串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及使用該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的拖拉的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及使用該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的拖拉機(jī)。其中串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電耦合裝置和電動(dòng)機(jī)，還包括具有主輸入軸、第一輸出軸和第二輸出軸的用于將主輸入軸的扭矩選擇性地傳遞給第一輸出軸或第二輸出軸的第一分動(dòng)箱，以及具有第一輸入軸、第二輸入軸和主輸出軸的用于選擇性地將第一輸入軸或第二輸入軸的扭矩傳遞給主輸出軸的第二分動(dòng)箱；主輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接，第一輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸傳動(dòng)連接，第二輸出軸與第二分動(dòng)箱的第二輸入軸傳動(dòng)連接，第二分動(dòng)箱的第一輸入軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接。上述串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有兩條獨(dú)立的傳動(dòng)路線并可以任意切換。
【專利說明】串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及使用該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的拖拉機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及使用該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的拖拉機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]節(jié)能和環(huán)保是我國(guó)以及當(dāng)今世界工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】的兩個(gè)重要主題，而車輛與節(jié)能和環(huán)保直接相關(guān)，采用電力驅(qū)動(dòng)車輛的技術(shù)成為工業(yè)界研究開發(fā)的方向，由于純電動(dòng)技術(shù)還不成熟，目前混合動(dòng)力車輛為主流技術(shù)，一般分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種。
[0003]串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)例如申請(qǐng)?zhí)枮?00710129897.8，授權(quán)公告日為2011.05.18的中國(guó)專利公開的一種串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法和系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和相應(yīng)的檢測(cè)裝置、控制裝置，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)、電耦合裝置、電動(dòng)機(jī)和蓄電池。其中發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電耦合裝置和電動(dòng)機(jī)是依次串聯(lián)設(shè)置，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過電耦合裝置傳遞給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的扭矩再通過對(duì)應(yīng)的變速裝置傳遞給車輪，另外，電耦合裝置與蓄電池連接，能夠?qū)l(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存到蓄電池中，還能夠?qū)⑿铍姵貎?chǔ)存的電能通過電耦合裝置傳遞給電動(dòng)機(jī)。根據(jù)檢測(cè)裝置檢測(cè)到的車輛加速度、蓄電池SOC (荷電狀態(tài))等信號(hào)，控制裝置可以根據(jù)設(shè)定的控制策略改變串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作方式。但是，由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩必須經(jīng)過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?、再?jīng)電耦合裝置和電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能輸出，動(dòng)力傳動(dòng)路線僅有一條，因此，在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將無法工作，可靠性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種具有兩條獨(dú)立的傳動(dòng)路線并可以任意切換的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)提供一種使用該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的拖拉機(jī)。
[0005]本發(fā)明中串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是，串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接的發(fā)電機(jī)、與發(fā)電機(jī)電連接的電耦合裝置和與電率禹合裝置電連接的電動(dòng)機(jī)，還包括具有主輸入軸、第一輸出軸和第二輸出軸的用于將主輸入軸的扭矩選擇性地傳遞給第一輸出軸或第二輸出軸的第一分動(dòng)箱，以及具有第一輸入軸、第二輸入軸和主輸出軸的用于選擇性地將第一輸入軸或第二輸入軸的扭矩傳遞給主輸出軸的第二分動(dòng)箱；所述主輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接，第一輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸傳動(dòng)連接，第二輸出軸與第二分動(dòng)箱的第二輸入軸傳動(dòng)連接，所述第二分動(dòng)箱的第一輸入軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接。
[0006]所述主輸入軸與第一輸出軸是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述第一分動(dòng)箱還設(shè)有與第二輸出軸同軸布置的第一過渡軸，所述第一過渡軸與第二輸出軸通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述主輸入軸與第一分動(dòng)箱過渡軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接。
[0007]所述第一輸入軸與主輸出軸是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；第二分動(dòng)箱還設(shè)有中間軸，所述第二輸入軸與中間軸的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的兩個(gè)以上的選換檔齒輪組，各所述選換檔齒輪組均包括空套在第二輸入軸和中間軸兩者之一上的空套齒輪和固定在兩者另一個(gè)上的固定齒輪，空套齒輪與對(duì)應(yīng)的第二輸入軸和中間軸之間通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開，所述中間軸與主輸出軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接。
[0008]所述串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有具有與所述第二分動(dòng)箱的主輸出軸傳動(dòng)連接的主變速器輸入軸的主變速器，所述主變速器具有用于與相應(yīng)車輛的后橋傳動(dòng)連接的主變速器輸出軸。
[0009]所述主變速器輸入軸和主變速器輸出軸是同軸設(shè)置，所述主變速器還包括與主變速器輸入軸平行設(shè)置的主變速器中間軸和倒檔軸，所述主變速器輸入軸與中間軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接；所述主變速器中間軸與主變速器輸出軸的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的兩個(gè)以上的主變速器選換檔齒輪組，各主變速器選換檔齒輪組均包括空套在主變速器中間軸和主變速器輸出軸兩者之一上的空套齒輪和固定在兩者另一個(gè)上的固定齒輪，空套齒輪與相應(yīng)的主變速器中間軸或主變速器輸出軸之間通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述主變速器中間軸上設(shè)有倒檔主動(dòng)齒輪，所述主變速器輸出軸上設(shè)有倒檔從動(dòng)齒輪，所述倒檔軸上設(shè)有與倒檔主動(dòng)齒輪和倒檔從動(dòng)齒輪同時(shí)嚙合的倒檔中間齒輪，所述倒檔從動(dòng)齒輪是空套設(shè)置并通過對(duì)應(yīng)的同步器與主變速器輸出軸耦合或斷開。
[0010]本發(fā)明中串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)采用的技術(shù)方案是:串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)，包括車輪和用于驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接的發(fā)電機(jī)、與發(fā)電機(jī)電連接的電耦合裝置和與電耦合裝置電連接的電動(dòng)機(jī)，還包括具有主輸入軸、第一輸出軸和第二輸出軸的用于將主輸入軸的扭矩選擇性地傳遞給第一輸出軸或第二輸出軸的第一分動(dòng)箱，以及具有第一輸入軸、第二輸入軸和主輸出軸的用于選擇性地將第一輸入軸或第二輸入軸的扭矩傳遞給主輸出軸的第二分動(dòng)箱；所述主輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接，第一輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸傳動(dòng)連接，第二輸出軸與第二分動(dòng)箱的第二輸入軸傳動(dòng)連接，所述第二分動(dòng)箱的第一輸入軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接。
[0011]所述主輸入軸與第一輸出軸是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述第一分動(dòng)箱還設(shè)有與第二輸出軸同軸布置的第一過渡軸，所述第一過渡軸與第二輸出軸通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述主輸入軸與第一分動(dòng)箱過渡軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接。
[0012]所述第一輸入軸與主輸出軸是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；第二分動(dòng)箱還設(shè)有中間軸，所述第二輸入軸與中間軸的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的兩個(gè)以上的選換檔齒輪組，各所述選換檔齒輪組均包括空套在第二輸入軸和中間軸兩者之一上的空套齒輪和固定在兩者另一個(gè)上的固定齒輪，空套齒輪與對(duì)應(yīng)的第二輸入軸和中間軸之間通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開，所述中間軸與主輸出軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接。
[0013]所述串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有具有與所述第二分動(dòng)箱的主輸出軸傳動(dòng)連接的主變速器輸入軸的主變速器，所述主變速器具有用于與相應(yīng)車輛的后橋傳動(dòng)連接的主變速器輸出軸。
[0014]所述主變速器輸入軸和主變速器輸出軸是同軸設(shè)置，所述主變速器還包括與主變速器輸入軸平行設(shè)置的主變速器中間軸和倒檔軸，所述主變速器輸入軸與中間軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接；所述主變速器中間軸與主變速器輸出軸的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的兩個(gè)以上的主變速器選換檔齒輪組，各主變速器選換檔齒輪組均包括空套在主變速器中間軸和主變速器輸出軸兩者之一上的空套齒輪和固定在兩者另一個(gè)上的固定齒輪，空套齒輪與相應(yīng)的主變速器中間軸或主變速器輸出軸之間通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述主變速器中間軸上設(shè)有倒檔主動(dòng)齒輪，所述主變速器輸出軸上設(shè)有倒檔從動(dòng)齒輪，所述倒檔軸上設(shè)有與倒檔主動(dòng)齒輪和倒檔從動(dòng)齒輪同時(shí)嚙合的倒檔中間齒輪，所述倒檔從動(dòng)齒輪是空套設(shè)置并通過對(duì)應(yīng)的同步器與主變速器輸出軸耦合或斷開。
[0015]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括具有第一輸出軸、第二輸出軸和主輸入軸的第一分動(dòng)箱，能夠?qū)崿F(xiàn)將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩選擇性地向第一輸出軸輸出或第二輸出軸輸出，還包括具有第一輸入軸、第二輸入軸和用于輸出扭矩的主輸出軸的第二分動(dòng)箱，能夠?qū)崿F(xiàn)將第一輸入軸或第二輸入軸的扭矩選擇性地傳遞給主輸出軸；并且所述主輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接，第一輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸傳動(dòng)連接，第二輸出軸與第二分動(dòng)箱的第二輸入軸傳動(dòng)連接，所述第二分動(dòng)箱的第一輸入軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接，因此:當(dāng)與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接的主輸入軸的扭矩通過第一輸出軸輸出時(shí)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能繼而帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩通過第一輸入軸由主輸出軸輸出從而驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以串聯(lián)方式工作，為串聯(lián)式混合動(dòng)力路線；當(dāng)與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接的主輸入軸的扭矩通過第二輸出軸輸出時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩通過第二輸出軸傳遞給第二輸入軸，再傳遞給主輸出軸，從而驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，為發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)路線。上述串聯(lián)式混合動(dòng)力路線和發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)路線相互獨(dú)立，能夠任意切換，在發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電耦合裝置等出現(xiàn)故障無法使用時(shí)，可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)路線實(shí)現(xiàn)應(yīng)急傳動(dòng)，可靠性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1:本發(fā)明中串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，同時(shí)也是本發(fā)明中串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:圖1中第一分動(dòng)箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3:圖1中第二分動(dòng)箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4:圖1中主變速箱的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖5:圖1中串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能量流的框圖；
圖6:圖1中串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供能方式的框圖。
[0017]圖中各附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的名稱為:1發(fā)動(dòng)機(jī)，2離合器,3第一分動(dòng)箱,31主輸入軸,32第一輸出軸，33第一輸出軸同步器,34第二輸出軸,35第二輸出軸同步器,36第一過渡軸，37第一分動(dòng)箱常哨合齒輪組,4發(fā)電機(jī),5電稱合裝置,6蓄電池,7電動(dòng)機(jī),8傳動(dòng)軸,9第二分動(dòng)箱，91第一輸入軸,92第二輸入軸,93第二輸入軸同步器,94主輸出軸,95第二分動(dòng)箱中間軸，96第一選換檔齒輪組，97第二選換檔齒輪組，98第三選換檔齒輪組，99第二分動(dòng)箱選換檔同步器，910第二分動(dòng)箱常嚙合齒輪組，10主變速器，101主變速器輸入軸，102主變速器中間軸，103主變速器常嚙合齒輪組，104主變速器輸出軸，105行駛選換檔齒輪組，106輕載選換檔齒輪組，107中載選換檔齒輪組，108重載選換檔齒輪組，109主變速箱選換檔同步器，1010倒檔主動(dòng)齒輪，1011倒檔軸，1012倒檔中間齒輪，1013倒檔從動(dòng)齒輪，1014倒檔同步器，11后橋，12車輪。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明中串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)的一個(gè)實(shí)施例如圖f圖6所示，采用串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括作為發(fā)動(dòng)機(jī)I的柴油機(jī)、離合器2、第一分動(dòng)箱3、發(fā)電機(jī)4、電稱合裝置
5、蓄電池6、電動(dòng)機(jī)7、第二分動(dòng)箱9、主變速器10、后橋11和車輪12，其中發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)電機(jī)
4、電耦合裝置5和電動(dòng)機(jī)7是串聯(lián)設(shè)置，電耦合裝置5與蓄電池6連接，能夠?qū)l(fā)電機(jī)4的電能儲(chǔ)存到蓄電池6中，或者將蓄電池6中的電能向發(fā)動(dòng)機(jī)I供給，采用電耦合裝置5實(shí)現(xiàn)蓄電池6的充電和供電是本領(lǐng)域的慣用技術(shù)手段，是本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)的，具體結(jié)構(gòu)此處不再詳細(xì)說明。
[0019]第一分動(dòng)箱3設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)I與發(fā)電機(jī)4之間,包括第一輸出軸32、第二輸出軸34和供發(fā)動(dòng)機(jī)I的扭矩輸入的主輸入軸31。第一分動(dòng)箱3設(shè)有與主輸入軸31、第一輸出軸32和第二輸出軸34對(duì)應(yīng)的用于將主輸入軸31的扭矩選擇性地輸出給第一輸出軸32或第二輸出軸34的齒輪及同步器,本實(shí)施例中，所述主輸入軸31與第一輸出軸32是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的第一輸出軸同步器33耦合或斷開；所述第一分動(dòng)箱3還設(shè)有與第二輸出軸34同軸布置的第一過渡軸36，所述第一過渡軸36與第二輸出軸34通過對(duì)應(yīng)的第二輸出軸同步器35稱合或斷開；所述主輸入軸31與第一過渡軸36之間通過第一分動(dòng)箱常哨合齒輪組37傳動(dòng)連接，第一分動(dòng)箱常嚙合齒輪組37包括兩只保持嚙合的齒輪，兩齒輪分別固定在主輸入軸31與第一過渡軸36上。其中主輸入軸31通過聯(lián)軸器與發(fā)動(dòng)機(jī)I的輸出軸傳動(dòng)連接，第一輸出軸32與發(fā)電機(jī)4的輸入軸傳動(dòng)連接。第一輸出軸同步器33和第二輸出軸同步器35均包括對(duì)應(yīng)的兩傳動(dòng)齒輪和結(jié)合套，能夠在對(duì)應(yīng)的控制裝置控制下使結(jié)合套將兩傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接或分離，以實(shí)現(xiàn)主輸入軸31與第一輸出軸32、或第一過渡軸36與第二輸出軸34之間扭矩的耦合或斷開，這是本領(lǐng)域的慣用技術(shù)手段，是本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)的，具體結(jié)構(gòu)此處不再詳細(xì)說明。發(fā)動(dòng)機(jī)I工作時(shí)，若第一輸出軸同步器33結(jié)合、第二輸出軸同步器35斷開,發(fā)動(dòng)機(jī)I的扭矩將只傳遞給第一輸出軸32 ;若第二輸出軸同步器35結(jié)合、第一輸出軸同步器33斷開,發(fā)動(dòng)機(jī)I的扭矩將只傳遞給第二輸出軸34。
[0020]第二分動(dòng)箱9設(shè)置在電動(dòng)機(jī)7和主變速箱之間,具有第一輸入軸91、第二輸入軸92和用于輸出扭矩的主輸出軸94。其中第一輸入軸91與電動(dòng)機(jī)7的輸出軸傳動(dòng)連接，第二輸入軸92通過傳動(dòng)軸8與第一分動(dòng)箱3的第二輸出軸34傳動(dòng)連接。第二分動(dòng)箱9設(shè)有與第一輸入軸91、第二輸入軸92和主輸出軸94對(duì)應(yīng)的用于選擇性地將第一輸入軸91或第二輸入軸92的扭矩輸出給主輸出軸94的齒輪及同步器，本實(shí)施例中，所述第二輸入軸92與主輸出軸94是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的第二輸入軸同步器93耦合或斷開；第二分動(dòng)箱9還設(shè)有第二分動(dòng)箱中間軸95，所述第二輸入軸92與第二輸入軸92中間軸的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的三個(gè)選換檔齒輪組，分別為第一選換檔齒輪組96、第二選換檔齒輪組97和第三選換檔齒輪組98，各所述選換檔齒輪組均包括空套在第二輸入軸92上的空套齒輪和固定在第二分動(dòng)箱中間軸95上的固定齒輪，空套齒輪與第二輸入軸92之間通過對(duì)應(yīng)的第二分動(dòng)箱選換檔同步器99耦合或斷開，從而以三種不同的傳動(dòng)比實(shí)現(xiàn)第二輸入軸92與第二分動(dòng)箱中間軸95之間的轉(zhuǎn)速變換。第二分動(dòng)箱中間軸95與主輸出軸94之間通過一對(duì)第二分動(dòng)箱常嚙合齒輪組910傳動(dòng)連接，從而能夠?qū)⒌诙謩?dòng)箱中間軸95的扭矩傳遞給主輸出軸94。上述第二輸入軸同步器93能夠在對(duì)應(yīng)的控制裝置控制下使結(jié)合套將兩傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接或分離，以實(shí)現(xiàn)第一輸入軸91與主輸出軸94之間扭矩的耦合或斷開，第二分動(dòng)箱選換檔同步器99能夠在對(duì)應(yīng)的控制裝置控制下使相應(yīng)的空套齒輪與第一輸入軸91傳動(dòng)連接或分離，以實(shí)現(xiàn)第一輸入軸91與相應(yīng)選換檔齒輪組之間扭矩的耦合或斷開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第一輸入軸91與第二分動(dòng)箱中間軸95之間扭矩的耦合或斷開和三種轉(zhuǎn)速的改變，這也是本領(lǐng)域的慣用技術(shù)手段，是本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)的，具體結(jié)構(gòu)此處不再詳細(xì)說明。工作時(shí)，若僅第二輸入軸同步器93結(jié)合，電動(dòng)機(jī)7產(chǎn)生的扭矩將只傳遞給主輸出軸94 ;若僅第二分動(dòng)箱選換檔同步器99的其中一個(gè)結(jié)合，第二輸入軸92的扭矩將以對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳遞給主輸出軸94。
[0021]主變速器10為H型機(jī)械變速箱，包括用于與所述第二分動(dòng)箱9的主輸出軸94傳動(dòng)連接的主變速器輸入軸101、用于與后橋11傳動(dòng)連接的主變速器輸出軸104，所述主變速器輸入軸101和主變速器輸出軸104是同軸設(shè)置，所述主變速器10還包括與主變速器輸入軸101平行設(shè)置的主變速器中間軸102和倒檔軸1011，所述主變速器輸入軸101與中間軸之間通過一對(duì)主變速器常嚙合齒輪組103傳動(dòng)連接；所述主變速器中間軸102與主變速器輸出軸104的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的四組主變速器選換檔齒輪組，四組主變速器選換檔齒輪組的傳動(dòng)比分別對(duì)應(yīng)于拖拉機(jī)行駛、輕載、中載和重載等不同負(fù)荷率工況所需的扭矩及速度確定，分別為行駛選換檔齒輪組105、輕載選換檔齒輪組106、中載選換檔齒輪組107和重載選換檔齒輪組108，各主變速器10選換檔齒輪組均包括空套在主變速器輸出軸104上的空套齒輪和固定在主變速器中間軸102上的固定齒輪，空套齒輪與主變速器輸出軸104之間通過對(duì)應(yīng)的主變速箱選換檔同步器109耦合或斷開。所述主變速器中間軸102上還設(shè)有倒檔主動(dòng)齒輪1010，主變速器輸出軸104上空套設(shè)有倒檔從動(dòng)齒輪1013，所述倒檔軸1011上設(shè)有與倒檔主動(dòng)齒輪1010和倒檔從動(dòng)齒輪1013同時(shí)嚙合的倒檔中間齒輪1012，所述倒檔從動(dòng)齒輪1013通過對(duì)應(yīng)的倒檔同步器1014與主變速器輸出軸104耦合或斷開。主變速箱選換檔同步器109能夠在對(duì)應(yīng)的控制裝置控制下使相應(yīng)的空套齒輪與主變速器輸出軸104傳動(dòng)連接或分離，以實(shí)現(xiàn)主變速器中間軸102與相應(yīng)選換檔齒輪組之間扭矩的耦合或斷開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主變速器輸入軸101與主變速器輸出軸104之間扭矩的耦合或斷開和轉(zhuǎn)速的改變；倒檔同步器1014能夠在對(duì)應(yīng)的控制裝置控制下使相應(yīng)的倒檔主動(dòng)齒輪1010與主變速器輸出軸104傳動(dòng)連接或分離，以實(shí)現(xiàn)主變速器輸出軸104的倒檔輸出。這也是本領(lǐng)域的慣用技術(shù)手段，是本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)的，具體結(jié)構(gòu)此處不再詳細(xì)說明。上述換檔可采用手動(dòng)換檔模式或者AMT模式，采用AMT模式時(shí)，可根據(jù)控制策略由TCU控制換檔機(jī)構(gòu)進(jìn)行換檔。
[0022]上述串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有兩條動(dòng)力傳遞路線。
[0023]第一條線路是串聯(lián)式混合動(dòng)力路線，為主要的路線，適合正常情況，采用電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，依靠電動(dòng)機(jī)7產(chǎn)生扭矩，此時(shí)第二分動(dòng)箱9中各第二分動(dòng)箱選換檔同步器99斷開，第二輸入軸同步器93結(jié)合，經(jīng)第二分動(dòng)箱9和主變速器10將扭矩傳遞給后橋11，驅(qū)動(dòng)車輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，而發(fā)動(dòng)機(jī)I可以根據(jù)蓄電池6的SOC值(用于檢測(cè)蓄電池6S0C的裝置及對(duì)應(yīng)的控制裝置圖中未不出)，在SOC值低于設(shè)定值時(shí),在相應(yīng)控制系統(tǒng)控制下處于正常工作狀態(tài),第一分動(dòng)箱3中第一輸出軸同步器33結(jié)合、第二輸出軸同步器35分離，使發(fā)動(dòng)機(jī)I帶動(dòng)發(fā)電機(jī)4發(fā)電，通過發(fā)電機(jī)4發(fā)出恒定的電功率，一部分用來滿足工作時(shí)的負(fù)載功率需求，另一部分多余的電能通過電耦合裝置5充入蓄電池6中；也可以在SOC值高于設(shè)定值時(shí)停止工作，僅依靠蓄電池6為電動(dòng)機(jī)7功能。該動(dòng)力傳遞路線可以依靠主變速器10實(shí)現(xiàn)重載工作檔、中載工作檔、輕載工作檔、行駛檔四種前進(jìn)檔位和一種倒檔檔位。對(duì)應(yīng)的能量流如圖6所示，其中Pgenerate為發(fā)動(dòng)機(jī)I以最小有效燃油消耗率工況運(yùn)行下所發(fā)出的電功率 require為高效運(yùn)行模式下的工作需求功率；Pmargin為高效模式運(yùn)行下發(fā)動(dòng)機(jī)I/發(fā)電機(jī)4發(fā)出的多余電功率;Ppeak為負(fù)載突變功率需求。
[0024]第二條線路是發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)路線，在發(fā)電機(jī)4、電耦合裝置5及發(fā)電機(jī)4等發(fā)生故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)7不工作，此時(shí)第一分動(dòng)箱3中第一輸出軸同步器33斷開,第二輸出軸同步器35結(jié)合，第二分動(dòng)箱9中第一輸入軸91同步器斷開，發(fā)動(dòng)機(jī)I工作產(chǎn)生扭矩，并經(jīng)第一分動(dòng)箱3、傳動(dòng)軸8、第二分 動(dòng)箱9和主變速器10將扭矩傳遞給后橋11，此為輔助傳動(dòng)路線，不破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏，待生產(chǎn)結(jié)束后或者農(nóng)閑時(shí)再對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行維修，實(shí)現(xiàn)了在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠應(yīng)急傳動(dòng)。該動(dòng)力傳遞路線可以依靠第二分動(dòng)箱9和主變速器10實(shí)現(xiàn)3X4 = 12種前進(jìn)檔位和3X1 = 3種倒檔檔位。
[0025]由于在混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)模式整個(gè)過程中，所有電能的初級(jí)能源均為柴油機(jī)燃燒柴油的熱能，而柴油機(jī)始終運(yùn)行在有效燃油消耗率最小的工況下，因此相比傳統(tǒng)拖拉機(jī)而言具有油耗低的特點(diǎn)，由于我國(guó)拖拉機(jī)保有量巨大，因此本發(fā)明所示的技術(shù)路線具有廣闊的節(jié)油作用。
[0026]上述串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以在原拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，或重新進(jìn)行功率匹配另行選擇發(fā)動(dòng)機(jī)I或發(fā)電機(jī)4，電動(dòng)機(jī)7的類型可根據(jù)所安裝車輛的工作特性進(jìn)行選擇和功率匹配，易于推廣。
[0027]本發(fā)明中串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例即上述串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)的一個(gè)實(shí)施例中采用的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，此處不再贅述，當(dāng)然，該串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以應(yīng)用到拖拉機(jī)之外的車輛上。
[0028]在上述實(shí)施例中，第一分動(dòng)箱3和第二分動(dòng)箱9的結(jié)構(gòu)并不限定于上述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，例如，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，對(duì)于第一分動(dòng)箱3，可以在主輸入軸31上設(shè)置兩只空套齒輪并設(shè)置對(duì)應(yīng)的同步器，第一輸出軸32和第二輸出軸34分別設(shè)置與對(duì)應(yīng)空套齒輪嚙合的固定齒輪，通過該同步器的選擇性結(jié)合，即可將主輸入軸31的扭矩輸出給第一輸出軸32或第二輸出軸34 ;而第二分動(dòng)箱9也可以米用上述結(jié)構(gòu)，改變輸入端和輸出端即可，并且，第二分動(dòng)箱9中的選換檔齒輪組是非必須結(jié)構(gòu)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)將第一輸入軸91或第二輸入軸92的扭矩選擇性地輸出給主輸出軸94，在其他實(shí)施例中選換檔齒輪組也可以不設(shè)置，若設(shè)置，其數(shù)量也不限于三組，可根據(jù)變速實(shí)際需求進(jìn)行增減。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，第一分動(dòng)箱3和第二分動(dòng)箱9還可以采用現(xiàn)有技術(shù)中其他結(jié)構(gòu)的分動(dòng)箱，只要第一分動(dòng)箱能夠?qū)⒅鬏斎胼S的扭矩選擇性地傳遞給第一輸出軸或第二輸出軸、第二分動(dòng)箱能夠選擇性地將第一輸入軸或第二輸入軸的扭矩傳遞給主輸出軸即可。另外，上述實(shí)施例中的主變速器10也是非必須結(jié)構(gòu)，在其他實(shí)施例中可以省去或替換，例如直接將第二分動(dòng)箱9的主輸出軸94與后橋11傳動(dòng)連接。
【權(quán)利要求】
1.串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接的發(fā)電機(jī)、與發(fā)電機(jī)電連接的電耦合裝置和與電耦合裝置電連接的電動(dòng)機(jī)，其特征在于:還包括具有主輸入軸、第一輸出軸和第二輸出軸的用于將主輸入軸的扭矩選擇性地傳遞給第一輸出軸或第二輸出軸的第一分動(dòng)箱，以及具有第一輸入軸、第二輸入軸和主輸出軸的用于選擇性地將第一輸入軸或第二輸入軸的扭矩傳遞給主輸出軸的第二分動(dòng)箱；所述主輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接，第一輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸傳動(dòng)連接，第二輸出軸與第二分動(dòng)箱的第二輸入軸傳動(dòng)連接，所述第二分動(dòng)箱的第一輸入軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述主輸入軸與第一輸出軸是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述第一分動(dòng)箱還設(shè)有與第二輸出軸同軸布置的第一過渡軸，所述第一過渡軸與第二輸出軸通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述主輸入軸與第一分動(dòng)箱過渡軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一輸入軸與主輸出軸是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；第二分動(dòng)箱還設(shè)有中間軸，所述第二輸入軸與中間軸的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的兩個(gè)以上的選換檔齒輪組，各所述選換檔齒輪組均包括空套在第二輸入軸和中間軸兩者之一上的空套齒輪和固定在兩者另一個(gè)上的固定齒輪，空套齒輪與對(duì)應(yīng)的第二輸入軸和中間軸之間通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開 ，所述中間軸與主輸出軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有具有與所述第二分動(dòng)箱的主輸出軸傳動(dòng)連接的主變速器輸入軸的主變速器，所述主變速器具有用于與相應(yīng)車輛的后橋傳動(dòng)連接的主變速器輸出軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述主變速器輸入軸和主變速器輸出軸是同軸設(shè)置，所述主變速器還包括與主變速器輸入軸平行設(shè)置的主變速器中間軸和倒檔軸，所述主變速器輸入軸與中間軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接；所述主變速器中間軸與主變速器輸出軸的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的兩個(gè)以上的主變速器選換檔齒輪組，各主變速器選換檔齒輪組均包括空套在主變速器中間軸和主變速器輸出軸兩者之一上的空套齒輪和固定在兩者另一個(gè)上的固定齒輪，空套齒輪與相應(yīng)的主變速器中間軸或主變速器輸出軸之間通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述主變速器中間軸上設(shè)有倒檔主動(dòng)齒輪，所述主變速器輸出軸上設(shè)有倒檔從動(dòng)齒輪，所述倒檔軸上設(shè)有與倒檔主動(dòng)齒輪和倒檔從動(dòng)齒輪同時(shí)嚙合的倒檔中間齒輪，所述倒檔從動(dòng)齒輪是空套設(shè)置并通過對(duì)應(yīng)的同步器與主變速器輸出軸耦合或斷開。
6.串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)，包括車輪和用于驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接的發(fā)電機(jī)、與發(fā)電機(jī)電連接的電耦合裝置和與電耦合裝置電連接的電動(dòng)機(jī)，其特征在于:還包括具有主輸入軸、第一輸出軸和第二輸出軸的用于將主輸入軸的扭矩選擇性地傳遞給第一輸出軸或第二輸出軸的第一分動(dòng)箱，以及具有第一輸入軸、第二輸入軸和主輸出軸的用于選擇性地將第一輸入軸或第二輸入軸的扭矩傳遞給主輸出軸的第二分動(dòng)箱；所述主輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接，第一輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸傳動(dòng)連接，第二輸出軸與第二分動(dòng)箱的第二輸入軸傳動(dòng)連接，所述第二分動(dòng)箱的第一輸入軸與電動(dòng)機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)，其特征在于:所述主輸入軸與第一輸出軸是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述第一分動(dòng)箱還設(shè)有與第二輸出軸同軸布置的第一過渡軸，所述第一過渡軸與第二輸出軸通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述主輸入軸與第一分動(dòng)箱過渡軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)，其特征在于:所述第一輸入軸與主輸出軸是同軸布置并通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；第二分動(dòng)箱還設(shè)有中間軸，所述第二輸入軸與中間軸的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的兩個(gè)以上的選換檔齒輪組，各所述選換檔齒輪組均包括空套在第二輸入軸和中間軸兩者之一上的空套齒輪和固定在兩者另一個(gè)上的固定齒輪，空套齒輪與對(duì)應(yīng)的第二輸入軸和中間軸之間通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開，所述中間軸與主輸出軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)，其特征在于:所述串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有具有與所述第二分動(dòng)箱的主輸出軸傳動(dòng)連接的主變速器輸入軸的主變速器，所述主變速器具有用于與相應(yīng)車輛的后橋傳動(dòng)連接的主變速器輸出軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)，其特征在于:所述主變速器輸入軸和主變速器輸出軸是同軸設(shè)置，所述主變速器還包括與主變速器輸入軸平行設(shè)置的主變速器中間軸和倒檔軸，所述主變速器輸入軸與中間軸之間通過一對(duì)齒輪傳動(dòng)連接；所述主變速器中間軸與主變速器輸出軸的對(duì)應(yīng)段之間設(shè)有用于在兩者之間傳遞扭矩的兩個(gè)以上的主變速器選換檔齒輪組，各主變速器選換檔齒輪組均包括空套在主變速器中間軸和主變速器輸出軸兩者之一上的空套齒輪和固定在兩者另一個(gè)上的固定齒輪，空套齒輪與相應(yīng)的主變速器中間軸或主變速器輸出軸之間通過對(duì)應(yīng)的同步器耦合或斷開；所述主變速器中間軸上設(shè)有倒檔主動(dòng)齒輪，所述主變速器輸出軸上設(shè)有倒檔從動(dòng)齒輪，所述倒檔軸上設(shè)有與倒檔主動(dòng)齒輪和倒檔從動(dòng)齒輪同時(shí)·嚙合的倒檔中間齒輪，所述倒檔從動(dòng)齒輪是空套設(shè)置并通過對(duì)應(yīng)的同步器與主變速器輸出軸耦合或斷開。
【文檔編號(hào)】B60K6/36GK103434384SQ201310366518
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】周志立, 劉孟楠, 徐立友, 時(shí)輝, 方樹平, 王偉, 游昆云, 王心彬, 李晴, 劉海亮 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)