帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置

《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》是第一拖拉機股份有限公司於2014年6月9日申請的專利，該專利公布號為CN104044452A，公布日為2014年9月7日，發明人是王東青、王富凱、楊桂香、王琳、郭志強等。

《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》包括前傳動箱和後傳動箱，前傳動箱布置有機械換向裝置、高-低負載換擋裝置，後傳動箱布置有主變速裝置和副變速裝置。機械換向裝置、高-低負載換擋裝置、主變速裝置和副變速裝置依次排列，機械換向裝置一端與發動機相連，副變速裝置一端與拖拉機後橋相連。上述布置方式，可將拖拉機發動機動力向拖拉機後橋、前橋及動力輸出軸傳遞。通過機械換向裝置、高-低負載換擋裝置、主變速裝置和副變速裝置的組合，可以實現24個前進擋和12個倒退擋，擋位數多，作業適應性好；機械換向裝置布置在主變速前端，換向時轉動慣量相對較小，同步器同步時間短，換擋衝擊及換擋力小，前進及倒退擋位轉換更快捷。

2018年8月，《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》獲得第一屆河南省專利獎三等獎。

（概述圖為《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置
• 公布號：CN104044452A
• 公布日：2014年9月7日
• 申請號：2014102506111
• 申請日：2014年6月9日
• 申請人：第一拖拉機股份有限公司
• 地址：河南省洛陽市澗西區建設路154號
• 發明人：王東青、王富凱、楊桂香、王琳、郭志強、劉超
• 專利代理機構：洛陽公信智慧財產權事務所
• 代理人：陳英超
• 分類號：B60K17/08(2006.01)I、B60K17/344(2006.01)I、F16H3/087(2006.01)I、F16H3/12(2006.01)I等
• 類別：發明專利

專利背景

2014年6月之前，中國拖拉機傳動系統主要有兩種型式：一是機械換擋，採用嚙合套或同步器等進行拖拉機擋位的切換，換擋時需分離主離合器，切斷拖拉機動力傳遞；另一種是負載換擋（又稱動力換擋），採用電控或液控的濕式離合器來進行擋位的切換，換擋時主離合器不需分離，拖拉機的動力傳遞也不中斷。機械換擋的方式簡單可靠，製造成本低，但頻繁操作時駕駛員的勞動強度相對較大，中國大部分拖拉機均採用此種換擋方式。動力換擋結構複雜，製造成本高，但操作輕便，同時換擋時拖拉機動力不中斷，作業效率相對較高，只在部分大功率拖拉機上得到套用。

根據中國拖拉機使用的具體情況，結合上述兩種傳動繫結構型式的優點，開發一種拖拉機新型傳動系，在機械變速箱的基礎上增加一個高-低負載換擋裝置，使其各作業擋正常作業時採用機械換擋，而作業過程中如遇耕作阻力變化比較大需要換較低的擋位時又能進行負載換擋(高擋和低擋間進行切換)，這樣既提高了作業效率，又不至於使拖拉機成本增加過多。

發明內容

專利目的

《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》的目的在於提供一種結構簡單、使用可靠、操縱方便、成本較低的帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置。

技術方案

《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》包括：前傳動箱和後傳動箱，前傳動箱內布置有機械換向裝置、高-低負載換擋裝置，後傳動箱內布置有主變速裝置和副變速裝置；機械換向裝置、高-低負載換擋裝置、主變速裝置和副變速裝置依次排列，機械換向裝置一端與發動機相連，副變速裝置一端與拖拉機後橋相連。

機械換向裝置內安裝有主離合器軸和惰輪軸，高-低負載換擋裝置內安裝有高-低雙聯齒輪軸和高-低從動軸，主離合器軸和高-低雙聯齒輪軸的軸心在一條直線上，並與高-低從動軸相互平行；動力輸出軸從主離合器軸的內部穿過；高-低雙聯齒輪軸套裝在主離合器軸上。

在機械換向裝置內，主離合器軸上固定安裝有換向同步器，套裝有換向主動齒輪，惰輪軸上套裝有惰輪，換向從動齒輪固定安裝於高-低從動軸上；惰輪分別與換向主動齒輪和換向從動齒輪相互嚙合；換向同步器嚙合套可沿軸向左右滑動，分別與兩側齒輪上的連線齒接合。

在高-低負載換擋裝置內，高擋主動齒輪和低擋主動齒輪與高-低雙聯齒輪軸為一整體；高-低從動軸上有電液控制的高擋離合器和低擋離合器，固定安裝有常嚙合主動齒輪，套裝有高擋從動齒輪和低擋從動齒輪；高擋主動齒輪和低擋主動齒輪分別與高擋從動齒輪和低擋從動齒輪相互嚙合；高擋離合器接合時，高擋從動齒輪和高-低從動軸聯為一體，低擋離合器接合時，低擋從動齒輪和高-低從動軸聯為一體。

改善效果

《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》採用上述布置方式，傳動路線清楚，結構緊湊，可將拖拉機發動機動力向拖拉機後橋、前橋及動力輸出軸傳遞。通過機械換向裝置、高-低負載換擋裝置、主變速裝置和副變速裝置的組合，可以實現24個前進擋和12個倒退擋，擋位數多，作業適應性好；機械換向裝置布置在主變速前端，換向時轉動慣量相對較小，同步器同步時間短，換擋衝擊及換擋力小，前進及倒退擋位的轉換更快捷；高-低負載換擋裝置採用濕式多片離合器，電液控制，通過變速桿手柄上的按鈕即可換擋，不需分離主離合器，操縱簡單方便，操縱舒適性好；通過副變速裝置中的中擋從動齒輪還可以將動力傳到分動箱，最終傳到前驅動橋，實現四輪驅動；通過副變速裝置中的中擋從動齒和中擋主動齒輪可以將傳到後橋的動力一部分傳到動力輸出裝置，實現同步動力輸出。

附圖說明

圖1為《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》的結構示意圖。

圖1

權利要求

1.《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》包括：前傳動箱（G1）和後傳動箱（G2），其特徵在於：前傳動箱（G1）內布置有機械換向裝置（T1）、高-低負載換擋裝置（T2），後傳動箱（G2）內布置有主變速裝置（T3）和副變速裝置（T4）；機械換向裝置（T1）、高-低負載換擋裝置（T2）、主變速裝置（T3）和副變速裝置（T4）依次排列，機械換向裝置（T1）一端與發動機（E）相連，副變速裝置（T4）一端與拖拉機後橋相連（W）。

2.根據權利要求1所述的帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置，其特徵在於：機械換向裝置（T1）內安裝有主離合器軸（S2）和惰輪軸（S5），高-低負載換擋裝置（T2）內安裝有高-低雙聯齒輪軸（S3）和高-低從動軸（S4），主離合器軸（S2）和高-低雙聯齒輪軸（S3）的軸心在一條直線上，並與高-低從動軸（S4）相互平行；動力輸出軸S1從主離合器軸（S2）的內部穿過；高-低雙聯齒輪軸（S3）套裝在主離合器軸（S2）上。

3.根據權利要求1所述的帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置，其特徵在於：在機械換向裝置（T1）內，主離合器軸（S2）上固定安裝有換向同步器（2），套裝有換向主動齒輪（1），惰輪軸（S5）上套裝有惰輪（16），換向從動齒輪（15）固定安裝於高-低從動軸（S4）上；惰輪（16）分別與換向主動齒輪（1）和換向從動齒輪（15）相互嚙合；換向同步器（2）嚙合套可沿軸向左右滑動，分別與兩側齒輪上的連線齒接合。

4.根據權利要求1所述的帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置，其特徵在於：在高-低負載換擋裝置（T2）內，高擋主動齒輪（3）和低擋主動齒輪（4）與高-低雙聯齒輪軸（S3）為一整體；高-低從動軸（S4）上有電液控制的高擋離合器和低擋離合器，固定安裝有常嚙合主動齒輪（12），套裝有高擋從動齒輪（14）和低擋從動齒輪（13）；高擋主動齒輪（3）和低擋主動齒輪（4）分別與高擋從動齒輪（14）和低擋從動齒輪（13）相互嚙合；高擋離合器接合時，高擋從動齒輪（14）和高-低從動軸（S4）聯為一體，低擋離合器接合時，低擋從動齒輪（13）和高-低從動軸（S4）聯為一體。

實施方式

如圖1所示，《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》包括：前傳動箱G1和後傳動箱G2，前傳動箱G1內布置有械換向裝置T1、高-低負載換擋裝置T2，後傳動箱G2內布置有主變速裝置T3和副變速裝置T4。機械換向裝置T1、高-低負載換擋裝置T2、主變速裝置T3和副變速裝置T4依次排列，機械換向裝置T1一端與發動機E相連，副變速裝置T4一端與拖拉機後橋W相連。

機械換向裝置T1內安裝有主離合器軸S2和惰輪軸S5，高-低負載換擋裝置T2內安裝有高-低雙聯齒輪軸S3和高-低從動軸S4，主離合器軸S2和高-低雙聯齒輪軸S3的軸心在一條直線上，並與高-低從動軸S4相互平行；動力輸出軸S1從主離合器軸S2的內部穿過；高-低雙聯齒輪軸S3套裝在主離合器軸S2上。

在機械換向裝置T1內，主離合器軸S2上固定安裝有換向同步器2，套裝有換向主動齒輪1，惰輪軸S5上套裝有惰輪16，換向從動齒輪15固定安裝於高-低從動軸S4上；惰輪16分別與換向主動齒輪1和換向從動齒輪15相互嚙合；換向同步器2嚙合套可沿軸向左右滑動，分別與兩側齒輪上的連線齒接合。

在高-低負載換擋裝置T2內，高擋主動齒輪3和低擋主動齒輪4與高-低雙聯齒輪軸S3為一整體；高-低從動軸S4上有電液控制的高擋離合器和低擋離合器，固定安裝有常嚙合主動齒輪12，套裝有高擋從動齒輪14和低擋從動齒輪13；高擋主動齒輪3和低擋主動齒輪4分別與高擋從動齒輪14和低擋從動齒輪13相互嚙合；高擋離合器接合時，高擋從動齒輪14和高-低從動軸S4聯為一體，低擋離合器接合時，低擋從動齒輪13和高-低從動軸S4聯為一體。

在後傳動箱G2內，常嚙合從動齒5與常嚙合主動齒12相互嚙合，動力由常嚙合從動齒5輸入。在主變速裝置T3內，同步器10和11可以分別沿軸向左右移動，分別與兩側齒輪上的連線齒接合，實現動力傳遞，因此，共可實現4個擋位；在副變速裝置T4內，嚙合套6可以沿軸向右移動，與右側齒輪上的連線齒接合，嚙合套9可以沿軸向左右移動，與兩側齒輪上的連線齒接合，實現動力傳遞，因此，共可實現3個擋位。

拖拉機發動機動力可分兩路經帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置傳遞，其路徑如下：

第一路從拖拉機發動機E通過動力輸出軸S1傳遞到動力輸出裝置P，驅動拖拉機動力輸出軸，實現獨立動力輸出。

第二路從拖拉機發動機E通過主離合器軸S2傳遞到前傳動箱G1內的機械換向裝置T1，機械換向裝置T1根據主離合器軸S2上的換向同步器2的狀態可實現兩個擋，每個擋的動力傳遞路徑如下：

前進擋：換向同步器2向右滑動與高擋主動齒輪3上的連線齒接合，動力由主離合器軸S2→換向同步器2→高擋主動齒輪3。

倒退擋：換向同步器2向左滑動與換向主動齒輪1上的連線齒接合，動力由主離合器軸S2→換向同步器2→換向主動齒輪1→惰輪16→換向從動齒輪15。

前進擋時，動力經高擋主動齒輪3傳遞到高-低負載換擋裝置T2中。高-低負載換擋裝置T2根據高-低從動軸S4上離合器的狀態可實現兩個擋，每個擋的動力傳遞路徑如下：

高擋：高擋離合器接合，低擋離合器分離，動力由高擋主動齒輪3→高擋從動齒輪14→高-低從動軸S4→常嚙合主動齒輪12。

低擋：低擋離合器接合，高擋離合器分離，動力由高擋主動齒輪3→高-低雙聯齒輪軸S3→低擋從動齒輪13→高-低從動軸S4→常嚙合主動齒輪12。

倒退擋時，動力傳遞到換向從動齒輪15，再經高-低從動軸S4→常嚙合主動齒輪12。

動力經常嚙合主動齒輪12和常嚙合從動齒輪5傳到後傳動箱G2中。

在副變速裝置T4中，傳遞到拖拉機後橋W的動力一部分可以經分動箱傳向拖拉機前驅動橋F，實現四輪驅動。

在副變速裝置T4中，傳遞到拖拉機後橋W的動力一部分可以經中擋從動齒輪8和中擋主動齒7傳遞到拖拉機動力輸出裝置P，實現同步動力輸出。

以上綜合起來，機械換向裝置T1、高-低負載換擋裝置T2、主變速裝置T3和副變速裝置T4組合，可將拖拉機發動機E動力向拖拉機後橋W、前驅動橋F及動力輸出裝置P傳遞，並可以實現24個前進擋和12個倒退擋，同時還可實現四輪驅動和同步動力輸出。

榮譽表彰

2018年8月，《帶機械換向及負載換擋的多擋拖拉機傳動裝置》獲得第一屆河南省專利獎三等獎。