一种用于拖拉机的柴电混合动力变速箱的制作方法

1.本发明涉及拖拉机变速箱领域，尤其涉及一种用于拖拉机的柴电混合动力变速箱。


背景技术：

2.拖拉机在工作过程如犁耕、开沟等作业中负荷大、能耗高、排放高，亟需进行能源和技术的转型。由于纯电技术受限于当前电池技术无法实现在长期的重载工况下使用，因此将混合动力技术应用于拖拉机领域具有很大发展前景。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于拖拉机的柴电混合动力变速箱，达到节能减排的目的。
4.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于拖拉机的柴电混合动力变速箱，包括柴油机、发电机和电动机，柴油机连接有柴油机传动轴，电动机连接有电动机传动轴，变速箱内还设有与前桥连接的前桥传动轴、与后桥连接的后桥传动轴、与pto总成连接的pto传动轴、以及四驱传动轴；柴油机传动轴与发电机连接，发电机能够将电能存储至电池包，电池包能够为电动机供电，电动机传动轴上安装有高速挡主动齿轮、第一湿式离合器和低速挡主动齿轮，后桥传动轴上安装有高速挡从动齿轮、第二湿式离合器和低速挡从动齿轮，高速挡主动齿轮和高速挡从动齿轮配合传动，低速挡主动齿轮和低速挡从动齿轮配合传动，使电动机能够驱动后桥；后桥传动轴上还安装有制动器和后桥传动齿轮，四驱传动轴上安装有前桥传动齿轮和四驱系统离合器，四驱传动轴和前桥传动轴通过花键套连接，后桥传动齿轮和前桥传动齿轮配合传动，使后桥传动轴和四驱传动轴能够同步旋转，四驱传动轴能够通过四驱系统离合器和花键套配合带动前桥传动轴旋转，使电动机能够同时驱动前桥和后桥；pto传动轴上安装有pto从动齿轮，柴油机传动轴上还安装有pto主动齿轮，pto主动齿轮和pto从动齿轮配合传动，使柴油机能够驱动pto总成。
5.优选的，变速箱还包括液压泵，液压泵的传动轴上安装有泵驱动从动齿轮，pto传动轴上还安装有泵驱动主动齿轮，使柴油机能够驱动液压泵。
6.优选的，四驱系统离合器为湿式多片压紧离合器。
7.优选的，发电机和电池包之间设有整流器，电池包和电动机之间设有逆变器，电池包还与用于控制充放电的电能控制器连接。
8.根据上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明在通过电动机带动前后桥运动，通过柴油机带动pto总成工作，实现了拖拉机的柴电混合动力驱动，并通过柴油机为电动机的电池充电，因此柴油机无需在拖拉机犁耕作业等高负荷工况下运转，而是在持续长久在油耗和排放最优的工作区间做功为电池充
电蓄能，从而达到节能减排的目的，大大提高了拖拉机的经济性，与传统拖拉机机械式变速箱相比，还具有无级变速和精准控制等优势，大大提高操作舒适性和动力性，在拖拉机噪声控制等方面有着巨大优势。
附图说明
9.图1为本发明的示意图。
10.图中标记：1、柴油机，2、柴油机传动轴，3、发电机，4、整流器，5、电能控制器，6、电池包，7、逆变器，8、电动机，9、电动机传动轴，10、高速挡主动齿轮，11、第一湿式离合器，12、低速挡主动齿轮，13、第二湿式离合器，14、后桥传动轴，15、后桥，16、pto总成，17、低速挡从动齿轮，18、高速挡从动齿轮，19、制动器，20、后桥传动齿轮，21、前桥传动齿轮，22、四驱系统离合器，23、四驱传动轴，24、花键套，25、液压泵，26、泵驱动从动齿轮，27、泵驱动主动齿轮，28、前桥传动轴，29、pto传动轴，30、前桥，31、pto从动齿轮，32、pto主动齿轮。
具体实施方式
11.参见附图，具体实施方式如下：一种用于拖拉机的柴电混合动力变速箱，包括柴油机1、发电机3和电动机8，柴油机1连接有柴油机传动轴2，电动机8连接有电动机传动轴9，变速箱内还设有与前桥30连接的前桥传动轴28、与后桥15连接的后桥传动轴14、与pto总成16连接的pto传动轴29、以及四驱传动轴23。
12.柴油机传动轴2与发电机3连接，发电机3能够将电能存储至电池包6，电池包6能够为电动机8供电。发电机3和电池包6之间设有整流器4，电池包6和电动机8之间设有逆变器7，电池包6还与用于控制充放电的电能控制器5连接。
13.发电机3为永磁同步发电机，产生交流电压，通过整流器4将交流电压转换为直流电压向电池包6进行充电蓄能，电池包6采用三元锂电池。逆变器7将电池包6的直流电压转换为电能控制器5设定的振幅和频率的交流电压驱动电动机8，电动机8为永磁同步电机。电能控制器5属于电池管理系统（bms），通过高压分配箱将高压提供给整机的高压部件，通过can总线与vcu通讯，响应vcu的控制指令，并传输电池信息给vcu。
14.电动机传动轴9上安装有高速挡主动齿轮10、第一湿式离合器11和低速挡主动齿轮12，后桥传动轴14上安装有高速挡从动齿轮18、第二湿式离合器13和低速挡从动齿轮17，高速挡主动齿轮10和高速挡从动齿轮18配合传动，低速挡主动齿轮12和低速挡从动齿轮17配合传动，使电动机8能够驱动后桥15。
15.如图1所示，高档传动时，第一湿式离合器11断开，第二湿式离合器13结合，电动机传动轴9的动力通过高速挡主动齿轮10传递至高速挡从动齿轮18，带动后桥传动轴14高速旋转以驱动后桥15；低档传动时，第一湿式离合器11结合，第二湿式离合器13断开，电动机传动轴9的动力通过低速挡主动齿轮12传递至低速挡从动齿轮17，带动后桥传动轴14低速旋转以驱动后桥15。
16.后桥传动轴14上还安装有制动器19和后桥传动齿轮20，四驱传动轴23上安装有前桥传动齿轮21和四驱系统离合器22，四驱系统离合器22为湿式多片压紧离合器，四驱传动轴23和前桥传动轴28通过花键套24连接，后桥传动齿轮20和前桥传动齿轮21配合传动，使
后桥传动轴14和四驱传动轴23能够同步旋转，四驱传动轴23能够通过四驱系统离合器22和花键套24配合带动前桥传动轴28旋转，使电动机8能够同时驱动前桥30和后桥15。
17.pto传动轴29上安装有pto从动齿轮31，柴油机传动轴2上还安装有pto主动齿轮32，pto主动齿轮32和pto从动齿轮31配合传动，使柴油机1能够驱动pto总成16。
18.变速箱内还设有液压泵25，液压泵25的传动轴上安装有泵驱动从动齿轮26，pto传动轴29上还安装有泵驱动主动齿轮27，使柴油机1能够驱动液压泵25，从而向液压系统提供油液。
19.拖拉机启动时，先启动柴油机1，柴油机1通过柴油机传动轴2带动发电机3为电池包6充电，电动机8直接产生动力驱动拖拉机。
20.低速挡工作时，第一湿式离合器11结合，第二湿式离合器13断开，电动机传动轴9的动力通过低速挡主动齿轮12传递至低速挡从动齿轮17，带动后桥传动轴14并以低速的田间作业速度驱动车辆，低速挡速度区间为5-16 km/h。
21.高速挡工作时，第一湿式离合器11断开，第二湿式离合器13结合，电动机传动轴9的动力通过高速挡主动齿轮10传递至高速挡从动齿轮18，带动后桥传动轴14并以高速的道路行驶速度驱动车辆，高速挡速度区间为0到不超过规定的速度如40 km/h或50 km/h。
22.倒退挡工作时，电动机反转驱动拖拉机反向行驶，并且同时具有高低两个挡位的工作速度。拖拉机在田地工作时，柴油机1直接驱动pto总成16。制动时，制动器19同时对前后桥产生制动力。