專利名稱：具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程車輛的變速器。
背景技術(shù)：
工程車輛如挖掘機、裝載機、推土機以及拖拉機等廣泛應(yīng)用與社會建設(shè)的各個領(lǐng)域，對提高作業(yè)速度和質(zhì)量、減輕勞動強度、降低工程成本都發(fā)揮著重要的作用。由于工程車輛的工作環(huán)境惡劣，載荷變化大，工況多變，必須有變速箱適應(yīng)這種變化，傳統(tǒng)的機械傳動和液壓傳動變速箱各具優(yōu)點，也各自有局限性。另外，有些工程程車輛(如拖拉機、挖掘機、裝載機等)在工作過程中需要進行頻繁的制動，現(xiàn)在的車輛幾乎都無能量回收功能，制動過程中機械慣性產(chǎn)生的能量都損失掉了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就提出一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，它兼有液壓傳動無級調(diào)速和機械傳動高效率的特點，又可進行能量回收，實現(xiàn)節(jié)能。本發(fā)明解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是，一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，包括設(shè)在輸入軸上的離合器、制動器、行星排一、行星排二、行星排三，與三個行星排相連的多個定軸齒輪組，以及輸出軸上的多個離合器，其特征在于所述的輸入軸上設(shè)有機液聯(lián)動定軸齒輪組，機液聯(lián)動定軸齒輪組的從動軸的一端設(shè)有液壓變量泵，液壓變量泵的兩端與液壓馬達的兩端相連構(gòu)成液壓回路；液壓變量泵的兩端還分別接有溢流閥一、溢流閥二和換向閥一、換向閥二；換向閥一和換向閥二之間設(shè)有蓄能器，單向閥一和單向閥二的一端接油箱，另一端接在液壓變量泵和液壓馬達的液壓回路中；溢流閥的一端通過換向閥三接入油箱，另一端接在液壓變量泵和液壓馬達的回路中； 液壓馬達的輸出軸上設(shè)有輔助定軸齒輪組一、輔助定軸齒輪組二，輔助定軸齒輪組一與行星排一及行星排二相連，輔助定軸齒輪組二與行星排三相連；液壓馬達的輸出軸上還設(shè)有制動器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是一、車輛運行時輸入軸上的制動器、行星排一、行星排二、行星排三、與三個行星排相連的多個定軸齒輪組，以及輸出軸上的多個離合器，構(gòu)成三個前進擋、兩個后退檔的機械傳動支路，進行高效率的機械傳動；同時，換向閥一、二、三均關(guān)閉，輸入軸的動力經(jīng)機液聯(lián)動定軸齒輪組、液壓變量泵、液壓馬達、液壓馬達的輸出軸、輔助定軸齒輪組一、輔助定軸齒輪組二、三個行星排構(gòu)成液壓傳動支路，進行無級變速的液壓傳動?？梢?，本發(fā)明通過三個行星排和機液聯(lián)動定軸齒輪組將機械傳動裝置與液壓傳動裝置并聯(lián)在一起，實現(xiàn)了液壓傳動和機械傳動的有機組合。兼有液壓傳動無級調(diào)速和機械傳動高效率的特點，進而能夠能大幅度提高車輛的動力性、經(jīng)濟性和操作自動化水平。二、車輛制動時液壓馬達輸出軸的制動器閉鎖，液壓馬達處于制動停轉(zhuǎn)狀態(tài)，輸入軸的離合器和制動器均打開，換向閥一、換向閥二、均處于單向開啟狀態(tài)，換向閥三關(guān)閉， 動力由輸出軸反傳到輸入軸經(jīng)機液聯(lián)動定軸齒輪組帶動液壓變量泵轉(zhuǎn)動，使高壓一側(cè)的液壓油流向蓄能器；溢流閥起著限壓保護的作用。從而實現(xiàn)制動能量的回收。車輛啟動時液壓馬達輸出軸的制動器打開，輸入軸的制動器閉鎖，輸入軸固定不動，換向閥一、換向閥二、均處于關(guān)閉狀態(tài)，換向閥三開啟，蓄能器通過液壓馬達、輔助定軸齒輪組一、行星排一、驅(qū)動輸出軸啟動車輛，此時車輛可實現(xiàn)純液壓動力啟動?？梢姡景l(fā)明在制動時將制動能量回收為液壓能，回收的液壓能用于車輛的啟動， 使車輛的啟動為純液壓啟動。既能達到節(jié)能的目的，同時也提高了車輛的啟動動力性能。上述的行星排一的齒圈與輸入軸聯(lián)接，太陽輪與輔助定軸齒輪組一的被動齒輪聯(lián)接，行星架與定軸齒輪組一的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組一的被動齒輪經(jīng)離合器一與輸出軸相連。這種連接方式，組成本發(fā)明的前進一檔的傳動鏈路，其工作過程是換向閥一、二、 三均處于關(guān)閉狀態(tài)，離合器一閉合、發(fā)動機輸出的動力在輸入軸上分成兩路；一路為機械支路，通過輸入軸輸入到行星排一的齒圈的機械支路；另一路為液壓支路輸入軸經(jīng)機液聯(lián)動定軸齒輪組、液壓變量泵、液壓馬達，輔助定軸齒輪組一到行星排一的太陽輪。機械支路和液壓支路的動力匯流后經(jīng)行星排一的行星架、定軸齒輪組一、離合器一、輸出軸輸出。上述的行星排一的齒圈與輸入軸聯(lián)接，太陽輪與輔助定軸齒輪組一的被動齒輪聯(lián)接，行星架與定軸齒輪組二的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組二的被動齒輪為惰輪，該惰輪又是定軸齒輪組三的主動齒輪，定軸齒輪組三的被動齒輪經(jīng)離合器二與輸出軸相連。這種連接方式，組成本發(fā)明的倒退一擋的傳動鏈路。其工作過程是換向閥一、二、 三均處于關(guān)閉狀態(tài)，離合器二閉合、發(fā)動機輸出的動力在輸入軸上分成兩路；一路為機械支路，通過輸入軸輸入到行星排一的齒圈；另一路為液壓支路輸入軸經(jīng)機液聯(lián)動定軸齒輪組、液壓變量泵、液壓馬達，輔助定軸齒輪組一到行星排一的太陽輪。機械支路和液壓支路的動力匯流后經(jīng)行星排一的行星架、定軸齒輪組二、定軸齒輪組三、離合器二、輸出軸輸出。 由于定軸齒輪組二的被動齒輪為惰輪，該惰輪又是定軸齒輪組三的主動齒輪，從而改變了輸出軸的轉(zhuǎn)動方向，實現(xiàn)了車輛的一擋倒退。上述的行星排二的太陽輪與輔助定軸齒輪組一的被動齒輪聯(lián)接，行星架和輸入軸聯(lián)接，齒圈與定軸齒輪組四的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組四的被動齒輪經(jīng)離合器三與輸出軸相連。這種連接方式，組成本發(fā)明的前進二檔的傳動鏈路，其工作過程是換向閥一、二、 三均處于關(guān)閉狀態(tài)，離合器三閉合、發(fā)動機輸出的動力在輸入軸上分成兩路；一路為機械支路，通過輸入軸輸入到行星排二的行星架；另一路為液壓支路輸入軸經(jīng)機液聯(lián)動定軸齒輪組、液壓變量泵、液壓馬達，輔助定軸齒輪組一到行星排二的太陽輪。機械支路和液壓支路的動力匯流后經(jīng)行星排二的齒圈、定軸齒輪組四、離合器三、輸出軸輸出。上述的一種機液復(fù)合無級變速器，其特征在于所述的行星排二的太陽輪與輔助定軸齒輪組一的被動齒輪聯(lián)接，行星架和輸入軸聯(lián)接，齒圈與定軸齒輪組五的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組五的被動齒輪為惰輪，該惰輪又是定軸齒輪組六的主動齒輪，定軸齒輪組六的被動齒輪經(jīng)離合器四與輸出軸相連。這種連接方式，組成本發(fā)明的倒退二擋的傳動鏈路。其工作過程是換向閥一、二、三均處于關(guān)閉狀態(tài)，離合器四閉合、發(fā)動機輸出的動力在輸入軸上分成兩路；一路為機械支路，通過輸入軸輸入到行星排二的行星架；另一路為液壓支路輸入軸經(jīng)機液聯(lián)動定軸齒輪組、液壓變量泵、液壓馬達，輔助定軸齒輪組一到行星排二的太陽輪。機械支路和液壓支路的動力匯流后經(jīng)行星排二的齒圈、定軸齒輪組五、定軸齒輪組六、離合器四、輸出軸輸出。 由于定軸齒輪組五的被動齒輪為惰輪，該惰輪又是定軸齒輪組六的主動齒輪，從而改變了輸出軸的轉(zhuǎn)動方向，實現(xiàn)了車輛的二擋倒退。上述的行星排三的齒圈和輸入軸聯(lián)接，太陽輪與輔助定軸齒輪組二的被動齒輪聯(lián)接，行星架與定軸齒輪組七的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組七的被動齒輪經(jīng)離合器五與輸出軸相連。這種連接方式，組成本發(fā)明的前進三檔的傳動鏈路，其工作過程是換向閥一、二、 三均處于關(guān)閉狀態(tài)，離合器五閉合、發(fā)動機輸出的動力在輸入軸上分成兩路；一路為機械支路，通過輸入軸輸入到行星排三的齒圈的機械支路；另一路為液壓支路輸入軸經(jīng)機液聯(lián)動定軸齒輪組、液壓變量泵、液壓馬達，輔助定軸齒輪組二到行星排三的太陽輪。機械支路和液壓支路的動力匯流后經(jīng)行星排三的行星架、定軸齒輪組七、離合器五、輸出軸輸出。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。


圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
具體實施例方式實施例圖1示出，本發(fā)明的一種具體實施方式
是，一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，包括設(shè)在輸入軸10上的離合器14、制動器16、行星排一 11、行星排二 12、行星排三13、與三個行星排11、12、13相連的多個定軸齒輪組，以及輸出軸30上的多個離合器，其中輸入軸10上設(shè)有機液聯(lián)動定軸齒輪組15，機液聯(lián)動定軸齒輪組15的從動軸的一端設(shè)有液壓變量泵21，液壓變量泵21的兩端與液壓馬達27的兩端相連構(gòu)成液壓回路；液壓變量泵21的兩端還分別接有溢流閥一 22A、溢流閥二 22B和換向閥一 23A、換向閥二 23B ； 換向閥一 23A和換向閥二 2 之間設(shè)有蓄能器25，單向閥一 29A和單向閥二 ^B的一端接油箱，另一端接在液壓變量泵21和液壓馬達27的液壓回路中；溢流閥M的一端通過換向閥三沈接入油箱，另一端接在液壓變量泵21和液壓馬達27的回路中；液壓馬達27的輸出軸20上設(shè)有輔助定軸齒輪組一 17、輔助定軸齒輪組二 18，輔助定軸齒輪組一 17與行星排一 11及行星排二 12相連，輔助定軸齒輪組19 二 19與行星排三13相連；液壓馬達27的輸出軸20上還設(shè)有制動器觀。本例的行星排一 11的齒圈與輸入軸10聯(lián)接，太陽輪與輔助定軸齒輪組一 17的被動齒輪聯(lián)接，行星架與定軸齒輪組一 31的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組一 31的被動齒輪經(jīng)離合器一 301與輸出軸30相連。這是前進一檔的連接結(jié)構(gòu)。本例的行星排一 11的齒圈與輸入軸10聯(lián)接，太陽輪與輔助定軸齒輪組一 17的被動齒輪聯(lián)接，行星架與定軸齒輪組二 31A的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組二 31A的被動齒輪為惰輪，該惰輪又是定軸齒輪組三31B的主動齒輪，定軸齒輪組三31B的被動齒輪經(jīng)離合器二 301A與輸出軸30相連。這是倒退一檔的連接結(jié)構(gòu)。本例的行星排二 12的太陽輪與輔助定軸齒輪組一 17的被動齒輪聯(lián)接，行星架和輸入軸10聯(lián)接，齒圈與定軸齒輪組四32的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組四32的被動齒輪經(jīng)離合器三302與輸出軸30相連。這是前進二檔的連接結(jié)構(gòu)。本例的行星排二 12的太陽輪與輔助定軸齒輪組一 17的被動齒輪聯(lián)接，行星架和輸入軸10聯(lián)接，齒圈與定軸齒輪組五32A的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組五32A的被動齒輪為惰輪，該惰輪又是定軸齒輪組六32B的主動齒輪，定軸齒輪組六32B的被動齒輪經(jīng)離合器四302A與輸出軸30相連。這是倒退二檔的連接結(jié)構(gòu)。本例的行星排三13的齒圈和輸入軸10聯(lián)接，太陽輪與輔助定軸齒輪組二 18的被動齒輪聯(lián)接，行星架與定軸齒輪組七33的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組七33的被動齒輪經(jīng)離合器五303與輸出軸30相連。這是前進三檔的連接結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，包括設(shè)在輸入軸 (10)上的離合器(14)、制動器(16)、行星排一(11)、行星排二(12)、行星排三(13)、與三個行星排(11、12、13)相連的多個定軸齒輪組，以及輸出軸(30)上的多個離合器，其特征在于所述的輸入軸(10)上設(shè)有機液聯(lián)動定軸齒輪組(15)，機液聯(lián)動定軸齒輪組(15)的從動軸的一端設(shè)有液壓變量泵(21)，液壓變量泵(21)的兩端與液壓馬達(27)的兩端相連構(gòu)成液壓回路；液壓變量泵(21)的兩端還分別接有溢流閥一(22A)、溢流閥二(22B)和換向閥一 (23A)、換向閥二 (23B)；換向閥一 (23A)和換向閥二 (23B)之間設(shè)有蓄能器(25)，單向閥一(29A)和單向閥二(29B)的一端接油箱、另一端接在液壓變量泵(21)和液壓馬達(27) 的液壓回路中；溢流閥(24)的一端通過換向閥三(26)接入油箱，另一端接在液壓變量泵 (21)和液壓馬達(27)的回路中；液壓馬達(27)的輸出軸(20)上設(shè)有輔助定軸齒輪組一 (17)、輔助定軸齒輪組二(18)，輔助定軸齒輪組一(17)與行星排一(11)及行星排二(12) 相連，輔助定軸齒輪組二(18)與行星排三(13)相連；液壓馬達(27)的輸出軸(20)上還設(shè)有制動器(28)。
2.根據(jù)要求1所述的一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，其特征在于所述的行星排一(11)的齒圈與輸入軸(10)聯(lián)接，太陽輪與輔助定軸齒輪組一 (17)的被動齒輪聯(lián)接，行星架與定軸齒輪組一(31)的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組一(31)的被動齒輪經(jīng)離合器一(301)與輸出軸(30)相連。
3.根據(jù)要求1所述的一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，其特征在于所述的行星排一(11)的齒圈與輸入軸(10)聯(lián)接，太陽輪與輔助定軸齒輪組一(17)的被動齒輪聯(lián)接，行星架與定軸齒輪組二(31A)的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組二(31A) 的被動齒輪為惰輪，該惰輪又是定軸齒輪組三(31B)的主動齒輪，定軸齒輪組三(31B)的被動齒輪經(jīng)離合器二(301A)與輸出軸(30)相連。
4.根據(jù)要求1所述的一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，其特征在于所述的行星排二(12)的太陽輪與輔助定軸齒輪組一(17)的被動齒輪聯(lián)接，行星架和輸入軸(10)聯(lián)接，齒圈與定軸齒輪組四(32)的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組四(32)的被動齒輪經(jīng)離合器三(302)與輸出軸(30)相連。
5.根據(jù)要求1所述的一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，其特征在于所述的行星排二(12)的太陽輪與輔助定軸齒輪組一(17)的被動齒輪聯(lián)接，行星架和輸入軸(10)聯(lián)接，齒圈與定軸齒輪組五(32A)的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組五(32A) 的被動齒輪為惰輪，該惰輪又是定軸齒輪組六(32B)的主動齒輪，定軸齒輪組六(32B)的被動齒輪經(jīng)離合器四(302A)與輸出軸(30)相連。
6.根據(jù)要求1所述的一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，其特征在于所述的行星排三(13)的齒圈和輸入軸(10)聯(lián)接，太陽輪與輔助定軸齒輪組二(18)的被動齒輪聯(lián)接，行星架與定軸齒輪組七(33)的主動齒輪聯(lián)接，定軸齒輪組七(33)的被動齒輪經(jīng)離合器五(303)與輸出軸(30)相連。
全文摘要
一種具有制動能量回收功能的工程車輛機液復(fù)合無級變速器，輸入軸上設(shè)有機液聯(lián)動定軸齒輪組，該齒輪組的從動軸的一端設(shè)有液壓變量泵，液壓變量泵的兩端與液壓馬達的兩端相連構(gòu)成液壓回路；液壓變量泵的兩端還分別接有溢流閥一、溢流閥二和換向閥一、換向閥二；換向閥一和換向閥二之間設(shè)有蓄能器，單向閥一和單向閥二的一端接油箱、另一端接在液壓變量泵和液壓馬達的液壓回路中；液壓馬達的輸出軸上設(shè)有輔助定軸齒輪組一、二，輔助定軸齒輪組一與輸入軸上的行星排一及行星排二相連，輔助定軸齒輪組二與輸入軸上的行星排三相連；液壓馬達的輸出軸上還設(shè)有制動器。它兼有液壓傳動無級調(diào)速和機械傳動高效率的特點，又可進行能量回收，實現(xiàn)節(jié)能。
文檔編號F16H47/04GK102434647SQ20111031021
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者于蘭英, 劉桓龍, 吳文海, 柯堅, 王國志 申請人:西南交通大學(xué)