CN201086632Y - 两轮混合动力拖拉机 - Google Patents

Abstract

本实用新型两轮混合动力拖拉机，微型柴油机和电动混合动力，主要用于农业农村的一种工具，其特点是；在不需要燃油也可利用蓄电池带动工作，可做电动车用，发动机利用柴油燃烧后的高温气体，产生高温，在另外一个汽缸中和水蒸气汇合，水蒸气在高温状态下迅速膨胀，产生动力，推动活塞工作；可减少空气污染，和温室气体排放，同时节约燃料，通过整流和稳压控制系统输出60V安全直流、220V交流电源，做野外作业电源；在农业领域用于收割，耕地，播种，施肥、地膜覆盖水泵又能用于浇灌，喷洒农药，主要特点是体积小，功率在3－12千瓦之间，机动灵活，刹车采用汽车的碟式制动，安全可靠，电力启动，操作方便，用于短途货物运输，也可乘载三人作为交通工具。

Description

两轮混合动力拖拉机

技术领域

本适用新型涉两轮混合动力拖拉机，涉及一种农业作业运输工具。主要用柴油，电力混合动力，单机时作为运输工具，移动发电电源，选择组件可用于农业耕种，收割，喷洒农药，灌溉，园林整地，修剪作业养护，短距离运输，野外作业的供应电源。

背景技术

同类技术领域，在专利申请中公开混合动力摩托车，多采用单缸汽油发动机，主要用于交通运输领域；目前农业领域普遍的四轮拖拉机，车体大，丘陵和山区野外道路较差时，田间和园林小空间无法工作，在选择外挂装置，收割机，耕作机械，动力安装复杂，动力发动机，主要采用单缸柴油机，油过大，能效损耗大，排放气体污染空气严重。特别是蔬菜种植领域还没有适合的小型耕种机械，在田间作业园林喷洒农药机械没有一种可机动作业，安全便捷的设备，作为发电设备，目前发电机多是单机作业，在野外作业时，移动运输不便。

发明内容

本实用新型主要目的是提供一种以柴油，电力，乙醇为混合动力，环保，节约的多用途拖拉机，后面悬挂耕作机械，电力驱动运转可用做农业耕地、播种施肥，作物收割，喷洒农药时在侧面可悬挂水箱，直接联结电动喷雾器，配置水泵浇灌，园林整地，修剪养护，挂装后箱或边箱作短途运输工具，在野外作业时可作为方便的交、直流电源，前、后轮各有动力驱动，后轮双轮结构，可在较窄的道路，行走平稳，机动灵活，可手扶作业或骑行作业。

本实用新型主要采用一个双缸八冲程微型风冷柴油发动机作动力，一个交流发电、直流电动机为一体的电机，离合器，自动变速器，储电池组，前轮安装可拆卸直流电机作动力，有调速系统控制；动力系统：仪表盘，油箱，水箱组成的辅助系统：附件可根据需要选择，小麦收割机，园林修剪机，旋耕机，播种机，地膜覆盖机，喷雾机，浇灌机，运输边箱，后挂箱，组成工作系统。

一、行走系统，前转向架减震车体支架，后悬挂架，转向机构，可安装各种辅助工具，收割机，修剪机，侧面可安装拆卸式边箱，后悬挂可安装耕地机械，播种机械，地膜覆盖机械，喷灌机，拖车支架；前轮安装有直流电动，交流发电机，碟式车闸制动组成，后轮有单、双轮结构，有链轮或齿轮动力组件，制动蝶闸组成。

二、动力系统，发动机，普通型有双缸风冷柴油机组成，双缸、八冲程柴油机，主要有一个柴油工作汽缸、一个余热回收蒸汽气工作汽缸，一个进气门，一个排气门，一个中置气门组成，曲轴和气门用伞型齿轮立轴连接驱动，减少噪音，通过凸轮推动气门工作，油泵采用齿轮油泵，和电磁轴塞加压控制喷油时间，中间气门安装有乙醇喷射催化装置，柴油工作缸主要有，进气冲程，压缩冲程，工作冲程，排气工作冲程完成做工，排出高温气体在经过乙醇催化装置，混合汽化乙醇，颗粒状态碳化物二次燃烧，进入蒸汽工作汽缸，压缩冲程，喷雾工作冲程，和排气冲程，循环运行工作。水在通过柴油工作汽缸外部散热管加热，经过轴塞水泵加压，喷头雾化，向蒸汽缸内喷射雾状水蒸气；柴油发动机主轴连接两个活塞，主轴和曲轴为一体结构上用两个惯性平衡铁。

三、主轴通过连轴固定连接直流电动、交流发电机，通过离合器连接到自动变速齿轮箱，用链条、传动轴传动到后轮；在发动机启动后，发电机自动工作，发出电能经过整流和控制系统向蓄电池组、前轮或外部提供电能，电机设计为水或油强制循环冷却，电机内部安装冷却管，外部安装散热片，保证长期能够工作和高温环境不会烧毁电机：换向器采用自动更换碳刷功能；在最大做工状态，需要后轮加大动力时，控制系统打开，有储电池提供电力，电动机开始工作，作电动机使用，和发动机同时输出动力，动力经过变速装置，通过链条或传动轴输送到后轮，完成行走工作；车辆静止需要提供电源，发动机带动发电机发电和蓄电池组合，输出稳定的交、直流电源；电动机同时作为发动机启动电机使用。

四、控制系统，主要包括；发电整流稳压系统，电压逆变系统，调速系统，蓄电池管理系统，安全保护系统，控制整机做工，在低速或小动力工作时，蓄电池提供动力，有电动机带动前行走，在需要加大动力时，或蓄电池电量不足时，柴油发动机开始启动工作，三级动力装置，发动机基本在恒速状态运转，提高工作效率，减少污染排放。

五、辅助系统，储备燃油油箱，水箱，乙醇储存箱，油泵，水泵，蓄电池，仪表，仪表盘，照明灯，制动刹车、座位。

六、可选择外挂工作系统，有前部装置，各种电动收割机械，动力有发电机和蓄电池提供，后部悬挂耕作机械，播种机械，农药喷施机械，浇灌，喷灌机械，运输边箱、后挂拖车。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1本实用新型外观图

图2本实用新型主要工作结构图

图3本实用新型农业辅助原理图

图4本实用新型柴油发动机工作原理结构图

图5本实用新型电机结构图

具体实施方式

图1所描述的外观结构图，有车体车架为主体，车架前部有转向系统，前轮减震，多功能悬挂架，仪表盘，照明灯组成，中部三角形倒梯型车体组成，主要动力系统，外罩组成，后部有减震，多功能悬挂固定支架组成，行走系统有前轮，后轮组成。上部有上盖，座位组成主要车体部分。

图2给出主要工作系统：，装配可选择1-12千瓦动力：发动机1，双缸8冲程柴油机组成：油箱7，水箱8，分置安装，发动机主轴直接和电动一体机2连接，电机和离合器3连接，离合器另一端和和变速控制器4连接，变速器采用电磁铁控制调速技术，将动力通过传动轴或传动链条5，将动力输送到后轮13，发动机运转时，电机发电工作，输出电能，通过整流，控制器将电能储存到蓄电池6，通过变速控制器将电能输送到前轮驱动电动机11，驱动前轮12行走，在需要整机发电工作时，控制系统有蓄电池向外部输送电源，在能量不足时，电源管理系统打开发动机带动电机发电，可不间断提供稳定的交、直流两用电源。前轮12和后轮13在车辆下坡时带动电机转为发电状态，发出电能有控制器储存在蓄电池6。

本装置有三种动力状态，在平路行驶，有蓄电池6提电能，前轮电机驱动动力带动整车行走：二种方法有蓄电池6向电机11提供动力，带动后轮和前轮并驱行走：第三种动力状态，发动机1启动通过离合器、发电机主轴将动力传输到后轮13，和电动机同时带动车辆行走工作。柴油发动机也可独立驱动后轮，发电机发电，带动外部机械收割机，喷雾机，旋耕机，水泵工作。在蓄电池作为动力时，不许要燃油，环保无污染：发动机发电处于稳定运行状态，可节约15％燃油。三种动力结合，行走动力强劲，可节约能源20％。

在作为普通运输工具时，特别是山区较窄路面，速度控制在10-20千米/小时行走，5组60V蓄电池组6提供动力可行驶50公里左右，满足农村一般短途运输需要，可在后座两边悬挂边架载重100-1000公斤左右，在宽敞道路也可安装边厢15，后挂拖车16。

在作为野外作业或需要提供电源时，有5组60V蓄电池6单独向外部提供一定电力，在电力不足时，有控制系统打开电动机2，启动发动机1带动发电机工作，经过输变电路输出交、直流电源，电动机主要有启动电机的作用，蓄电池提供直流动力，驱动发动机运转；在需要后轮动力驱动时，离合器4闭和，直接带动后轮工作，在需要加至最大动力时，发动机通过离合器，经电机主轴，和电机共同向后轮输送动力。

电机附图4主要有转子26，换向器27，碳刷28，碳刷架29，定子线圈30和铝合金外壳31不组成，两组碳刷架各有两个以上碳刷架组成，在需要更换碳刷时可自动换取碳刷，保证电机连续长期运转。冷却管32，散热片33，保证室外高温运转电机不发热，转子和换向器采用椎型插头连接，维修方便。

根据工作需要，小型可风力冷却，中型要水冷却机构。后部并行安装两个车轮，轮距可有不同需要设计在10-50厘米，保证行走稳定性，传动小型可有链条传动，中型有传动轴传动。

控制系统：整机处于充电工作状态时，在蓄电池电压和电流低于极限时，电压控制器，电源管理系统发出信号，驱动继电器，接同电机，带动发动机，发动机开始运转，驱动发电系统，发电机开始工作，发出220V或380V交流电，经整流系统，稳压调节器，变为直流60V直流电源，向蓄电池充电：处于向外部供电时，发电机发出交流电，经过稳压系统直接向外部提供电能。调速器主要调节直流电，改变前轮电机转速，控制行走速度。在外部提供电力可直接连接输入220V电压充电，不需要另配电源。

附图5两缸八冲程发动机，20一个主汽缸，21一个再生动力汽缸，3个气门，联合完成工作，原理图5，第一冲程，20进气门打开，21联合气门关闭，主汽缸完成进气工作；第二冲程，进气门关闭，主汽缸开始压缩工作，第三冲程，喷油嘴在电磁阀控制下打开，向汽缸喷入燃料，燃烧产生动力，推动活塞主汽缸开始工作，第四冲程，23中间汽门打开，第一汽缸排气，在经过通道时混合一定比例乙醇，通过气门将高温气体排到二汽缸，第五冲程，二汽缸开始吸入气体，，二汽缸开始压缩高温气体，乙醇在高温时催化燃烧，继续提高气体温度；第七冲程，二汽缸喷雾喷嘴开始向汽缸喷入高温水雾，水雾在汽缸内高温状态迅速挥发，产生动力，推动活塞工作。第八冲程，24排气门打开，将水蒸气状态废气排出。第一汽缸开始进气个工作。在平衡惯性物作用下，活塞连续工作，推动主轴运转。

一气缸	二气缸
		第1冲程；吸气	第5冲程；压缩
第2冲程；压缩	第6冲程；工作
		第3冲程；工作	第7冲程；排气
第4冲程；排气	第8冲程；吸气

水在通过汽缸散热管道，产生高温蒸汽，在喷入高温空气中迅速挥发膨胀，产生动力，推动活塞做工，可回收能源30％，同时排出废气在水蒸气的作用下，使部分颗粒状态污染物凝变，通过回收装置，可减少污染物排放和温室作用。

在外挂收割机，喷雾器，喷灌机，旋耕机时，要求有电动机提供转动工作，方便调节，如在收割小麦，水稻，大豆，牧草，玉米，更换不同刀片即可，可任意调节留茬高度，并通过传动机构，收集在边箱，运输到指定位置。喷灌时直接驱动压缩机，吸入水和药液，进行作业，操作简单。

紧急刹车制动时有前后轮中轴安装的蝶刹制动盘和控制器组成，保证行车安全，减速时前后、轮滑行自动发电，后轮通过变速器，带动发电机运转控制器向电机转子供电，产生磁力，降低转速，并发出电能并储存到蓄电池，可回收能源。

在本实用新型同时可采用目前单缸柴油机改装，在供油系统加装电动增压泵，加强雾化效果，使用本实用新型不用加装起动机，简单经济，比较使用于低端市场开发，八冲程双缸柴油机混合电力动力驱动，节能环保。

Claims (4)

1.一种两轮混合动力拖拉机，其特征在于，前轮驱动直流电动有刷电机(11)，可交流发电，安装前减震架上，可拆下作收割机，剪草机动力，发动机(1)直接和动发电机(2)轴向联结，电机(3)有启动、发电、电动三位一体，自动更换碳刷装置(36)，电机循环冷却装置(39)，电机超温报警、自动保护装置(42)，不间断60V蓄电池(6)和发动机(1)发电机(2)，组成混合动力，在车辆静止，发动机和发电机工作，和蓄电池组联合，作为不间断供电技术，电机水循环冷却，在野外高温下保证长时间连续工作，自动更换碳刷，装置减少维护。

2.根据权利要求1所述的两轮混合动力拖拉机，其特征在于，主要包括一个双缸(8)冲程微型柴油发动机(1)，一个柴油工作汽缸(20)，一个蒸汽工作汽缸(21)，一个独立进气门(22)，一个联合气门(23)，一个独立排气门(24)，乙醇混合燃烧器(29)，乙醇添加燃烧技术，增加燃烧质量，提高功率，减低空气污染物排放，机械柴油泵安装在气门轴上，电磁阀控制喷油时间，水预热循环、冷却柴油工作汽缸技术，雾化加压电磁控制喷射高温水雾技术(40)，利用柴油发动机排出高温气体，经过乙醇催化二次燃烧，生成高温气体，水蒸汽遇热迅速膨胀产生动力，推动活塞做工，整机主要有一根曲轴和活塞连接产生动力，在机体内部配装惯性平衡铁，曲轴通过伞形齿轮和上轴连接连接传动，气门凸轮，齿轮柴油泵，蒸汽加压泵，安装在上轴，结构简单减少空间和发动机噪音。

3.根据权利要求1所述的两轮混合动力拖拉机，其特征在于，前轮电机(11)，固定在减震架上，通过碟片上齿轮和前轴连接，60v蓄电池，发电机提供动力，可调节速度驱动前轮行走，在减速和空载时转为发电机，向蓄电池组输送电能，发动机(1)和主电机(2)，可独立或同步带动后轮运行，前后两个驱动轮和一个辅助轮动力行走两轮驱动行走技术，变速箱采用电磁铁自动调速技术，可选装边厢、后挂拖车作交通运输工具使用，行车速度在10-30公里/小时。

4.根据权利要求1所述的两轮混合动力拖拉机，其特征在于，前轮电动机(11)可取下安装在收割机架(17)上，收割机可用于小麦，水稻，大豆，玉米，牧草的简单更换刀片方法，带动收割机工作装置，可自行调节与地面高度，适应不同作业需要，后可悬挂耕作机械，铧犁，旋耕机，播种机械(18)，地膜覆盖，喷灌作业，直接用电机(11)带动运转，并可根据需要独立调节速度。

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