一種采用二次元件的機(jī)械液壓混合無(wú)級(jí)變速裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械與液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采用二次元件的機(jī)械液壓 混合無(wú)級(jí)變速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 液壓傳動(dòng)具有質(zhì)量輕、體積小、功率密度大，容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速及自動(dòng)控制等優(yōu) 點(diǎn)，但同時(shí)存在傳動(dòng)效率低等不足之處，尤其在高速和低速傳動(dòng)工況，傳動(dòng)效率低這一不足 更加突出。齒輪機(jī)械傳動(dòng)具有傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、結(jié)構(gòu)緊湊、可實(shí)現(xiàn)較大 傳動(dòng)比、傳遞功率大及傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。中 大型工程機(jī)械在作業(yè)時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)往往需要傳遞較大功率，且要求能根據(jù)作業(yè)工況和負(fù)載 大小變化對(duì)動(dòng)力源進(jìn)行高效率的速度和扭矩變換。單一使用機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)都難于完 美滿足中大型工程機(jī)械對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求。
[0003] 為解決上述問(wèn)題，新型機(jī)械液壓混合傳動(dòng)裝置成為研究方向之一。此類混合傳動(dòng) 裝置綜合了機(jī)械與液壓兩種傳動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)，目前主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是機(jī)械傳動(dòng) 支路與液壓傳動(dòng)支路串聯(lián)，在液壓馬達(dá)或液壓式變速機(jī)構(gòu)的輸出端和行走機(jī)構(gòu)（或工作裝 置）之間設(shè)置機(jī)械式變速裝置，實(shí)現(xiàn)分段的無(wú)級(jí)變速，擴(kuò)大傳動(dòng)系統(tǒng)的變速范圍，提高傳動(dòng) 效率；另一種是機(jī)械傳動(dòng)支路與液壓傳動(dòng)支路并聯(lián)，即所謂的功率分流傳動(dòng)，把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 功率分成機(jī)械和液壓兩股"功率流"，經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)支路的功率流能夠保持高效率傳遞，同時(shí) 利用液壓功率流的可控性，使這兩股功率流在重新匯合時(shí)實(shí)現(xiàn)總輸出轉(zhuǎn)速/扭矩的無(wú)級(jí)調(diào) 節(jié)，上述混合傳動(dòng)將機(jī)械傳動(dòng)的高效率和液壓傳動(dòng)無(wú)級(jí)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，得到既具有無(wú) 級(jí)調(diào)速性能，又具有較高效率和較寬調(diào)速范圍的變速裝置。其中兩支路并聯(lián)方案中，液壓傳 動(dòng)支路一般只需傳遞部分功率，其余功率由具有較高傳動(dòng)效率的機(jī)械傳動(dòng)支路承擔(dān)，大大 提高了傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，又可獲得較大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速性能，能夠滿足中大型負(fù)載作業(yè)車(chē) 輛的使用要求，對(duì)提升整機(jī)作業(yè)性能、節(jié)能降耗具有重要意義。
[0004] 目前已有的機(jī)械液壓混合傳動(dòng)方案中，液壓傳動(dòng)支路多采用容積調(diào)速回路，可分 為變量栗-定量馬達(dá)、定量栗-變量馬達(dá)及變量栗-變量馬達(dá)三種類型。理論上，這三種容 積調(diào)速回路均能用于機(jī)械-液壓混合傳動(dòng)裝置，但若采用上述回路作為液壓支路，功率流 的傳遞始終是單向的，混合傳動(dòng)裝置的總輸出速度，僅是在機(jī)械傳動(dòng)支路輸出速度的基礎(chǔ) 上"增加"了液壓傳動(dòng)支路的速度，變速范圍擴(kuò)大的能力有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種采用二次元件的機(jī)械液 壓混合無(wú)級(jí)變速裝置，該裝置的變速范圍較大，并且能夠滿足中大型工程機(jī)械對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng) 的要求。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的采用二次元件的機(jī)械液壓混合無(wú)級(jí)變速裝置包括 裝置輸入軸、液壓傳動(dòng)支路、裝置輸出軸、箱體、第一行星排、第二行星排、用于對(duì)第一行星 排中的齒圈及第二行星排中的齒圈起制動(dòng)作用的制動(dòng)器、以及用于控制所述制動(dòng)器的傳動(dòng) 系統(tǒng)；
[0007] 第一二次元件及第二二次元件串聯(lián)連接，第一二次元件的輸出軸與裝置輸入軸相 連接，第一行星排的太陽(yáng)輪與裝置輸入軸相連接，第一行星排的行星架與裝置輸出軸相連 接，第二行星排的太陽(yáng)輪與第二二次元件的輸出軸相連接，第二行星排的行星架固定于箱 體上，第一行星排的齒圈與第二行星排的齒圈相連接，液壓傳動(dòng)支路的輸出軸與第一二次 元件的斜盤(pán)及第二二次元件的斜盤(pán)相連接。
[0008] 所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括油箱、第一齒輪栗、蓄能器、電磁換向閥及單向節(jié)流閥，油箱的 出油口經(jīng)第一齒輪栗與蓄能器的入口相連通，蓄能器的出口依次經(jīng)電磁換向閥及單向節(jié)流 閥與制動(dòng)器的進(jìn)油口相連通。
[0009] 所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括第一過(guò)濾器及第一溢流閥，第一齒輪栗的出口分為兩路，其 中一路經(jīng)第一溢流閥與油箱的回油口相連通，另一路經(jīng)第一過(guò)濾器與蓄能器的進(jìn)口相連 通。
[0010] 所述液壓傳動(dòng)支路包括第二齒輪栗、第一節(jié)流閥第二節(jié)流閥、第一電比例閥、第二 電比例閥、第一斜盤(pán)執(zhí)行液壓缸及第二斜盤(pán)執(zhí)行液壓缸，油箱經(jīng)第二齒輪栗后分為兩路，其 中一路經(jīng)第一節(jié)流閥與第一電比例閥的進(jìn)油口相連通，另一路經(jīng)第二節(jié)流閥與第二電比例 閥的進(jìn)油口相連通，第一電比例閥的出油口與第一斜盤(pán)執(zhí)行液壓缸的進(jìn)油口相連通，第一 斜盤(pán)執(zhí)行液壓缸的活塞桿與第一二次元件的斜盤(pán)相連接，第二電比例閥的出油口與第二斜 盤(pán)執(zhí)行液壓缸的進(jìn)油口相連通，第二斜盤(pán)執(zhí)行液壓缸的活塞桿與第二二次元件的斜盤(pán)相連 接。
[0011] 還包括第二過(guò)濾器，油箱的出油口經(jīng)第二過(guò)濾器與第一齒輪栗的進(jìn)油口及第二齒 輪栗的進(jìn)油口相連通。
[0012] 所述液壓傳動(dòng)支路還包括壓力切斷閥、第三節(jié)流閥、第一單向閥、第二單向閥、第 二溢流閥、第三溢流閥、第四溢流閥及沖洗閥；
[0013] 第一二次元件的第一工作油口與壓力切斷閥的第一進(jìn)油口、第一單向閥的出口、 第二溢流閥的進(jìn)口、沖洗閥的第一進(jìn)口及第二二次元件的第一工作油口相連通，第一二次 元件的第二工作油口與壓力切斷閥的第二進(jìn)油口、第二單向閥的出口、第三溢流閥的進(jìn)口、 沖洗閥的第二進(jìn)口及第二二次元件的第二工作油口相連通，第二齒輪栗的出口與第三節(jié)流 閥的進(jìn)口相連通，第四溢流閥的進(jìn)口與第一單向閥的進(jìn)口、第二單向閥的進(jìn)口、第二溢流閥 的出口、第三溢流閥的出口及第二齒輪栗的出口相連通，第四溢流閥的出口及沖洗閥的出 口與油箱的進(jìn)口相連通。
[0014] 油箱的進(jìn)口經(jīng)冷卻器與第四溢流閥的出口及沖洗閥的出口相連通。
[0015] 油箱的入口經(jīng)冷卻器與第四溢流閥的出口及沖洗閥的出口相連通。
[0016] 所述第一二次元件的輸出軸上設(shè)有第一齒輪，裝置輸入軸上設(shè)有與所述第一齒輪 相嚙合的第二齒輪；
[0017] 所述第二二次元件的輸出軸上設(shè)有第三齒輪，第二行星排的太陽(yáng)輪上設(shè)有與所述 第三齒輪相嚙合的第四齒輪。
[0018] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0019] 本發(fā)明所述的采用二次元件的機(jī)械液壓混合無(wú)級(jí)變速裝置在工作時(shí)，通過(guò)第一行 星排及第二行星排作為機(jī)械傳動(dòng)支路，并以第一二次元件及第二二次元件組成的容積調(diào)速 回路作為液壓回路，通過(guò)制動(dòng)器進(jìn)行純機(jī)械傳動(dòng)與機(jī)械液壓混合傳動(dòng)的傳動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)機(jī) 械與液壓兩種方式的混合傳動(dòng)，提高變速的范圍，并滿足中大型工程機(jī)械對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要 求。另外，第一二次元件及第二二次元件既可作為液壓馬達(dá)使用，又可作為液壓栗使用，工 作時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)斜盤(pán)方向和角度，第一二次元件及第二二次元件可在轉(zhuǎn)速-扭矩坐標(biāo)平面 的四象限內(nèi)工作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和液壓能的相互轉(zhuǎn)換，利用容積調(diào)速回路不僅完全具備變量 栗-變量馬達(dá)調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，而且通過(guò)改變第一二次元件及第二二次元件的作業(yè)工況， 實(shí)現(xiàn)栗-馬達(dá)和馬達(dá)-栗兩種液壓回路，工作時(shí)，可從裝置輸出軸獲取動(dòng)力并返回裝置輸入 軸，功率流的傳遞變?yōu)殡p向傳遞，不僅能在機(jī)械傳動(dòng)支路輸出速度的基礎(chǔ)上增加液壓傳動(dòng) 支路的速度，還可減去液壓傳動(dòng)支路的速度，不僅使本發(fā)明具有較高的傳動(dòng)效率，且進(jìn)一步 擴(kuò)大了變速范圍，實(shí)現(xiàn)變速范圍的翻倍。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明中傳動(dòng)系統(tǒng)及液壓傳動(dòng)支路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 其中，1為箱體、2為第二齒輪、3為第一齒輪、4為第一二次元件、5為制動(dòng)器、6為 第二二次元件、7為第三齒輪、8為第四齒輪、9為第一行星排、10為第二行星排、11為冷卻 器、12為單向節(jié)流閥、13為電磁換向閥、14為蓄能器、151為第一溢流閥、152為第二溢流閥、 153為第三溢流閥、154為第四溢流閥、16為第一過(guò)濾器、17為第一齒輪栗、18為第二齒輪 栗、19為第二過(guò)濾器、201為第一電比例閥、202為第二電比例閥、211為第一斜盤(pán)執(zhí)行液