一种机械PTO结构的电驱式拖拉机CVT动力总成的制作方法

一种机械pto结构的电驱式拖拉机cvt动力总成
技术领域
1.本实用新型属于传动技术领域，尤其涉及一种机械pto结构的电驱式拖拉机cvt动力总成。


背景技术：

2.现有拖拉机传动系统按换挡方式分为手动换挡传动系，动力不间断自动换挡传动系，液压机械无级变速传动系(hmcvt)。
3.采用手动换挡传动系，拖拉机田间作业时，由于土地阻力变化大，整机负荷变化大，采用手动换挡传动系的拖拉机需要频繁停车换挡，以满足农具作业牵引力及速度要求，员工工作强度大，作业效率低，作业质量不稳定；同时，发动机转速与车辆速度直接相关，整车速度变化导致发动机转速变化范围大，发动机不能工作在一个稳定经济的转速范围内，导致油耗高、排放差、震动磨损大。
4.采用拖拉机动力不间断自动换挡传动系，指发动机到变速箱的动力不中断的车辆行驶条件下，进行的换挡过程；采用湿式多片离合器作为换挡执行机构，需要挡位变换时，换挡的两个离合器按照控制油压的变化，顺序分开与结合两个离合器，在车辆负载行驶中实现不停车换挡，解决了手动换挡传动系作业时停车换挡的问题，减少了员工作业强度、提高了操控舒适性及作业效率。但存在主要缺点如下：
5.(1)、动力不间断自动换挡传动系发动机转速与车辆速度直接相关，车辆速度变化导致发动机转速变化范围大，发动机不能工作在一个稳定经济的转速范围内，发动机油耗高、排放差、震动磨损大。
6.(2)拖拉机由于作业要求多，挡位数量多，该种传动系结构需要的离合器数量及比例阀很多，以160马力16挡变速箱为例：全域自动变速箱需要8个离合器8个液压比例阀；由于一致性的原因，该型传动系的换挡性能需在专用出厂试验台上调试标定，随着使用时间的增长，离合器磨损增加，换挡控制时间发生了改变，平顺性变差，产生换挡冲击。
7.(3)目前，这些系统的技术基本被国外公司掌握并主要依靠进口，该传动系结构复杂、价格高、降价难、维修成本高。由于价格的原因，世界先进国家，动力换挡传动系多应用在80
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200hp拖拉机产品上。
8.(4)传统动力换挡变速箱，是单功率路线有级式传动，实现超级爬行挡(超低速)，要加很多繁复的减速轮系。并且，不能实现旋耕等主要作业时的无级传动，也就是理论上不能匹配到与旋耕机最佳的行驶速度。
9.采用液压机械无级变速传动系(hmcvt)，该传动系由液压柱塞变量泵/马达/多排行星机构/湿式离合器及制动器组成，主要优点是：通过行星排对发动机功率分流成两条功率路线，一条是机械功率路线，功率直接传递到变速箱输入轴；一条是液压功率路线，经机
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液
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机功率转换过程后，与变速箱输入轴实现全部功率的汇流；通过功率分流、汇流原理，实现传动系扭矩、转速按照车辆速度与牵引力要求自动连续变化，保证车辆变速时的牵引力与速度要求。该传动系(hmcvt)实现了车辆传动系无级自动变化，员工操作强度低，操作舒
适性好，作业效率、质量高；由于发动机转速、扭矩与整车速度、牵引力完全解耦(不相关)，发动机可以稳定的工作在低油耗区域，震动小、排放好。
10.该传动系(hmcvt)主要存在如下缺点：
11.(1)、该传动系所采用的高压变量柱塞泵/马达、比例阀等属于精密液压偶件，对装配净洁度、使用清洁度、保养维护清洁度要求非常高，需要专用液压油，使用维护费用高昂；
12.(2)、该系统变速箱采用多排行星机构与湿式离合器或制动器，实现4
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6个挡位的区域变换，该系统零件数量多，结构复杂，系统关键技术基本被国外公司掌握，产品主要依靠进口，该传动系成本高、降价难。
13.(3)、该传动系的传动效率低，最大仅能达到80％左右，较其他传动系效率低，燃油经济性较差。
14.(4)、由于价格与使用维护的原因，该系统在中国市场使用量非常少。由于价格的原因，世界先进国家，液压机械无级变速传动系(hmcvt)，多应用在200
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400hp拖拉机产品上。


技术实现要素：

15.本实用新型提供一种机械pto结构的电驱式拖拉机cvt动力总成，采用串联式混合动力架构，后轮采用后主驱动电机和变速器驱动，前轮采用电驱动桥驱动，可实现全时、分时四驱，左右差速，防滑，pto传动箱由发动机连接提供动力，结构紧凑。
16.本实用新型的技术方案如下：
17.一种机械pto结构的电驱式拖拉机cvt动力总成，包括：依次连接的发动机、发电机、高压配电盒，和所述高压配电盒分别电性连接的前主驱电机和后主驱电机，和发动机直接动力连接的pto传动箱，和所述后主驱电机后端动力连接的变速器；所述发电机和所述pto传动箱均设置在所述发动机的同侧，结构紧凑，有利于整车布置；
18.所述前主驱电机和车辆前桥动力连接，所述变速器和车辆后桥动力连接。
19.本实用新型采用电动拖拉机串联混合动力驱动系统架构，通过发动机通过发电机直接供给驱动电机，使发动机工作在最低油耗点，减少了能量转换过程中的损失。
20.本实用新型采用发动机直接驱动pto传动箱，输出扭矩大，动力输出直接，结构紧凑。
21.优选的，所述发动机的输出轴通过离合器与pto传动箱的动力输入轴相连，结构简单，实现了发动机直接驱动pto传动箱，且实现了后取力系统动力根据工作需要断开和连接。
22.优选的，所述车辆后桥包括后差速，所述变速器动力经由后差速器和半轴后传输到后车轮；所述车辆前桥包括前差速器，所述前主驱电机动力经由前差速器和半轴后传输到前车轮，可实现左右差速，实现防滑。
23.优选的，所述发动机设置在所述前主驱电机和后主驱电机之间。实现了整车动力系统结构紧凑，占用空间小，有利于整车的布置。
24.本实用新型的有益效果是：
25.采用电机无级变速原理，电机低速大扭矩和调速范围宽的特性，实现发动机转速和车速解耦，作业效率高。
26.本实用新型转弯半径小：每一侧车轮单独控制，实现分时、全时四驱；电机反转，倒车便捷；
27.本实用新型的电机扭矩大，发动机启动性能好；整车起步快，加速性好；机低速稳定运行，实现拖拉机超低速爬行；
28.发动机转速和车速解耦，结合能量回收，行驶过程可以实现节油；
29.利用作业过程转弯等负荷小的时候，可以能力回收，实现节油。
附图说明
30.图1是本实用新型的结构示意图。
31.图中：1
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发动机，2
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发电机，3
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后主驱动电机，4
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变速箱，5
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前主驱动电机，6
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pto传动箱，7
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后差速器，8
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前差速器，9
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前车轮，10
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高压配电盒，11
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后车轮。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
33.实施例1：
34.如图1所示，一种机械pto结构的电驱式拖拉机cvt动力总成，包括：依次连接的发动机1、发电机2、高压配电盒10，和所述高压配电盒10分别电性连接的前主驱电机5和后主驱电机3，和发动机1直接动力连接的pto传动箱6，和所述后主驱电机3后端动力连接的变速器4；所述发电机2和所述pto传动箱6均设置在所述发动机1的同侧，所述前主驱电机5和车辆前桥动力连接，所述变速器4和车辆后桥动力连接。
35.本实施例的工作原理如下：发动机1动力分两路，一路直接输出到pto传动箱6；另一路经过发电机2转化为电能后、经由高压配电盒10后分别传输给前主驱电机5和后主驱电机3后，前主驱电机5最后分别传输到前桥，后主驱电机3经由变速器4最后传输后桥，该路动力采用发动机1驱动发电机2后驱动电机的串联式混合动力方式，通过发动机通过发电机直接供给驱动电机，使发动机工作在最低油耗点，减少了能量转换过程中的损失。
36.实施例2：
37.如图1所示，一种机械pto结构的电驱式拖拉机cvt动力总成，包括：依次连接的发动机1、发电机2、高压配电盒10，和所述高压配电盒10分别电性连接的前主驱电机5和后主驱电机3，和发动机1直接动力连接的pto传动箱6，和所述后主驱电机3后端动力连接的变速器4；所述发电机2和所述pto传动箱6均设置在所述发动机1的同侧，结构紧凑，有利于整车布置；
38.本实施例中，所述前主驱电机5和车辆前桥动力连接，所述变速器4和车辆后桥动力连接。
39.本实施例中采用电动拖拉机串联混合动力驱动系统架构，通过发动机通过发电机直接供给驱动电机，使发动机工作在最低油耗点，减少了能量转换过程中的损失。
40.本实施例中，采用发动机直接驱动pto传动箱6，输出扭矩大，动力输出直接，结构紧凑。
41.本实施例中，所述发动机(1)的输出轴通过离合器与pto传动箱6的动力输入轴相
连，结构简单，实现了发动机直接驱动pto传动箱，且实现了后取力系统动力根据工作需要断开和连接。
42.本实施例中，所述车辆后桥包括后差速器7，所述变速器4动力经由后差速器7和半轴后传输到后车轮11；所述车辆前桥包括前差速器8，所述前主驱电机5动力经由前差速器8和半轴后传输到前车轮9。可实现左右差速，实现防滑。
43.本实施例中，所述发动机1设置在所述前主驱电机5和后主驱电机3之间。实现了整车动力系统结构紧凑，占用空间小，有利于整车的布置。