本發(fā)明大體上涉及用于作業(yè)機(jī)械的傳動(dòng)裝置，并且更具體地涉及用于這種作業(yè)機(jī)械的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

在土方、建筑和農(nóng)業(yè)中的許多作業(yè)機(jī)械，諸如，例如輪式裝載機(jī)、機(jī)動(dòng)平地機(jī)和農(nóng)用拖拉機(jī)，可能需要高功率應(yīng)用。一般地，對(duì)于這些作業(yè)機(jī)械而言，僅具有一個(gè)包括液壓泵和液壓馬達(dá)的變速器的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置不足以滿足高功率要求。例如，一個(gè)大型變速器，通常來(lái)說(shuō)，不足以滿足這種高功率應(yīng)用。可以向這些傳動(dòng)裝置添加第二變速器以滿足高功率要求。在大多數(shù)情況下，第二變速器具有與第一變速器一樣大的排量，其本質(zhì)上在作業(yè)機(jī)械上需要更多的空間。附加地，第一變速器的輸出通常并聯(lián)至第二變速器的輸出從而使得每個(gè)變速器的液壓泵和液壓馬達(dá)以相同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。傳統(tǒng)上，然而，在兩個(gè)變速器之間不存在減少。在一些情況下，諸如在低功率應(yīng)用期間，第二變速器的大排量大于所需而兩個(gè)變速器的輸出保持相互連接，這可以導(dǎo)致傳動(dòng)裝置中的損失增加。

美國(guó)專(zhuān)利第6,964,627號(hào)(‘627專(zhuān)利)公開(kāi)了一種傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置包括兩個(gè)行星齒輪單元和單個(gè)變速器，全部連接起來(lái)從而使得功率可以以復(fù)合分流模式或輸出分流模式在輸入與輸出之間傳動(dòng)。在復(fù)合分流模式中，兩個(gè)行星齒輪單元在兩個(gè)連接處連接起來(lái)以創(chuàng)建兩個(gè)復(fù)合構(gòu)件分支和兩個(gè)單一構(gòu)件分支。變速器操作單個(gè)液壓泵和單個(gè)液壓電機(jī)?！?27專(zhuān)利并未公開(kāi)一種傳動(dòng)裝置，其具有兩個(gè)相同或不同大小的變速器，這些變速器的輸出被選擇性地組合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于作業(yè)機(jī)械的傳動(dòng)裝置。所述傳動(dòng)裝置包括第一變速器，其包括嚙合至傳動(dòng)裝置輸入的第一輸入、第一輸出和第一排量。第二變速器可以包括嚙合至傳動(dòng)裝置輸入的第二輸入、第二輸出和第二排量。第一排量可以大于第二排量。第一行星齒輪組可以與第二輸出機(jī)械地相關(guān)聯(lián)、選擇性地聯(lián)接至地面并且與第一齒輪機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第二行星齒輪組可以嚙合至傳動(dòng)裝置輸入。第三行星齒輪組可以包括傳動(dòng)裝置輸出并且可以與第二行星齒輪組機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第二齒輪可以與第三行星齒輪組機(jī)械地相關(guān)聯(lián)并且可以與第三齒輪嚙合，第三齒輪與第一輸出機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第二齒輪可以與第一齒輪嚙合。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種作業(yè)機(jī)械。所述作業(yè)機(jī)械可以包括傳動(dòng)裝置輸入，其與原動(dòng)機(jī)機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第一變速器可以包括嚙合至傳動(dòng)裝置輸入的第一輸入、第一輸出和第一排量。第二變速器可以包括嚙合至傳動(dòng)裝置輸入的第二輸入、第二輸出和第二排量。第一排量可以大于第二排量。第一行星齒輪組可以與第二輸出機(jī)械地相關(guān)聯(lián)、選擇性地聯(lián)接至地面并且與第一齒輪機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第二行星齒輪組可以嚙合至傳動(dòng)裝置輸入。第三行星齒輪組可以包括傳動(dòng)裝置輸出并且可以與第二行星齒輪組機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第二齒輪可以與第三行星齒輪組機(jī)械地相關(guān)聯(lián)并且可以與第三齒輪嚙合，第三齒輪與第一輸出機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第二齒輪可以與第一齒輪嚙合。

參照本發(fā)明的又一方面，提供一種用于匹配傳動(dòng)裝置中的兩個(gè)不同大小的變速器的扭矩和速度的方法。所述方法需要提供第一變速器，其包括第一輸入、第一輸出和第一排量。另一步驟可以提供第二變速器，其包括第二輸入、第二輸出和第二排量，所述第二排量小于第一排量。又一步驟可以將第一輸入和第二輸入布置為受驅(qū)動(dòng)脫離共用原動(dòng)機(jī)。又另一步驟可以提供行星齒輪組，其與第二輸出機(jī)械地相關(guān)聯(lián)，使得在行星齒輪組輸出處，第二輸出的扭矩輸出增加并且第二輸出的速度輸出降低以匹配第一輸出的扭矩和速度輸出。進(jìn)一步 的步驟可以選擇性地組合行星齒輪組輸出與第一輸出。

所公開(kāi)系統(tǒng)和方法的其它方面和特征將通過(guò)結(jié)合包括在內(nèi)的附圖閱讀所附詳細(xì)說(shuō)明來(lái)理解。此外，一個(gè)示例實(shí)施方案的所選方面和特征可以與其它示例實(shí)施方案的各個(gè)所選方面和特征組合。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的示例性作業(yè)機(jī)械的側(cè)視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的示出示例性傳動(dòng)裝置的示意圖；以及

圖3是可以根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)進(jìn)行實(shí)踐的示出示例步驟順序的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)參見(jiàn)圖1，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性作業(yè)機(jī)械通常由附圖標(biāo)記10表示。作業(yè)機(jī)械10可以是土方、建筑和農(nóng)業(yè)熟知的任何類(lèi)型的作業(yè)機(jī)械，諸如但不限于輪式裝載機(jī)、機(jī)動(dòng)平地機(jī)和農(nóng)用拖拉機(jī)。作業(yè)機(jī)械10可以包括裝載機(jī)車(chē)架12和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)架14。裝載機(jī)車(chē)架12可以在鉸接關(guān)節(jié)16處與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)架14相聯(lián)接。裝載機(jī)車(chē)架12可以由多個(gè)第一地面接合元件18支撐，而發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)架14可以由多個(gè)第二地面接合元件20支撐。作為非限制性示例，多個(gè)第一地面接合元件18和多個(gè)第二地面接合元件20可以為輪胎或履帶。機(jī)具22，諸如但不限于鏟斗，可以與裝載機(jī)車(chē)架12可操作地連接。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)架14可以支撐原動(dòng)機(jī)24和操作者的升高的駕駛室26。原動(dòng)機(jī)24可以為，但不限于，內(nèi)燃機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、混合式發(fā)動(dòng)機(jī)、或其任意組合。原動(dòng)機(jī)24可以向至少多個(gè)第二地面接合元件20提供動(dòng)力用于推動(dòng)作業(yè)機(jī)械10。

如圖2清楚所示，作業(yè)機(jī)械10還可以包括傳動(dòng)裝置28。 傳動(dòng)裝置28可以為無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置28包括傳動(dòng)裝置輸入30和輸出32，傳動(dòng)裝置輸入30與原動(dòng)機(jī)24機(jī)械地相聯(lián)接。輸出32可以與另一組或多組齒輪和離合器機(jī)械地相聯(lián)接，從而為整個(gè)傳動(dòng)裝置28提供方向和速度范圍選擇。為清楚起見(jiàn)，該組或多組齒輪和離合器未在圖2中示出。傳動(dòng)裝置28還包括第一變速器34和第二變速器36。第一變速器34包括與第一液壓馬達(dá)40機(jī)械地相關(guān)聯(lián)的第一液壓泵38。類(lèi)似地，第二變速器36包括與第二液壓馬達(dá)44機(jī)械地相關(guān)聯(lián)的第二液壓泵42。第一液壓泵38和第二液壓泵42可以為可變排量泵。第一液壓馬達(dá)40和第二液壓馬達(dá)44可以為固定排量馬達(dá)或可變排量馬達(dá)。第一變速器34與第二變速器36相比可以有更大的排量，使得第一液壓泵38的容積大于第二液壓泵42的容積。

傳動(dòng)裝置28還可以包括第一至第八齒輪，分別為齒輪46、48、50、52、54、56、58和59，以及第一至第三行星齒輪組，分別為行星齒輪組60、62和64，盡管其他數(shù)量的齒輪和齒輪組也是可能的。傳動(dòng)輸入30可以與第六齒輪56和第七齒輪58機(jī)械地相聯(lián)接。第六齒輪56可以與第四齒輪53和第五齒輪54嚙合。第五齒輪54可以通過(guò)第一變速器輸入66與第一變速器34機(jī)械地相關(guān)聯(lián)，而第一變速器34的第一變速器輸出68可以與第三齒輪50機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第四齒輪52通過(guò)第二變速器輸入70與第二變速器36機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。

第二變速器36還包括第二變速器輸出72，第二變速器輸出72與第一行星齒輪組60的第一環(huán)形齒輪74機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。此外，第一行星齒輪組60還包括由第一環(huán)形齒輪74限制的第一太陽(yáng)齒輪76、位于第一環(huán)形齒輪74和第一太陽(yáng)齒輪76之間的至少一個(gè)第一行星齒輪78、以及聯(lián)接至所述至少一個(gè)第一行星齒輪78的第一齒輪架80。第一齒輪架80，作為第一行星齒輪組60的輸出，可以與第一齒輪46機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第一太陽(yáng)齒輪76可以通過(guò)離合器84選擇性地聯(lián)接至地面82。第一齒輪46可以與第二齒輪48嚙合。

此外，第七齒輪58可以與第八齒輪59嚙合，其與第二行星齒輪組62的第二齒輪架88機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第二行星齒輪組62還 包括第二環(huán)形齒輪90、由第二環(huán)形齒輪90限制的第二太陽(yáng)齒輪92、以及位于第二環(huán)形齒輪90和第二太陽(yáng)齒輪92之間的至少一個(gè)第二行星齒輪94。所述至少一個(gè)第二行星齒輪94可以與第二齒輪架88機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第二環(huán)形齒輪90可以與第三行星齒輪組64的第三齒輪架96機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。此外，第三行星齒輪組64還包括第三環(huán)形齒輪98、由第三環(huán)形齒輪98限制的第三太陽(yáng)齒輪100、以及位于第三環(huán)形齒輪98和第三太陽(yáng)齒輪100之間的至少一個(gè)第三行星齒輪102。所述至少一個(gè)第三行星齒輪102可以與第三齒輪架102機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第二太陽(yáng)齒輪92可以與第三太陽(yáng)齒輪100機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。第三環(huán)形齒輪98可以與第二齒輪48機(jī)械地相關(guān)聯(lián)，其可以與第三齒輪50嚙合。第三齒輪架輸出104和第三太陽(yáng)齒輪輸出106共同限定了輸出32。

圖3示出了示例步驟順序的流程圖300，可以執(zhí)行該步驟順序以匹配傳動(dòng)裝置中的兩個(gè)不同大小的變速器的扭矩和速度輸出?？?10示出了提供第一變速器34的步驟，所述第一變速器34包括第一輸入66、第一輸出68和第一排量。如框312所示，另一個(gè)步驟可以是提供第二變速器36，所述第二變速器36包括第二輸入70、第二輸出72以及小于第一排量的第二排量?？?14描繪了將第一輸入66和第二輸入70布置為受驅(qū)動(dòng)脫離共用原動(dòng)機(jī)24的步驟。如框316中描繪，另一個(gè)步驟可以是提供行星齒輪組60，行星齒輪組60與第二輸出72機(jī)械地相關(guān)聯(lián)，使得在行星齒輪組輸出處，第二輸出72的扭矩輸出增加并且第二輸出72的速度輸出降低以分別匹配第一輸出68的扭矩和速度輸出。如框318中所示，又一個(gè)步驟可以是選擇性地組合行星齒輪組輸出和第一輸出68。另一個(gè)步驟可以是將第二輸出72布置為與行星齒輪組60的環(huán)形齒輪74機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步的步驟可以是將行星齒輪組的齒輪架80布置為與第一輸出68機(jī)械地相關(guān)聯(lián)。又一個(gè)步驟可以是將行星齒輪組60的太陽(yáng)齒輪76布置為可經(jīng)由離合器84選擇性地聯(lián)接至地面82。第一變速器34可以包括與第一液壓馬達(dá)40機(jī)械地相關(guān)聯(lián)的第一液壓泵38，并且第二變速器36可以包括與第二液壓馬達(dá)44機(jī)械地相關(guān)聯(lián)的第二液壓泵42。

工業(yè)實(shí)用性

基于前述內(nèi)容，可知本發(fā)明闡述了用于組合傳動(dòng)裝置中兩種不同大小的變速器的輸出的系統(tǒng)和方法。例如，在需要高功率的一些傳動(dòng)應(yīng)用中，無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置可能需要多個(gè)變速器。然而，在這些應(yīng)用中，多個(gè)變速器傳統(tǒng)上具有相同的排量，使得變速器之間不減速且不具有將變速器的離合器彼此分開(kāi)的手段。此外，通常，相同大小的多個(gè)變速器包括比特定大動(dòng)力應(yīng)用所需要的變速器更大的變速器，并且因此促成了不必要的傳動(dòng)裝置大小和成本。另一方面，本發(fā)明的教導(dǎo)可用于組合第一變速器的輸出和第二變速器的輸出，第二變速器具有小于第一變速器的排量，從而減少變速裝置大小和成本。

在運(yùn)行中，第一變速器34受驅(qū)動(dòng)脫離傳動(dòng)裝置輸入30使得第一變速器輸出68具有第一扭矩和第一速度。類(lèi)似地，第二變速器36受驅(qū)動(dòng)脫離傳動(dòng)裝置輸入30使得第二變速器輸出72具有第二扭矩和第二速度。第一行星齒輪組60增加第二變速器輸出72的第二扭矩并且減小第二變速器輸出72的第二速度，以分別匹配第一變速器輸出68上的第一變速器34的第一扭矩和第一速度。由于嚙合離合器84，第一太陽(yáng)齒輪76被聯(lián)接至地面82使得來(lái)自于第一齒輪架80的輸出與第一變速器輸出68組合。

當(dāng)離合器84脫離時(shí)，第二變速器輸出72與第一變速器輸出68分離。具體地說(shuō)，由于離合器84脫離，第一太陽(yáng)齒輪76與地面82分開(kāi)并且空轉(zhuǎn)，以使得防止第二變速器輸出72的第二扭矩被傳送至第一變速器輸出68的第一扭矩或與第一變速器輸出68的第一扭矩組合。因而，在傳動(dòng)裝置28的低功率應(yīng)用中，離合器84可以脫離，以使得只實(shí)施第一變速器34，從而增加傳動(dòng)裝置效率。