專利名稱：多段連續(xù)液壓機械無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一般車輛傳動領(lǐng)域，涉及一種液壓傳動和機械傳動相結(jié)合的高效無級變速傳動裝置。特別是涉及動力可單獨通過液壓傳動、機械傳動以及通過液壓和機械結(jié)合雙功率流傳動的多段連續(xù)液壓機械無級變速器。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)拖拉機和一般車輛常用有級齒輪傳動和靜液壓傳動的變速器把發(fā)動機的動力傳遞到工作裝置，完成所要求的工作任務(wù)。如通過變速器將動力適當(dāng)?shù)貍鬟f到車輪或農(nóng)具。特別是農(nóng)業(yè)拖拉機在耕地或其他作業(yè)的速度范圍內(nèi)需要長時間的滿功率工作，在這種條件下，期望有最高的傳動效率。因此在選擇這些類型車輛的變速器時，傳動效率和傳動比變化范圍是兩個主要考慮因素。靜液壓傳動通常能提供很寬的傳動比變化范圍，但是傳動效率比齒輪傳動低。齒輪傳動有很高的傳動效率，但不能做到無級變速。單獨應(yīng)用都很難滿足拖拉機及工程機械類車輛的使用要求。
多段連續(xù)液壓機械無級變速器將機械傳動的高效率與液壓傳動的無級變速特性結(jié)合起來，采用雙功率流傳動，大部分動力由機械傳動，少部分動力由液壓傳動，從而可以實現(xiàn)高效率和寬范圍的無級變速傳動，滿足大功率無級變速傳動要求，特別適合于在農(nóng)業(yè)拖拉機和一般車輛上應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種簡單行星排結(jié)構(gòu)、多工作段高效率傳動的多段連續(xù)液壓機械無級變速器。
本實用新型變速器的組成主要包括安裝在箱體內(nèi)的輸入軸1、行星齒輪排7、中間軸13、變速區(qū)段選擇齒輪組36、輸出軸23、安裝在箱體上的由變排量泵4和定排量馬達30組成的閉式傳動液壓動力單元、動力輸出軸28等。其特征在于行星齒輪排7的前置同步離合器6和5可分別使輸入軸1與齒圈8和行星架9接合，后置同步離合器11和12可分別使中間軸13與齒圈8和行星架9接合；后置同步離合器11和12也可共同使行星齒輪排7與中間軸13固接為一體；輸入軸1經(jīng)過一對齒輪2、3驅(qū)動變量泵4，變量泵4的輸出調(diào)節(jié)定量馬達30的轉(zhuǎn)速；定量馬達30經(jīng)過一對齒輪29、24驅(qū)動行星齒輪排7的太陽輪10；中間軸13構(gòu)成變速區(qū)段選擇齒輪組36的輸入軸，變速器的輸出軸23構(gòu)成變速區(qū)段選擇齒輪組36的輸出軸，由離合器15、19、34、32選擇工作的齒輪對，輸入軸1通過一對齒輪39、38變速直接驅(qū)動動力輸出軸28。
本實用新型可以達到如下的積極效果當(dāng)離合器11、12接合時，行星排7與中間軸13固接為一體，隨著泵4的排量調(diào)節(jié)，中間軸13可以得到在正反雙向連續(xù)變化的純液壓無級變速段，滿足拖拉機零速起步或一般車輛的前后連續(xù)穿梭行駛作業(yè)。
當(dāng)離合器6、12接合時，隨著泵4的排量調(diào)節(jié)，中間軸13可以得到低速液壓機械無級變速段。當(dāng)離合器5、11接合時，隨著泵4的排量調(diào)節(jié)，中間軸13可以得到高速液壓機械無級變速段。上述兩段在泵排量的適當(dāng)位置可以實現(xiàn)同步切換，實現(xiàn)寬范圍的連續(xù)無級變速。并且在切換點使離合器6和11(或5和12)接合時，輸入軸1和中間軸13直接連接，可以實現(xiàn)同步速度下的高效率純機械檔傳動，在每段中對應(yīng)泵排量為零的傳動比，由于液壓功率分流比為零，也屬純機械檔，這樣中間軸13共有三個高效率的純機械檔。
變速器輸入軸1到中間軸13為無級變速，中間軸13到輸出軸23為有級變速，二者結(jié)合形成主副變速箱的串聯(lián)傳動關(guān)系，各連續(xù)變速段之間在變速器輸出轉(zhuǎn)速相等點切換，形成多段連續(xù)無級變速傳動，從而拓寬無級變速范圍并實現(xiàn)反向傳動。變速區(qū)段選擇齒輪組中齒輪對的數(shù)目和傳動比針對不同的車輛類型可根據(jù)變速范圍和在常用速度區(qū)段保證高效率工作的要求選擇。圖1變速器共有正向6個連續(xù)無級變速段，反向2個連續(xù)無級變速段。在農(nóng)業(yè)拖拉機中應(yīng)用時，由離合器34、19、15分別對應(yīng)選擇低速區(qū)、中速區(qū)和高速區(qū)的兩段無級變速區(qū)段，對應(yīng)于拖拉機的中耕、犁耕和運輸?shù)茸鳂I(yè)中的無級變速，離合器32選擇倒車的兩段無級變速區(qū)段(由二對齒輪25和26、33和18傳動)。在各常用工作區(qū)段效率高，每個區(qū)的三個純機械檔更有突出的高效率，配合一定的發(fā)動機和后橋變速，整車速度可在正向0～35km/h、反向0～10km/h之間連續(xù)調(diào)整。


圖1為本實用新型液壓機械無級變速器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為液壓機械無級變速器的原理圖。
具體實施方式
本實用新型多段連續(xù)液壓機械無級變速器的組成原理如附圖2所示，其范例結(jié)構(gòu)如附圖1所示。其組成包含輸入軸1、太陽輪軸37、中間軸13、過渡軸27、輸出軸23、動力輸出軸28、行星齒輪排7及分別與其齒圈8和行星架9相連的4個同步離合器5、6、11、12，液壓泵4、液壓馬達30、泵輸入變速齒輪2和3、馬達輸出變速齒輪29和24、低速齒輪對(由三對齒輪21和20、22和31、35和14組成)、中速齒輪對(由一對齒輪21和20構(gòu)成)、高速齒輪對(由一對齒輪16和17組成)、倒檔齒輪對(由兩對齒輪25和26、33和18組成)、變速區(qū)段選擇離合器15、19、34、32等。變速器的輸入軸1、行星齒輪排7、中間軸13同軸布置在前箱體內(nèi)，中間軸13空套在太陽輪軸37上并進入后箱體。中間軸13、過渡軸27、輸出軸23平行布置在后箱體內(nèi)，變速區(qū)段選擇齒輪組36及其選擇離合器15、19、34、32在三軸上緊湊布置。前后箱布置便于行星排的裝配。液壓泵4和液壓馬達30之間構(gòu)成閉式液壓回路，布置在箱體外，既便于液壓單元的安裝和調(diào)整，也有利于減小箱體尺寸。離合器采用濕式摩擦離合器，控制方便，接合沖擊小。動力輸出軸28與輸入軸1平行布置并穿過前后箱體從后端輸出。
當(dāng)離合器6、12接合時，輸入軸1和中間軸13之間形成1個低速液壓機械無級變速段，離合器5、11接合時，輸入軸1和中間軸13之間形成1個高速液壓機械無級變速段，中間軸13和輸出軸23之間有3個正向檔位，1個反向檔位，因此，變速器共有6個正向液壓機械無級變速段，2個反向液壓機械無級變速段。
液壓機械無級變速器由微電子數(shù)字控制器控制離合器的接合及變量泵排量的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)正反向多段連續(xù)無級變速傳動。
當(dāng)車輛零速起步時，變速器低速區(qū)段離合器34、行星排7后置離合器11、12接合，行星齒輪排7三構(gòu)件(包括齒圈8、行星架9和太陽輪10)及中間輸出軸13連成一體，動力由輸入軸1傳遞到液壓泵4、再到液壓馬達30、行星齒輪排7、中間軸13、低速齒輪對(21和20、22和31、35和14)，最后傳遞到輸出軸23?？刂谱兞勘?的排量從零開始正向增大，輸出軸23將從零速開始在低速范圍內(nèi)正向逐漸增大，從而實現(xiàn)車輛的零速起步。如果控制變量泵4的排量在正反極限范圍內(nèi)變化，輸出軸23將在低速范圍內(nèi)正反向變化，從而實現(xiàn)車輛的前后穿梭行駛。這種工作模式也可以使車輛精確停止，如用于拖拉機的農(nóng)具掛接等。
當(dāng)車輛低速起步時，離合器34、6和12接合，當(dāng)調(diào)節(jié)泵排量從反向最大向正向調(diào)節(jié)時，變速器將在低速區(qū)的低速液壓機械段工作。當(dāng)行星架9與輸入軸1速度同步時，脫開離合器6，接合離合器5，變速器將切換到低速區(qū)的純機械檔，從而實現(xiàn)高效率傳動。當(dāng)脫開離合器12，接合離合器11，變速器將同步切換到低速區(qū)的高速液壓機械段工作。
當(dāng)變量泵4的排量負(fù)向調(diào)節(jié)到同步換段點時，脫開離合器5、11、34，接合離合器6、12、19，中間軸13與輸入軸1之間切換到低速液壓機械段，輸出軸23與中間輸出軸13之間切換到中速區(qū)的液壓機械段工作。其后的調(diào)節(jié)與在低速區(qū)的調(diào)節(jié)類似。
當(dāng)?shù)管囯x合器32接合，其它離合器與前進方向類似接合時，車輛將反向無級變速行駛。
權(quán)利要求1.一種多段連續(xù)液壓機械無級變速器，主要包括安裝在箱體內(nèi)的輸入軸(1)、行星齒輪排(7)、中間軸(13)、變速區(qū)段選擇齒輪組(36)、輸出軸(23)、安裝在箱體上的由變排量泵(4)和定排量馬達(30)組成的閉式傳動液壓動力單元、動力輸出軸(28)等，其特征在于行星齒輪排(7)的前置同步離合器(6)和(5)可分別使輸入軸(1)與齒圈(8)和行星架(9)接合，后置同步離合器(11)和(12)可分別使中間軸(13)與齒圈(8)和行星架(9)接合，輸入軸(1)經(jīng)過一對齒輪(2)、(3)驅(qū)動變量泵(4)，變量泵(4)的輸出調(diào)節(jié)定量馬達(30)的轉(zhuǎn)速，定量馬達(30)經(jīng)過一對齒輪(29)、(24)驅(qū)動行星齒輪排(7)的太陽輪(10)，中間軸(13)構(gòu)成變速區(qū)段選擇齒輪組(36)的輸入軸，變速器的輸出軸(23)構(gòu)成變速區(qū)段選擇齒輪組(36)的輸出軸，由離合器(15)、(19)、(34)、(32)選擇工作的齒輪對，輸入軸(1)通過一對齒輪(39)、(38)變速直接驅(qū)動動力輸出軸(28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段連續(xù)液壓機械無級變速器，其特征在于后置同步離合器(11)和(12)也可共同使行星齒輪排(7)與中間軸(13)固接為一體。
專利摘要一種車用多段連續(xù)液壓機械無級變速器，包含一個布置在箱體內(nèi)的行星齒輪排及分別與其齒圈和行星架相連的4個同步離合器，變速器輸入軸可通過前置2個離合器分別與齒圈或行星架接合，齒圈或行星架可通過后置2個離合器驅(qū)動中間軸；一套固定在箱體上的由變排量泵和定排量馬達閉式傳動構(gòu)成的液壓單元；一組并聯(lián)的變速區(qū)段選擇齒輪對，其輸入軸為中間軸，輸出軸為變速器的輸出軸，齒輪對通過離合器選擇性連接輸出軸。中間軸和輸出軸之間的變速區(qū)段選擇與輸入軸和中間軸之間的無級變速為主副變速串聯(lián)傳動關(guān)系。變速器由控制器控制離合器的接合順序及變量泵的排量，可以實現(xiàn)正反向多段連續(xù)的寬范圍、高效率無級變速傳動。
文檔編號B60K17/00GK2818924SQ20052003107
公開日2006年9月20日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者周志立, 張明柱, 徐立友, 張文春 申請人:河南科技大學(xué)