、PTO输出与液压驱动输出时，在首先保证PTO定转速输出情况下，要么电机无法工作在高效区域，要么无法单独调速使车辆速度与PTO转速匹配，导致耕地等作业效果不好，比如土块太大或作业效率太低。市场上也有一些配置双电机电动拖拉机，由于变速机构配置不合理，无法实现太多种工作模式，无法满足拖拉机田间作业工况复杂、作业模式多样的需求。

传统拖拉机变速器多采用十几个挡位甚至40多个挡位变速器，结构复杂，齿轮、轴、轴承数量多，传动时啮合的齿轮对也多，这种结构形式不但零件数量多，成本高，而且传递效率低。

另外，很多传统拖拉机变速器和当今市场上的电动拖拉机还采用手动换挡机构，作业效率低，驾驶员劳动强度高。

如何减少电动拖拉机的挡位数量，并满足拖拉机在不同工况下对于动力的需求，是本领域亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种变速器系统及电动拖拉机，以解决现有技术中的不足，它能够减少变速器系统的挡位数，且能够满足拖拉机在不同工况下对于动力需求。

本发明提供了一种变速器系统，其中，包括，

第一输入轴；

第一输出轴，与所述第一输入轴传动连接；

第二输出轴，所述第二输出轴上设有第一换挡滑套；所述第一换挡滑套用于实现第二输出轴与所述第一输入轴之间动力中断，或者，按设定的第一速比传动；所述第二输出轴在工作时，能够具有恒定的输出转速；

第三输出轴，与所述第一输入轴传动连接，所述第三输出轴上设有第二换挡滑套；所述第二换挡滑套用于实现所述第三输出轴的动力中断，或者，按设定的第二速比传动。

如上所述的变速器系统，其中，可选的是，还包括第二输入轴、中间轴和第四输出轴；

所述第二输入轴上安装有行星齿轮副；所述第二输出轴通过所述行星齿轮副分别与所述第一输出轴、所述中间轴传动连接；

所述第二输入轴上安装有第三换挡滑套，所述第三换挡滑套用于实现所述行星齿轮副的太阳轮与所述行星齿轮副的行星架之间的结合或断开；

所述第四输出轴上设有第四换挡滑套，所述第四换挡滑套用于实现所述第四输出轴与所述中间轴之间的动力中断，或者，按设定的第三速比传动。

如上所述的变速器系统，其中，可选的是，所述第二输入轴与所述行星齿轮副的太阳轮固定连接；所述第一输出轴与所述行星齿轮副的齿圈传动连接；所述中间轴与所述行星齿轮副的行星架传动连接。

如上所述的变速器系统，其中，可选的是，所述第三输出轴和所述第四输出轴的反转，由所述第一输出轴和/或所述第二输出轴的反转实现。

如上所述的变速器系统，其中，可选的是，当所述第三输出轴具有动力输出，所述第四输出轴不具有动力输出时：所述变速器系统具有至少四个变速挡位；

当所述第三输出轴和所述第四输出轴均具有动力输出时，具有至少四个变速挡位。

如上所述的变速器系统，其中，可选的是，所述变速器系统在工作状态下，能够同时具有以下动力传递路径：

所述第一输入轴将动力传递至所述第一输出轴；

所述第一输入轴将动力传递至所述第一输出轴，并经由所述第一输出轴传递至第二输出轴；

所述第一输入轴将动力传递至所述第一输出轴，并经由所述第一输出轴传递至所述第二输入轴，实现与所述第二输入轴实现动力耦合；

所述第二输入轴通过所述行星齿轮副与所述第一输出轴的动力耦合后，输出至所述中间轴，并由所述中间轴分别输出至所述第三输出轴和所述第四输出轴。

如上所述的变速器系统，其中，可选的是，所述第一换挡滑套、所述第二换挡滑套和所述第三换挡滑套具有相同的结构。

如上所述的变速器系统，其中，可选的是，所述第一输入轴的中心线与所述第二输出轴的中心线位于同一直线上；

所述第二输入轴的中心线与所述第三输出轴的中心线位于同一直线上；

所述第一输入轴、第一输出轴、所述第二输入轴、所述中间轴和所述第四输出轴平行布置。

如上所述的变速器系统，其中，可选的是，所述第一换挡滑套、所述第二换挡滑套和所述第三换挡滑套的切换由电力、液压或气压驱动。

本发明还提出了一种电动拖拉机，包括第一电机、第二电机、液压泵、后桥驱动轴、前桥驱动轴和农具，其中，还包括如上任一项所述的变速器系统；

所述第一电机与所述第一输入轴连接，所述第二电机与所述第二输入轴连接；所述液压泵与所述第一输出轴连接，所述后桥驱动轴与所述第三输出轴连接，所述前桥驱动轴与所述第四输出轴连接。

与现有技术相比，本发明提出的变速器系统通过设置至少三个输出轴，以满足拖拉机动力对于多输出工况的需求。

本发明通过设置双电机结构，第一电机与第二电机的动力可通过行星齿轮副进行耦合、可直驱以及可调速的性能，匹配优化布置的滑套换挡机构，可以应对多动力输出工况，同时可保持电机较高运行效率，获得高效的系统效率，减少能耗，增加持续作业时间。

本发明通过双电机驱动，匹配多个换挡滑套，充分利用电机调速范围大、运行高效区宽广的特点，优化速比配置，减少变速器挡位，满足拖拉机作业多工况及各工况高效率运行需求的同时，在电动拖拉机作业过程中变速器要尽量少地换档，减少换挡动作，提高整机作业效率。

本发明中，通过TCU控制自动换挡功能，可以更合理地控制换挡次数、换挡时机，以便能够保证电机在高效区运行，同时降低驾驶员劳动强度。

附图说明

图1是本发明提出的变速器系统的结构示意图；

图2是本发明提出的变速器系统在四驱一挡下的动力传递示意图；

图3是本发明提出的变速器系统在四驱二挡下的动力传递示意图；

图4是本发明提出的变速器系统在四驱三挡下的动力传递示意图；

图5是本发明提出的变速器系统在四驱四挡下的动力传递示意图；

图6是本发明提出的变速器系统在二驱一挡下的动力传递示意图；

图7是本发明提出的变速器系统在二驱二挡下的动力传递示意图；

图8是本发明提出的变速器系统在二驱三挡下的动力传递示意图；

图9是本发明提出的变速器系统在二驱四挡下的动力传递示意图；

图10是本发明提出的变速器系统在行驶作业状态下的一种动力传递示意图；

图11为本发明提出的行星齿轮副的结构示意图；

图12为本发明提出的第一换挡滑套的结构示意图。

附图标记说明：

1－第一输入轴，2－第一输出轴，3－第二输出轴，4－第一换挡滑套，5－第三输出轴，6－第二换挡滑套，7－第二输入轴，8－中间轴，9－第四输出轴，10－行星齿轮副，11－第三换挡滑套，12－第四换挡滑套，13－第一电机，14－第二电机；

41－滑套本体，42－卡簧，43－花键垫，44－调整垫；

101－太阳轮，102－行星架，103－齿圈；

Z1－第一齿轮，Z2－第二齿轮，Z3－第三齿轮，Z4－第四齿轮，Z5－第五齿轮，Z6－第六齿轮，Z7－第七齿轮，Z8－第八齿轮，Z9－第九齿轮，Z10－第十齿轮，Z11－第十一齿轮，Z12－第十二齿轮，Z13－第十三齿轮，Z14－第十四齿轮，Z15－第十五齿轮，Z16－第十六齿轮。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

针对背景技术中所提出的问题，针对传统燃油拖拉机和电动拖拉机的变速器调研发现：传统燃油拖拉机的变速器挡位过多，变速器结构复杂、制造难度大、质量控制要求高、成本高；作业过程中变速器换挡次数多，影响作业质量和作业效率；现有电动拖拉机的变速器通常配置挡位过少，有时配置两个挡位，或者单电机驱动，不能保证电机高效驱动，以及整机高效作业；或者双电机驱动，但是不能灵活实现耦合与直驱的变换，影响电机运行效率，影响整机高效运营。针对以上问题，提出了以下解决方案。

实施例1

请参照图1，本实施例提出了一种变速器系统，该所述变速器系统至少包括第一输入轴1、第一输出轴2、第二输出轴3和第三输出轴5。其中，所述第一输入轴1用于与搭载本变速器系统的拖拉机上的第一电机13传动连接，所述第一输出轴2用于驱动搭载本变速器系统的拖拉机上的液压泵，以实现为拖拉机上的液压系统提供动力。所述第二输出轴3用于与搭载本变速器系统的拖拉机上的农具传动连接，以实现为农具提供动力。所述第三输出轴5用于与搭载本变速器系统的拖拉机的驱动轴传动连接，以实现对于拖拉机行驶的驱动。具体地，所述第一输出轴2与所述第一输入轴1传动连接。具体实施时，第一输入轴1上安装有第一齿轮Z1，第一输出轴2上安装在第二齿轮Z2、第四齿轮Z4和第六齿轮Z6，且，第一齿轮Z1与第一输入轴1键连接，第二齿轮Z2、第四齿轮Z4和第六齿轮Z6均与第一输出轴2键连接。第一齿轮Z1与第二齿轮Z2啮合。

所述第二输出轴3上设有第一换挡滑套4。所述第二输出轴3上套设有第三齿轮Z3和第五齿轮Z5，所述第一换挡滑套4位于所述第三齿轮Z3与所述第五齿轮Z5之间。所述第一换挡滑套4具有三种位置状态：

第一位置状态下，第一换挡滑套4与第三齿轮Z3啮合，第二输出轴3与第三齿轮Z3之间有动力传递，第二输出轴3与第五齿轮Z5之间无动力传递；

第二位置状态下，第一换挡滑套4既不与第三齿轮Z3啮合，也不与第五齿轮Z5啮合，第二输出轴3与第三齿轮Z3之间无动力传递，第二输出轴3与第五齿轮Z5之间也无动力传递；

第三位置状态下，第一换挡滑套4与第五齿轮Z5啮合，第二输出轴3与第三齿轮Z3之间无动力传递，第二输出轴3与第五齿轮Z5之间有动力传递。

所述第一换挡滑套4用于实现第二输出轴3与所述第一输入轴1之间动力中断，或者，按设定的第一速比传动。具体地，所指的第一速比有两个值，即，通过第三齿轮Z3与第四齿轮Z4的传动所带来的速比，以及通过第五齿轮Z5与第六齿轮Z6传动所带来的速比。第二输出轴3在工作时，能够具有恒定的输出转速。在具体实施时，第二输出轴3的转速的恒定，可由与第一输入轴1的连接的第一电机13来控制。在实际应用中，可以稳定在540rpm左右或1000rpm左右。通过控制第二输出轴3的恒定，能够满足实际工作时农具对于动力的要求。

第三输出轴5与所述第一输入轴1传动连接，所述第三输出轴5上设有第二换挡滑套6；所述第三输出轴5上套设有第九齿轮Z9和第十一齿轮Z11，所述第二换挡滑套6位于所述第九齿轮Z9与所述第十一齿轮Z11之间，所述第二换挡滑套6能够与第九齿轮Z9或第十一齿轮Z11啮合。具体地，所述第二换挡滑套6具有三种位置状态：

第一位置状态下，第二换挡滑套6与第九齿轮Z9啮合，第三输出轴5与第九齿轮Z9之间有动力传递，第三输出轴5与第十一齿轮Z11之间无动力传递；

第二位置状态下，第二换挡滑套6既不与第九齿轮Z9啮合，也不与第十一齿轮Z11啮合，第三输出轴5与第九齿轮Z9之间无动力传递，第三输出轴5与第十一齿轮Z11之间也无动力传递；

第三位置状态下，第二换挡滑套6与第十一齿轮Z11啮合，第三输出轴5与第九齿轮Z9之间无动力传递，第三输出轴5与第十一齿轮Z11之间有动力传递。

其中，第九齿轮Z9和第十一齿轮Z11均能够与第一输入轴1有动力传递关系。

所述第二换挡滑套6用于实现所述第三输出轴5的动力中断，或者，按设定的第二速比传动。具体地，此处的第二速比的具体数值，可以有两个，即，第九齿轮Z9参与传动时的速比和第十一齿轮Z11参与传动时产生的速比。

通过以上内容，本发明提出的变速器系统通过设置至少三个输出轴，以满足拖拉机动力对于多输出工况的需求。尤其是对于农具驱动时，能够保证转速恒定。

通过以上方案，虽然能够基本上能够满足拖拉对于变速器系统的要求，但并不能满足的拖拉机高功率长时间的运行，尤其是对于电动拖拉机。具体地，一般情况下，单个电机只能满足一个小时左右的大功率持续驱动，无法适应拖拉机长时间的驱动及作业需求。

为此，本实施例为了进一步改进，即，还包括第二输入轴7、中间轴8和第四输出轴9。第二输入轴7和第一输入轴1分别与搭载本变速器系统的拖拉机的两个电机传动连接。所述中间轴8用于实现变速器系统内的动力传递，具体地，所述中间轴8上安装有第八齿轮Z8、第十二齿轮Z12、第十三齿轮Z13和第十五齿轮Z15，且，第八齿轮Z8、第十齿轮Z10、第十二齿轮Z12、第十三齿轮Z13和第十五齿轮Z15均与所述中间轴8键连接。第十齿轮Z10与第九齿轮Z9啮合，第十二齿轮Z12与第十一齿轮Z11啮合。

所述第二输入轴7上安装有行星齿轮副10；请参照图11，所述第二输出轴3通过所述行星齿轮副10分别与所述第一输出轴2、所述中间轴8传动连接。

所述第二输入轴7上安装有第三换挡滑套11，所述第三换挡滑套11用于实现所述行星齿轮副10的太阳轮101与所述行星齿轮副10的行星架102之间的结合或断开。在具体实施时，所述行星架102与第七齿轮Z7连接，所述第七齿轮Z7与所述第八齿轮Z8啮合。

所述第四输出轴9上设有第四换挡滑套12，所述第四换挡滑套12用于实现所述第四输出轴9与所述中间轴8之间的动力中断，或者，按设定的第三速比传动。具体地，所述第四输出轴9上套设有的第十四齿轮Z14和第十六齿轮Z16，所述第十四齿轮Z14与所述第十三齿轮Z13啮合，所述第十六齿轮Z16与所述第十五齿轮Z15啮合。第四输出轴9用于与搭载本变速器系统的电动拖拉机的前桥驱动轴传动连接。

本实施例通过以上结构，能够实现电动拖拉机最优化的功率、扭矩传递，满足拖拉机对牵引力、速度及效率的要求，并且减少变速器挡位，建设零件数量，可靠性更高。

本实施例通过不同的换挡滑套工作状态的组合，根据工况，可以单电机驱动，也可以双电机耦合驱动，使得电机有更大的概率在高效率区域运行，提高总成效率，降低能耗。

具体地，为了实现第一输入轴1与所述第二输入轴7之间的动力耦合，本实施例还作了如下改进，请参照图11，所述第二输入轴7与所述行星齿轮副10的太阳轮101固定连接；所述第一输出轴2与所述行星齿轮副10的齿圈103传动连接，实施时，齿圈103的外周设有齿，用于与第四齿轮Z4啮合；所述中间轴8与所述行星齿轮副10的行星架102传动连接。

本实施例可以动力耦合驱动，也可以断开耦合实现直驱，驱动模式灵活多样，可以灵活应对拖拉机高功很多小时持续驱动作业与电机只有一个小时左右大功率持续驱动特性的矛盾，两个电机可以根据作业要求，交替大功率输出，满足拖拉机持续大功率输出作业要求。

本实施例优化的滑套换挡机构配置，根据工况需求，实现四驱和两驱的灵活转换；同时，可以灵活实现单动力输出、双动力输出和三动力输出的灵活变换。

进一步地，为了简化机械结构，本发明提出的变速器系统不设倒挡，电动拖拉机工作时，倒车功能依靠第一电机13和第二电机14反转实现，减少换倒挡时间，也可以预换倒挡，减少浪费的时间，提高了机器的工作效率，降低了能耗。同时，变速器不设倒挡，减少零部件数量，增加了产品可靠性。具体地，所述第三输出轴5和所述第四输出轴9的反转，由所述第一输出轴2和/或所述第二输出轴3的反转实现。

通过以上结构，本实施例中，当所述第三输出轴5具有动力输出，所述第四输出轴9不具有动力输出时：所述变速器系统具有至少四个变速挡位。即，搭载本变速器系统的电动拖拉机处于二驱状态下，至少有四个变速挡位。

当所述第三输出轴5和所述第四输出轴9均具有动力输出时，具有至少四个变速挡位。即，搭载本变速器系统的电动拖拉机处于四驱状态下，至少有四个变速挡位。

即，本变速器系统搭载于电动拖拉机上后，所存在的主要挡位如表1所示。

表1主要单位表

结合表1，请参照图2，在四驱一挡的情况下，动力由第一输入轴1输入，经行星齿轮副10后，传递至中间轴8，经第十二齿轮Z12和第十一齿轮Z11传递至第三输出轴5，同时，中间轴8上的动力经第十五齿轮Z15和第十六齿轮Z16传递到第四输出轴9。

结合表1，请参照图3，在四驱二挡的情况下，动力由第一输入轴1输入，经行星齿轮副10后，传递至中间轴8，经第十齿轮Z10和第九齿轮Z9传递至第三输出轴5，同时，中间轴8上的动力经第十三齿轮Z13和第十四齿轮Z14传递到第四输出轴9。

结合表1，请参照图4，在四驱三挡的情况下，动力由第一输入轴1和第二输入轴7共同输入，经行星齿轮副10耦合后，传递至中间轴8，经第十二齿轮Z12和第十一齿轮Z11传递至第三输出轴5，同时，中间轴8上的动力经第十五齿轮Z15和第十六齿轮Z16传递到第四输出轴9。

结合表1，请参照图5，在四驱四挡的情况下，动力由第一输入轴1和第二输入轴7共同输入，经行星齿轮副10耦合后，传递至中间轴8，经第十齿轮Z10和第九齿轮Z9传递至第三输出轴5，同时，中间轴8上的动力经第十三齿轮Z13和第十四齿轮Z14传递到第四输出轴9。

结合表1，请参照图6，在两驱一挡的情况下，动力由第一输入轴1输入，经行星齿轮副10后，传递至中间轴8，经第十二齿轮Z12和第十一齿轮Z11传递至第三输出轴5。

结合表1，请参照图7，在两驱二挡的情况下，动力由第一输入轴1输入，经行星齿轮副10后，传递至中间轴8，经第十齿轮Z10和第九齿轮Z9传递至第三输出轴5。

结合表1，请参照图8，在两驱三挡的情况下，动力由第一输入轴1和第二输入轴7共同输入，经行星齿轮副10耦合后，传递至中间轴8，经第十二齿轮Z12和第十一齿轮Z11传递至第三输出轴5。

结合表1，请参照图9，在两驱四挡的情况下，动力由第一输入轴1和第二输入轴7共同输入，经行星齿轮副10耦合后，传递至中间轴8，经第十齿轮Z10和第九齿轮Z9传递至第三输出轴5。

请参照图10，所述变速器系统在行驶及作业同步运行的工作状态下，能够同时具有以下动力传递路径：

所述第一输入轴1将动力传递至所述第一输出轴2；

所述第一输入轴1将动力传递至所述第一输出轴2，并经由所述第一输出轴2传递至第二输出轴3；

所述第一输入轴1将动力传递至所述第一输出轴2，并经由所述第一输出轴2传递至所述第二输入轴7，实现与所述第二输入轴7实现动力耦合；

所述第二输入轴7通过所述行星齿轮副10与所述第一输出轴2的动力耦合后，输出至所述中间轴8，并由所述中间轴8分别输出至所述第三输出轴5和所述第四输出轴9。

通过以上设置，使得当电动拖拉机工况要求牵引动力和农具作业同时输出时，基本的要求就是目标车速与驱动农具转速相匹配，以高效率、高质量完成旋耕等作业。本方案的双电机可耦合、可直驱，以及可调速的性能，匹配优化布置的换挡滑套，可以应对多动力输出工况，同时可保持第一电机13与第二电机14较高运行效率，获得高效的系统效率，减少能耗，增加持续作业时间。双电机驱动，匹配多套换挡滑套，充分利用电机调速范围大、运行高效区宽广的特点，优化速比配置，减少变速器挡位，满足拖拉机作业多工况及各工况高效率运行需求的同时，在电动拖拉机作业过程中变速器要尽量少的换档，减少换档动作，提高整机作业效率。

具体地，在实施过程中，所述第一换挡滑套4、所述第二换挡滑套6和所述第三换挡滑套11具有相同的结构。更进一步地，所述第一换挡滑套4、所述第二换挡滑套6和所述第三换挡滑套11也可以具有相同的尺寸。

在设置时，所述第一输入轴1的中心线与所述第二输出轴3的中心线位于同一直线上；所述第二输入轴7的中心线与所述第三输出轴5的中心线位于同一直线上；所述第一输入轴1、第一输出轴2、所述第二输入轴7、所述中间轴8和所述第四输出轴9平行布置。通过以上设置，能够使变速器更加紧凑，有利于减小变速器的尺寸。可实现多种动力同时输出，满足拖拉机各种作业模式需求。在具体实施时，所述第一换挡滑套4、所述第二换挡滑套6和所述第三换挡滑套11的切换由电力、液压或气压驱动。

具体地，本实施例中的变速器系统通过变速器控制单元(Transmission ControlUnit，TCU)来实现，采用TCU控制单元，依据速度、牵引力需求，实现精确自动换挡功能，满足拖拉机作业多动力输出要求的同时，又可获得高的作业效率，同时减少驾驶员的劳动强度。

具体地，通过TCU控制单元，使得本实施例的变速器具有的工作模式如表2所示：

表2工作模式表

在表2中，√表示工作或有动力传动输，√or not表示工作或不工作均可；空格表示不工作或者无动力传输。

在表2中，第四换挡滑套用于控制是否通过前桥输出动力，在一些工况下是否通过前桥输出动力并不影响其工作目标的实现，因而第四换挡滑套处于结合或不结合的状态均可。

请参照表2，TCU根据获取到的操作信号及车辆状态信息来控制变速器系统，进而使本变速器系统能够实现多种变速需求。所述变速器控制单元通过CAN总线接收信号以及发送指令控制所述第一换挡滑套4、第二换挡滑套6、第三换挡滑套11和第四换挡滑套12的结合状态。TCU控制自动换挡功能，可以更合理地控制换挡次数、换挡时机，以便能够保证电机在高效转速范围内运行，同时降低驾驶员劳动强度。

如表2所示，在空载起步时，可以是第二电机单独驱动时挂四挡，此时为两轮驱动，即，前文所指的两驱。可以是第一电机单独驱动时挂三挡，此时为两轮驱动；也可以是第一电机13和第二电机14同时驱动时挂一挡或二挡，且，可以是两驱一挡或两驱二挡。对于具体挡位的选择可由第一电机13、第二电机14的工作状态，以及车辆状态所决定。当然，也可以是将其他条件作为依据来选择，也可以是操作人员直接选择挡位。

如表2所示，在带载起步时，可以是第一电机13单独驱动时挂三挡，此时，可以是两驱，也可以是四驱，即四轮驱动；也可以是第一电机13与第二电机14同时驱动下，挂一挡、二挡、三挡或四挡，此时，可以是四驱也可以是两驱。对于具体挡位的选择可由第一电机13、第二电机14的工作状态，以及车辆状态所决定。当然，也可以是将其他条件作为依据来选择，也可以是操作人员直接选择挡位。

如表2所示，在中低速的运输工况下，可以是第一电机13单独驱动下的三挡，此时为两驱；也可以是第一电机13与第二电机14共同驱动下的一挡、二挡或三挡，此时，为两驱。对于具体挡位的选择可由第一电机13、第二电机14的工作状态，以及车辆状态所决定，如目标车速等。当然，也可以是将其他条件作为依据来选择，也可以是操作人员直接选择挡位。

在高速运输工况下，可以为第一电机13与第二电机14同时驱动下的三挡或四挡，此时，为两驱。对于具体挡位的选择，可以依据目标车速。

在行驶作业无驱动农具输出的低速工况下，即，在田间、果园等作业环境中无驱动农具输出，且低速行驶的状态下，可以由第一电机13单独驱动，在三挡下行驶，此时，可以是两驱可以是四驱；也可以由第二电机14单独驱动，在三挡下行驶，此时，为两驱。也可以是由第一电机13和第二电机14共同驱动，在一挡或二挡下行驶，此时，驱动方式为二驱或四驱。

在行驶作业无驱动农具输出的中速工况下，即，在田间、果园等作业环境中无驱动农具输出，且中速行驶的状态下，可以是第一电机13单独驱动，使拖拉机处于三挡下行驶，驱动方式为二驱或四驱。也可以是由第一电机13和第二电机14共同驱动，使拖拉机行驶于一挡、二挡或三挡状态下，当时驱动方式为二驱或四驱。对于具体挡位的选择可由第一电机13、第二电机14的工作状态，以及车辆状态所决定，如目标车速等。当然，也可以是将其他条件作为依据来选择，也可以是操作人员直接选择挡位。

在行驶作业无驱动农具输出的高速工况下，即，在田间、果园等作业环境中无驱动农具输出，且高速行驶的状态下，此时功率需求较高，由第一电机13和第二电机14共同驱动，挡位可以为一挡、二挡、三挡或四挡，驱动方式为两驱或四驱。对于具体挡位的选择可由车辆状态所决定，如目标车速等。当然，也可以是将其他条件作为依据来选择，也可以是操作人员直接选择挡位。

在行驶作业且存在驱动农具输出时，对于功率需求较高也是拖拉机对于动力需求最高，而且是拖拉机常规的工作状态。在此工况下，无论低速、中速还是高速，都选择第一电机13与第二电机14共同驱动，挡位可以选择一挡、二挡、三挡或四挡，驱动方式可以为两驱或四驱。对于具体挡位的选择可由车辆状态所决定，如目标车速等。当然，也可以是将其他条件作为依据来选择，也可以是操作人员直接选择挡位。

请参照表2，关于倒挡，本实施所提供的变速器系统中虽然没有单独设置倒挡机构，但配合TCU以及第一电机13和第二电机14，也能够起到倒挡的作用。具体地，在倒挡时，可以由第一电机13反转来实现，变速器系统的挡位可以是一挡、二挡或三挡，驱动方式可以是两驱或四驱。

在本实施例中，第一换挡滑套4、第二换挡滑套6、第三换挡滑套11和第四换挡滑套12的结构相同，尺寸根据需要进行选择。以下以第一换挡滑套4为例进行说明。具体地，请参照图12，所述第一换挡滑套4包括滑套本体41，滑套本体41、第三齿轮Z3和第五齿轮Z5通过花键套设在第二输出轴3上，所述滑套本体41位于所述第三齿轮Z3和第五齿轮Z5之间，使所述滑套本体41在所述第三齿轮Z3和所述第五齿轮Z5之间滑动。滑套本体41与第二输出轴3花键连接，滑套本体41的外周设有外齿；第三齿轮Z3和第五齿轮Z5与第二输出轴3相对的表面设有内齿，当滑套本体41滑动到需要传动的齿轮的位置时，滑套本体41的外齿可以与第三齿轮Z3或第五齿轮Z5的内齿啮合进行传动。第三齿轮Z3和所述第五齿轮Z5与所述第二输出轴3之间设置有卡簧42、花键垫43和调整垫44。

实施例2

本实施例是实施例1的一种应用方式，即，将实施例1应用于电动拖拉机。在实施例1已经公开的内容，本实施例不再赘述。需要指出的是，实施例1应用领域较广，电动拖拉机仅是众多应用场景之一，本实施例仅作为一种示范性示例，不对构成对实施例1应用范围的限制。

请参照图1，本实施例提出了一种电动拖拉机，包括第一电机13、第二电机14、液压泵、后桥驱动轴、前桥驱动轴和农具，其中，还包括如实施例1所述的变速器系统。具体地，所述第一电机13用于驱动所述第一输入轴1，所述第二电机14用于驱动所述第二输入轴7。具体地，所述第一电机13与所述第一输入轴1连接，所述第二电机14与所述第二输入轴7连接；所述液压泵与所述第一输出轴2连接，所述后桥驱动轴与所述第三输出轴5连接，所述前桥驱动轴与所述第四输出轴9连接。即，第一输出轴2用于驱动电动拖拉机的液压泵，以便于为电动拖拉机建立液压系统。第二输出轴3用于驱动农具。第三输出轴5用于驱动电动拖拉机的后桥，第四输出轴9用于驱动电动拖拉机的前桥。所述第一电机13和所述第二电机14为永磁同步电机或开关磁阻电机。

通过以上设置，使得当电动拖拉机工况要求牵引动力和农具作业同时输出时，基本的要求就是目标车速与驱动农具转速相匹配，以高效率、高质量完成旋耕等作业。本方案的双电机可耦合、可直驱，以及可调速的性能，匹配优化布置的换挡滑套，可以应对多动力输出工况，同时可保持第一电机13与第二电机14较高运行效率，获得高效的系统效率，减少能耗，增加持续作业时间。双电机驱动，匹配多套换挡滑套，充分利用电机调速范围大、运行高效区宽广的特点，优化速比配置，减少变速器挡位，满足拖拉机作业多工况及各工况高效率运行需求的同时，在电动拖拉机作业过程中变速器要尽量少地换档，减少换挡动作，提高整机作业效率。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所做的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变速器系统，其特征在于：包括，

第一输入轴(1)；

第一输出轴(2)，与所述第一输入轴(1)传动连接；

第二输出轴(3)，所述第二输出轴(3)上设有第一换挡滑套(4)；所述第一换挡滑套(4)用于实现所述第二输出轴(3)与所述第一输入轴(1)之间动力传递或中断；所述第二输出轴(3)在工作时，能够具有恒定的输出转速；

第三输出轴(5)，与所述第一输入轴(1)传动连接，所述第三输出轴(5)上设有第二换挡滑套(6)；所述第二换挡滑套(6)用于实现所述第三输出轴(5)的动力传递或中断。

2.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于：还包括第二输入轴(7)、中间轴(8)和第四输出轴(9)；

所述第二输入轴(7)上安装有行星齿轮副(10)；所述第二输出轴(3)通过所述行星齿轮副(10)分别与所述第一输出轴(2)、所述中间轴(8)传动连接；

所述第二输入轴(7)上安装有第三换挡滑套(11)，所述第三换挡滑套(11)用于实现所述行星齿轮副(10)的太阳轮(101)与所述行星齿轮副(10)的行星架(102)之间的结合或断开；

所述第四输出轴(9)上设有第四换挡滑套(12)，所述第四换挡滑套(12)用于实现所述第四输出轴(9)与所述中间轴(8)之间的动力传递或中断。

3.根据权利要求2所述的变速器系统，其特征在于：所述第二输入轴(7)与所述行星齿轮副(10)的太阳轮(101)固定连接；所述第一输出轴(2)与所述行星齿轮副(10)的齿圈(103)传动连接；所述中间轴(8)与所述行星齿轮副(10)的行星架(102)传动连接。

4.根据权利要求2所述的变速器系统，其特征在于：所述第三输出轴(5)和所述第四输出轴(9)的反转，由所述第一输出轴(2)和/或所述第二输出轴(3)的反转实现。

5.根据权利要求2所述的变速器系统，其特征在于：当所述第三输出轴(5)具有动力输出，所述第四输出轴(9)不具有动力输出时：所述变速器系统具有至少四个变速挡位；

当所述第三输出轴(5)和所述第四输出轴(9)均具有动力输出时，具有至少四个变速挡位。

6.根据权利要求2－5任一项所述的变速器系统，其特征在于：所述变速器系统在工作状态下，能够同时具有以下动力传递路径：

所述第一输入轴(1)将动力传递至所述第一输出轴(2)；

所述第一输入轴(1)将动力传递至所述第一输出轴(2)，并经由所述第一输出轴(2)传递至第二输出轴(3)；

所述第一输入轴(1)将动力传递至所述第一输出轴(2)，并经由所述第一输出轴(2)传递至所述第二输入轴(7)，实现与所述第二输入轴(7)实现动力耦合；

所述第二输入轴(7)通过所述行星齿轮副(10)与所述第一输出轴(2)的动力耦合后，输出至所述中间轴(8)，并由所述中间轴(8)分别输出至所述第三输出轴(5)和所述第四输出轴(9)。

7.根据权利要求2－5任一项所述的变速器系统，其特征在于：所述第一换挡滑套(4)、所述第二换挡滑套(6)和所述第三换挡滑套(11)具有相同的结构。

8.根据权利要求2－5任一项所述的变速器系统，其特征在于：所述第一输入轴(1)的中心线与所述第二输出轴(3)的中心线位于同一直线上；

所述第二输入轴(7)的中心线与所述第三输出轴(5)的中心线位于同一直线上；

所述第一输入轴(1)、第一输出轴(2)、所述第二输入轴(7)、所述中间轴(8)和所述第四输出轴(9)平行布置。

9.根据权利要求2－5任一项所述的变速器系统，其特征在于：所述第一换挡滑套(4)、所述第二换挡滑套(6)和所述第三换挡滑套(11)的切换由电力、液压或气压驱动。

10.一种电动拖拉机，包括第一电机(13)、第二电机(14)、液压泵、后桥驱动轴、前桥驱动轴和农具，其特征在于：还包括如权利要求2－9任一项所述的变速器系统；

所述第一电机(13)与所述第一输入轴(1)连接，所述第二电机(14)与所述第二输入轴(7)连接；所述液压泵与所述第一输出轴(2)连接，所述后桥驱动轴与所述第三输出轴(5)连接，所述前桥驱动轴与所述第四输出轴(9)连接。

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