专利名称：一种拖拉机全自动无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种拖拉机全自动无级变速箱，尤其涉及液压动力与机械动力相结合的双排行星齿轮汇流方式的无级变速箱。
背景技术：
拖拉机向着大型多用途、多功能复合作业的发展正成为一种趋势。因此，大功率拖拉机采用无级自动变速后，便于实现换挡自动化，降低驾驶员劳动强度；全自动无级拖拉机能自动适应负荷和行驶阻力的变化，实现变速，从而保证发动机动力与拖拉机所需的动力达到最佳匹配，提升整车动力性、燃油经济性和工作效率，这对工作条件恶劣的农业机械尤为重要；并且采用无级自动变速后，拖拉机行驶平稳可以有效地提高乘坐舒适性。目前无级传动的种类很多，但适用大功率拖拉机的无级变速类型有限，如电力无级传动体积及重量偏大；机械钢带式摩擦无级传动传递功率有限；纯液压无级传动中，虽然可实现连续可控的无级变速，但传动效率极低。
发明内容
为了解决如上所述的现有技术中存在的问题，本发明创造的目的是提供一种变速平稳，并且能够自动根据负载实现拖拉机的增、减档，使拖拉机始终保持在高效作业模式下连续无级变速，充分发挥大功率拖拉机的动力性、经济性。本发明所采用的技术方案为发动机1动力经前进/后退齿轮副2及液压动力分配齿轮副6，将发动机动力分为机械动力和液压动力机械动力传递给轴观；液压动力经变量泵7和定量马达8将动力传递给公共太阳轮齿轮轴12。再经过前排行星齿轮组4和后排行星齿轮组5将机械动力液压动力汇流，动力经各个区段的啮合齿轮将动力经输出轴16向外输出。其特征在于将发动机输入动力一分为二，一部分动力利用液压传动特性实现较大的速度、旋向及扭矩变化，另一部分动力利用效率较高的机械传动，两部分动力再通过行星齿轮排进行汇流，从而实现了一种液压、机械相结合的新型全自动无级变速装置的设计。所述发动机1的动力，通过输入轴输出端9处的花键将发动机部分动力向后传递给拖拉机后动力输出轴。所述汇流排机械动力输入轴观，与前排行星齿轮组4行星齿轮架及后排行星齿轮组5内齿圈采用刚性联接，该轴通过前进/后退齿轮副2与输入轴3相连，并通过增加一个惰轮四来实现拖拉机的前进或后退。所述汇流排液压动力输入公共太阳轮齿轮轴12，该齿轮轴端部同轴两个齿轮，分别为前排、后排行星齿轮太阳轮。所述公共太阳轮齿轮轴12同时承载纯液压行驶区段，是通过套接湿式离合器11 来控制一对常啮合齿轮副13的动力传动，该齿轮副将动力传递到一区段与三区段中间轴 14。该轴中部采用两个湿式离合器17、18分别与一区段、三区段被动齿轮联接，一区段齿轮副19、三区段齿轮副20处于常啮合状态，再通过一对常啮合齿轮副15将动力传递到输出轴16。所述二区段与四区段中间轴沈，该轴设计采用两个湿式离合器23、22分别与二区段、四区段被动齿轮联接，二区段及四区段齿轮副25、21处于常啮合状态，再通过一对常啮合齿轮副M将动力传递到输出轴16。所述箱体中各轴的布局采用输入轴3顶置，输出轴16底置，其中二区段与四区段中间轴沈，一区段与三区段中间轴14采用同轴线设计，汇流排液压动力输入公共太阳轮齿轮轴12与汇流排机械动力输入轴观采用同轴线布置，前述两组同心轴与输出轴16在箱体空间布局中采用品字型布局。
图拖拉机全自动无级变速器结构示意图。附图中1-发动机；2-前进后退齿轮副；3-输入轴；4-前排行星齿轮组；5-后排行星齿轮组；6-液压动力分配齿轮副；7-变量泵；8-定量马达；9-输入轴输出端；10-定量马达输出齿轮副；U-纯液压档位离合器；12-公共太阳轮齿轮轴；13-纯液压区段传动齿轮副；14-一区段与三区段中间轴；15-三区段中间轴与输出轴齿轮副；16-输出轴； 17- 一区段湿式离合器；18-三区段湿式离合器；19- 一区段齿轮副；20-三区段齿轮副； 21-四区段齿轮副；22-四区段湿式离合器；23-二区段湿式离合器；24-二四区段中间轴与输出轴齿轮副；25-二区段齿轮副；26-二区段与四区段中间轴；27-箱体；28-汇流排机械动力输入轴；29-惰轮。
具体实施例方式如图1所示，本发明的一种拖拉机全自动无级变速器，工作时发动机1动力通过输入轴3分别通过啮合齿轮副2和6分流到机械传动部分及液压传动部分，进行动力分流。齿轮副2由两种双联齿轮副构成，齿轮副双联主动齿轮可以在输入轴3的花键滑移，从而实现拖拉机的前进与后退，其中后退的实现是通过增加惰轮四齿轮啮合副实现。变量泵7通过高压油管与定量马达8连接，此变量泵排量比由电控模块控制实现排量比从-1 0 +1 变化，实现定量马达8输出轴转速从正转 停止 反转变化以及公共太阳轮齿轮轴12的正反转。当二区段离合器23、四区段离合器22、一区段离合器17、三区段离合器18处于分离状态时，各个区段齿轮副处于空转状态，此时当纯液压区段离合器11接合后，变速箱传动处于纯液压区段，此区段用于拖拉机的起步。当上述5个离合器全部处于分离状态时，变速箱不向外输出动力，拖拉机处于怠速状态。拖拉机纯液压区段作业时车速，前进及后退同为0 4公里/小时。当拖拉机处于纯液压区段工作状态，变量泵7排量比达到+1时，此时定量马8达输出轴转速达到正转速最大，当变量泵电子控制模块收到拖拉机增档信号后，此时纯液压区段离合器11分离，一区段离合器17结合，汇流情况如下该状态仅后排行星齿轮组5作用，汇流方式为行星齿轮组内齿圈及太阳轮输入，后排行星齿轮架输出，动力通过齿轮啮合副19、15经中间轴14及输出轴16向外输出动力。处于一区段时，由于变量泵排量比从+1 向-1不到变化，定量马达输出轴的转速也从正向最大值向反向最大值变化，行星齿轮组在机械动力与液压动力的共同作用下，实现一区段范围内的无级增速，一区段的行驶速度为 2. 5 10公里/小时。当拖拉机处于一区段工作状态，变量泵7排量比达到-1时，此时定量马8达输出轴转速达到反转最大值，当变量泵电子控制模块收到拖拉机增档信号后，此时一区段离合器17分离，二区段离合器23结合，汇流情况如下该状态仅前排行星齿轮组4作用，汇流方式为行星齿轮组齿轮架及太阳轮输入，行星齿轮内齿圈输出，动力通过齿轮啮合副25、M 经中间轴26及输出轴16向外输出动力。处于二区段时，由于变量泵排量从-1向+1不断变化，马达输出轴的转速也从反向最大值向正向最大值变化，行星齿轮组在机械动力流与液压动力流的共同作用下，从而实现二区段范围内的无级增速，二区段的行驶速度为5 10公里/小时。当拖拉机处于二区段工作状态，变量泵7排量比达到+1时，此时定量马8达输出轴转速达到正转最大值，当变量泵电子控制模块收到拖拉机增档信号后，此时二区段离合器23分离，三区段离合器20结合。汇流情况如下该状态仅后排行星齿轮组5作用，汇流方式为行星齿轮组内齿圈及太阳轮输入，行星齿轮齿轮架输出，动力通过齿轮啮合副20、15 经中间轴14及输出轴沈向外输出动力。处于三区段时，由于变量泵排量从+1向-1不断变化，马达输出轴的转速也从正向最大值向反向最大值变化，行星齿轮组在机械动力流与液压动力流的共同作用下，从而实现三区段范围内的无级增速，三区段的行驶速度为8 28公里/小时。当拖拉机处于三区段工作状态，变量泵7排量比达到-1时，此时定量马8达输出轴转速达到反转最大值，当变量泵电子控制模块收到拖拉机增档信号后，此时三区段离合器17分离，四区段离合器22结合，汇流情况如下该状态仅前排行星齿轮组4作用，汇流方式为行星齿轮齿轮架及太阳轮输入，行星齿轮内齿圈输出，动力通过齿轮啮合副21、对经中间轴26及输出轴16向外输出动力。处于四区段位时，由于变量泵排量比从-1向+1不断变化，马达输出轴的转速也从反向最大值向正向最大值变化，在机械动力流与液压动力流的共同作用下，从而实现四区段范围内的无级增速，四区段的行驶速度为14 50公里 /小时。上述实施例不以任何形式限制本发明，尽管参照较佳实施方式对本发明创新进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明方案的宗旨和范围，其均因涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种拖拉机全自动无级变速箱，主要包括箱体(27)，设置在箱体上的输入轴(3)和输出轴(16)，汇流排液压动力输入公共太阳轮齿轮轴(12)，汇流排机械动力输入轴(观)， 二区段与四区段中间轴(26)，一区段与三区段中间轴(14)。发动机动力经输入轴(3)后部液压动力分配齿轮副(6)把动力输入给变量马达(7)。在汇流排机械动力输入轴08)左端装配有一对双联齿轮，该轴右端装配前排行星齿轮组G)。汇流排公共太阳轮齿轮轴支撑后排行星齿轮组(5)；在公共太阳轮齿轮轴(1 的最右端还装配有纯液压行驶区段离合器 (11)，与离合器刚性联接的有纯液压行驶的齿轮副(1 的主动齿轮，该轴的动力输入是通过齿轮副(10)由定量马达(8)传递。二区段与四区段中间轴06)上装配有二、四区段被动齿轮，此两被动齿轮与二区段离合器03)及四区段离合器02)联接，当03)、(22)分别结合后，可分别实现二区段啮合齿轮副05)和四区段啮合齿轮副作用。一区段与三区段中间轴(14)上装配有一、三区段被动齿轮，此两被动齿轮与一区段离合器(17)及三区段离合器(18)联接，当(17)、(18)分别结合后，可分别实现一区段啮合齿轮副(19)和三区段啮合齿轮副00)的作用。输出轴(16)为最终的动力输出轴，该轴的动力传递来分别自于齿轮副(15)与齿轮副(24)。
2.根据权利要求1所述的拖拉机全自动无级变速箱，其特征是发动机(1)动力经过输入轴( 进行分流，分配给公共太阳轮齿轮轴(1 和汇流排机械动力输入轴( )，再经变速箱前、后行星齿轮排G)、(5)汇流，通过对液压系统流量及转速控制，实现汇流排无极变速的输出。
3.根据权利要求1所述的拖拉机全自动无级变速箱，其特征是前排行星齿轮组(4) 中内齿圈与二区段、四区段啮合齿轮副06)、(27)的主动齿轮采用刚性联接。当离合器 (23), (22)分别结合后，可分别实现二区段和四区段的无级变速。
4.根据权利要求1所述的拖拉机全自动无级变速箱，其特征是后排行星齿轮组(5) 行星架与一区段、三区段啮合出轮副中08)、(29)的主动齿轮采用刚性联接。当离合器 (17)、(18)分别结合后，可分别实现一区段和三区段的无级变速。
5.根据权利要求1所述的拖拉机全自动无级变速箱，其特征是纯液压区段时，仅离合器(10)的结合，通过齿轮副(13)，经一区段与三区段中间轴(14)将液压动力传递给输出轴 (16)。
全文摘要
本发明公开了一种拖拉机全自动无级变速器。其发明特征在于，发动机动力通过传动机构首先进行分流，分配给机械传动部分及液压传动部分。再经前、后两组行星齿轮排(4)、(5)汇流，通过对液压系统及执行元件的流量、转速及旋向控制，实现在各个区段间的连续无极变速。该变速箱有以下特点能自动适应负荷，实现无级调速，保证发动机工作在最佳工况。该新型无级变速传动装置集机械式和液压式变速器的优点，与普通机械式无级变速器相比，具有传递功率大，效率高等特点。更有利于提高拖拉机的动力性、经济性、作业效率。
文档编号F16H47/00GK102359567SQ20111030922
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者倪向东, 史俊龙, 史立新, 张海军, 朱思洪, 邓晓亭 申请人:南京农业大学