WO2020143277A1 - 一种电动拖拉机功率匹配方法 - Google Patents

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Abstract

一种电动拖拉机功率匹配方法，包括动力输出轴传动箱（2）、第二差速箱（3）、后变速器（5）、第一驱动电机（6）、前控制器（7）、后控制器（13）、第一差速箱（8）、前桥变速器（10）和第二驱动电机（11）；第二驱动电机（11）的动力输出轴与后变速器（5）的动力输入轴相连，第一驱动电机（6）的动力输出轴与前桥变速器（10）的动力输入轴相连，前桥变速器（10）的动力输出轴与第一差速箱（8）的输入轴相连，第一差速箱（8）的输出轴通过传动轴连接前车轮（9）。该方法电机工作效率高，高效区转速范围广，方便了后置农用机械的动力供给，PTO离合器的设置使得动力输出轴传动箱可以方便的进行断开与接通。

Description

一种电动拖拉机功率匹配方法 技术领域
本发明涉及电动拖拉机动力系统技术领域，具体为一种电动拖拉机功率匹配方法。
背景技术
在以燃油为条件的农业机械领域，包括拖拉机在内的农业机械，由于石油能源供应及其价格问题，影响了农业的快速发展。在蓄电池应用技术领域，人们忽视了此领域技术应用的重要性。同时，燃油发动机在工作时存在各种弊端，首先，传统燃油拖拉机效率低，高效区转速范围窄，传动系统复杂；其次，传统燃油拖拉机高扭距范围窄，扭矩储备系数低，启动、加速性能不够良好；另外，传统燃油拖拉机污染排放大、噪音高、操作相对比较困难；根据这样的状况及其背景，本发明提供一种电动拖拉机功率匹配方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种电动拖拉机功率匹配方法，本发明很好的解决了电动拖拉机功率匹配的问题，就拖拉机双电机驱动系统和工作机构的工作工况做了划分、组合和功率设置、匹配；通过电机功率的设定、减速器档位的选择和电液离合器的分合，可适应拖拉机的多种工况；做到了根据工况按需提供功率的需求，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动拖拉机功率匹配方法，包括动力输出轴传动箱、第二差速箱、后变速器、第一驱动电机、前控制器、后控制器、第一差速箱、前桥变速器和第二驱动电机，所述第二驱动电机的动力输出轴与后变速器的动力输入轴相连，所述第一驱动电机的动力输出轴 与前桥变速器的动力输入轴相连，前桥变速器的动力输出轴与第一差速箱的输入轴相连，第一差速箱的输出轴通过传动轴连接有前车轮。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后变速器的动力输出轴通过PTO离合器与动力输出轴传动箱的动力输入轴相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后控制器和前控制器的输入端分别与外部电源的输出端电连接，后控制器的输出端与第二驱动电机的输入端电连接，前控制器的输出端与第一驱动电机的输入端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前控制器、第一驱动电机、前桥变速器和第一差速箱组成前驱动桥系统。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后控制器、第二驱动电机、后变速器、连接后桥离合器和第二差速箱组成后驱动桥系统。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后变速器的输出轴通过连接后桥离合器与第二差速箱的输入轴相连，第二差速箱的输出轴通过传动轴连接有后车轮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本电动拖拉机功率匹配方法，工作时电机效率高，高效区转速范围广，可采用1～3个档位变速器，简化传动系统，同时，电机高扭距范围广阔，扭矩储备系数高，启动、加速性能优于传统内燃机，与普通燃油车辆相比,还具有零排放、低噪音、易操作等优点，是解决燃油车辆所面临各种问题的最佳替代方案，动力输出轴传动箱的设置方便了后置农用机械的动力供给，PTO离合器的设置使得动力输出轴传动箱可以很方便的进行断开与接通，可以有效解决内燃机型拖拉机的一些弊端。
附图说明
图1为本发明驱动系统构型结构示意图；
图2为本发明工作模式组合表。
图中：1后车轮、2动力输出轴传动箱、3第二差速箱、4连接后桥离合器、5后变速器、6第一驱动电机、7前控制器、8第一差速箱、9前车轮、10前桥变速器、11第二驱动电机、12PTO离合器、13后控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种电动拖拉机功率匹配方法，包括动力输出轴传动箱2、第二差速箱3、后变速器5、第一驱动电机6、前控制器7、后控制器13、第一差速箱8、前桥变速器10和第二驱动电机11，第二驱动电机11的动力输出轴与后变速器5的动力输入轴相连，第一驱动电机6的动力输出轴与前桥变速器10的动力输入轴相连，前桥变速器10的动力输出轴与第一差速箱8的输入轴相连，第一差速箱8的输出轴通过传动轴连接有前车轮9，后变速器5的动力输出轴通过PTO离合器12与动力输出轴传动箱2的动力输入轴相连，后控制器13和前控制器7的输入端分别与外部电源的输出端电连接，后控制器13的输出端与第二驱动电机11的输入端电连接，前控制器7的输出端与第一驱动电机6的输入端电连接，前控制器7、第一驱动电机6、前桥变速器10和第一差速箱8组成前驱动桥系统，前桥变速器10为带空挡的高、低两档变速器，可向车桥输出高、低转速或中断动力传递，后控制器13、第二驱动电机11、后变速器5、连接后桥离合器4和第二差速箱3组成后驱动桥系统，后变速器5的输出轴通过连接后桥离合器4与第二差速箱3的输入轴相连，后变速器5为不带空挡的高、低两档变速器，通过PTO离合器和 连接后桥离合器的组合，可实现分别向PTO和后桥输出动力，第二差速箱3的输出轴通过传动轴连接有后车轮1，本电动拖拉机功率匹配方法，工作时电机效率高，高效区转速范围广，可采用1～3个档位变速器，简化传动系统，同时，电机高扭距范围广阔，扭矩储备系数高，启动、加速性能优于传统内燃机，与普通燃油车辆相比,还具有零排放、低噪音、易操作等优点，是解决燃油车辆所面临各种问题的最佳替代方案，动力输出轴传动箱的设置方便了后置农用机械的动力供给，PTO离合器的设置使得动力输出轴传动箱可以很方便的进行断开与接通，可以有效解决内燃机型拖拉机的一些弊端。
在使用时：根据图二，本发明的双置电机驱动系统可使电动拖拉机实现四种工作模式：缓/爬行+PTO模式、牵引、低速四驱和高速两驱模式；当位于缓/爬行+PTO模式：第一驱动电机6驱动整车行走，同时第二驱动电机11驱动动力输出轴传动箱2，第一驱动电机6、第二驱动电机11均设定为高功率模式，该模式主要用于电动拖拉机的旋耕、开沟、收获、移栽等作业，在前桥和机具的共同驱动下，既满足了整机驱动的需求，也能使PTO的输出功率满足拖拉机设计标准的要求，工作时：前两档变速箱10处于低档，第一驱动电机6驱动前桥变速器10和前传动轴旋转，将动力传递至车桥带动前车轮旋转，驱动整机行走；第二驱动电机11驱动后两档变速箱5旋转，PTO离合器12结合驱动PTO传动轴和动力输出轴传动箱2旋转，驱动旋耕机具工作，此时连接后桥离合器4断开，后桥不驱动；牵引模式：第一驱动电机6和第二驱动电机11驱动整车行走，PTO离合器12断开，PTO无动力输出；前两档变速箱10在高档位，后两档变速箱5在低档位；第一驱动电机6和第二驱动电机11均设定为高功率模式，该模式主要用于电动拖拉机的犁，耙，中耕等作业；低速四驱模式：第一驱动电机6和第二驱动电机11驱动整车行走，PTO离合器12断开， PTO无动力输出；前两档变速箱10在高档位，后两档变速箱5在低档位；第一驱动电机6和第二驱动电机11均设定为低功率模式，该模式主要用于电动拖拉机的田间播种、施肥、喷药、田间转移、挂接机具等作业，工作过程同牵引模式；高速两驱模式：第一驱动电机6不工作，第二驱动电机11驱动后车桥车轮旋转使整机行走，满足了整机道路运输或转移的作业需求；后变速器5在高档位，工作过程为：第一驱动电机6不工作，前桥变速器10处于空档位，第二驱动电机11驱动变速器旋转，连接后桥离合器结合将动力由传动轴至后车桥，驱动后车轮1旋转，PTO离合器12断开，PTO无动力输出；在后车轮的驱动下使整机高速行走。
本发明采用两个动力源，即第一驱动电机6和第二驱动电机11两个电机，分别驱动后变速器5和前桥变速器10，进而完成驱动前车轮9、后车轮1和PTO的功能；本发明通过后控制器13和前控制器7分别控制第二驱动电机11和第一驱动电机6，第二驱动电机11和第一驱动电机6功率可由电控系统分别设置为高、低功率模式，即设置了电机的外特性；同时可以组合出多种功率模式，输出多种功率；本发明对2个电机、2个2档变速器档位、PTO离合器12和连接后桥离合器4的控制可由电控或电液控制来实现，满足拖拉机智能化控制的发展需求；本发明通过前桥变速器10的高档、低档、空挡和后变速器5的高档、低档，PTO离合器12和连接后桥离合器4的组合，能组合出多种档位模式，输出多种传动路线；本发明多种功率输出模式的组合，完成拖拉机常用工况的缓/爬行+PTO模式、牵引、低速四驱模式、高速两驱四种工作模式；本发明与普通内燃机型拖拉机相比，通过电机高效区广泛的特性和2个2档变速器档位的组合完成拖拉机的各种工作模式，将传统复杂的变速箱简化为2个2档变速器，减少了传动环节，简化拖拉机变速箱的结构，降低了成本，提高了传动效 率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

  1. 一种电动拖拉机功率匹配方法，包括动力输出轴传动箱(2)、第二差速箱(3)、后变速器(5)、第一驱动电机(6)、前控制器(7)、后控制器(13)、第一差速箱(8)、前桥变速器(10)和第二驱动电机(11)，其特征在于：所述第二驱动电机(11)的动力输出轴与后变速器(5)的动力输入轴相连，所述第一驱动电机(6)的动力输出轴与前桥变速器(10)的动力输入轴相连，前桥变速器(10)的动力输出轴与第一差速箱(8)的输入轴相连，第一差速箱(8)的输出轴通过传动轴连接有前车轮(9)。
  2. 根据权利要求1所述的一种电动拖拉机功率匹配方法，其特征在于：所述后变速器(5)的动力输出轴通过PTO离合器(12)与动力输出轴传动箱(2)的动力输入轴相连。
  3. 根据权利要求1所述的一种电动拖拉机功率匹配方法，其特征在于：所述后控制器(13)和前控制器(7)的输入端分别与外部电源的输出端电连接，后控制器(13)的输出端与第二驱动电机(11)的输入端电连接，前控制器(7)的输出端与第一驱动电机(6)的输入端电连接。
  4. 根据权利要求1所述的一种电动拖拉机功率匹配方法，其特征在于：所述前控制器(7)、第一驱动电机(6)、前桥变速器(10)和第一差速箱(8)组成前驱动桥系统。
  5. 根据权利要求1所述的一种电动拖拉机功率匹配方法，其特征在于：所述后控制器(13)、第二驱动电机(11)、后变速器(5)、连接后桥离合器(4)和第二差速箱(3)组成后驱动桥系统。
  6. 根据权利要求1所述的一种电动拖拉机功率匹配方法，其特征在于：所述后变速器(5)的输出轴通过连接后桥离合器(4)与第二差速箱(3)的 输入轴相连，第二差速箱(3)的输出轴通过传动轴连接有后车轮(1)。
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