专利名称：具有四种工作模式的液压-机械变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有机械和液压两种动力流的液压-机械变速器，尤其是使用在农用拖拉机上的这种变速器。
背景技术：
无论在农用拖拉机或其它陆用车辆上，从发动机到地面传递动力的一般问题是需要在发动机和车轮(或履带)之间提供不同的速比，以适应各种工况。传统的速比是不连续的齿轮速比，这些速比可以手动选择，例如传统的手动变速器，或由操作者控制的动力换档变速器。这些速比也可由例如通常在汽车上可见到的自动变速器来控制。但不管怎样，只有有限数量的不连续的速比可加以利用，并且可利用的速比不总是最适宜的。
因此，希望有无级的或连续可变的变速器。这种变速器通常是液压驱动的，例如，在自推动联合收割机和园艺拖拉机中所见到的。另一种解决方法是电驱动，如铁路机车中使用的和在一些土方工程机械中所使用的。两种解决方法均存在费用和效率方面的缺点。
另一个解决方法是液压-机械变速器。液压-机械变速器是结合了液压单元的机械变速器。虽然机械变速器一般比纯液压变速器更有效和可靠，诚然液压变速器也比较昂贵，但机械变速器的缺点在于不能连续地变速。同样，液压变速器与机械变速器相比有效率低的缺点。液压变速器一般还需要较大的部件，例如较大的泵和电机，因此该变速器增大了体积。液压-机械变速器优于液压变速器的优点在于一部分动力是机械地传动，结果比起纯液压变速器有更高的效率。
为了满足空间限制，减少费用，增加效率和提供连续可变的速度，结合了两种变速器最好特性的液压-机械变速器已被研制开发。典型的液压-机械变速器通常是输入动力分流型的，在那里，一个液压单元和一个机械变速器被车辆发动机平行地驱动。液压输出动力在机械变速器中与来自发动机的分流的机械输入动力相汇合，以便在多个功率区段内产生液压-机械输出动力。在每一功率区段内，改变液压单元的行程就能够连续地改变速度和扭矩。
然而，将液压-机械变速器使用在农用拖拉机上的早先尝试有一些缺点。一些液压变速器要求车辆在停止状态才能在低和高速之间换档。另一些则非常复杂，尽管有一些液压变速器具有在田间作业区段内的模式切换点，但在该切换点时的变速器效率比在其余的模式切换点之间的效率低。许多液压-机械变速器还需要附加的齿轮组以提供倒档区段。
在公知的技术中，有三种类型的液压-机械工作流程。第一种是输入连接型或称扭矩分流型。该类型有一个液压单元连接于变速器的输入轴，该液压单元一般是位移可变的单元；另一个液压单元连接于扭矩分流行星齿轮组，该单元通常是位移固定的单元。第二种是输出连接型或称速度分流型，在该类型中安排一个液压单元连接到变速器的输出轴且另一个单元连接于扭矩分流行星齿轮组。实际中这两个单元一般都是位移可变的单元。第三种是四轴型或称组合类型，该类型中的液压单元都不连接于变速器的输入轴或输出轴，而是两个液压单元都连接于扭矩分流行星齿轮组。系统中可以包括一个或两个行星齿轮组。
大多数液压-机械变速器仅仅使用一种液压-机械工作流程。其中最普遍使用的类型是输入连接型或称扭矩分流型。这些变速器在工作模式的数量和齿轮的排列上不同，但液压-机械工作流程是一样的。在单一的变速器中使用全部三种工作流程也是公知的。公知的这种类型的变速器有三个模式，第一是输出连接式，第二是组合式，第三是无反馈的输入连接式。这种类型的变速器的优点是两个模式的切换点是同步的、零扭矩的切换。这种变速器的主要缺点是对于一个给定的功率值，其液压单元比多个模式的输入连接型变速器的液压单元大。
因此，对于液压-机械变速器有一个清晰的技术需求，那就是紧凑和在其速度范围内可以连续变速，并且在整个工作范围内工作效率没有明显的降低。
发明概述本发明的一个目的是提供一种液压-机械变速器，它是为了最佳地使用在农用拖拉机上而独特设计的。
本发明进一步的目的是提供一种变速器，它有在长度上类似于现有机械变速器的预装配件，使其能够对拖拉机进行最小限度的改变地且容易地结合到现有的拖拉机设计中。许多现有的液压-机械变速器不能将一个倒档齿轮组结合到组合式机械变速器中，而是在组合式机械变速器之前或之后设有一个独立的齿轮组，以实现前进和后退的切换。这样的设计需要更多的空间，并有可能要求车辆在前进和后退之间换档之前先要停车。
在此公开的具有四种模式的液压-机械变速器有一个行星齿轮系统，它包括与四个离合器和一个倒档刹车装置相结合的三个行星齿轮组，其无需附加变向齿轮组就能提供可连续调节的速度变化。第一液压单元连接于扭矩分流行星齿轮组的第二排齿环。在第一模式和第四模式中，第二液压单元借助于第一离合器和一对齿轮副连接于行星支架。在第二模式和第三模式中，第二液压单元借助于第二离合器和第二对齿轮副连接于扭矩分流行星齿轮组的第二太阳轮。在第一模式和第二模式中，第三离合器将行星支架连接于输出轴。在第三模式和第四模式中，第四离合器将第二排行星齿轮组的太阳轮连接于输出轴。此外还有一个倒档刹车装置连接于第三行星齿轮组。该行星齿轮组有六个行星轮，其中三个行星齿轮与第三太阳轮啮合，但没有与齿环啮合；另三个行星齿轮与齿环啮合，但没有与太阳轮啮合。与太阳轮相啮合的每个行星轮同时也和与齿环啮合的行星轮之一相啮合。因此，当倒档刹车装置啮合时，第三和第四离合器都与第三太阳轮脱离啮合，这样变速器输出轴被反向驱动。
具有超越现有技术优点的本发明其前述和其它目的在下面的详细描述中是显而易见的。这些目的通过一个液压-机械变速器而实现，该变速器包括一个适于连接至旋转动力源的输入轴；一个适于连接至载荷的输出轴；一个液压变速器，它包括第一液压元件，以及与第一液压元件流体连接的第二液压元件；一个具有行星齿轮系统的机械变速器，该机械变速器包括第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器；第一元件连接于输入轴且被其驱动；第二元件与第一液压元件驱动地接合在一起；第三元件通过第一离合器选择性地连接于第二液压元件；第四元件通过第二离合器选择性地连接于第二液压元件；第四元件驱动地连接于第二元件；第五元件连接于输出轴；第五元件通过第三离合器选择性地连接于第三元件，并且第五元件通过第四离合器选择性地连接于第四元件；以及第六元件通过倒档刹车装置选择性地连接于基座，此时第五元件和输出轴被反向驱动。
本发明的另一个目的通过一种液压-机械变速器而实现，该变速器包括一个适于连接至旋转动力源的输入轴；一个适于连接至载荷的输出轴；一个包括彼此流体连接的第一液压元件和第二液压元件的液压变速器；一个机械变速器它有一个包含三个行星齿轮组的行星齿轮系统，该机械变速器有若干输入元件，其中一个输入元件连接于输入轴且由此被连续地驱动，其它的输入元件通过两个离合器选择性地连接于第二液压元件，机械变速器把来自于各输入元件的动力汇合成单一的液压-机械动力输出并借助两个离合器连接于输出轴；以及一个倒档刹车装置选择性地连接于机械变速器的行星齿轮组；因此该变速器有四个前进模式和两个倒退模式，用于在倒档全速和前进全速之间连续可变地调节速度。
本发明进一步的目的通过一种液压-机械变速器而实现，该变速器包括一个适于连接至旋转动力源的输入轴；一个适于连接至载荷的输出轴；一个行星齿轮系统有第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组，每个行星齿轮组包括一个太阳轮和若干行星轮，第一行星齿轮组的每一个行星齿轮与第二行星齿轮组的一个齿轮成一体地形成以便共同旋转，每个行星齿轮组的行星齿轮安装在一个公共的行星齿轮支架上，第二和第三行星齿轮组各自还包括一个齿环；输入轴驱动地连接于第一行星齿轮组的太阳轮，行星齿轮支架通过第三离合器选择性地连接于输出轴；第二行星齿轮组的太阳轮通过第四离合器选择性地连接于输出轴；第二液压元件借助第一离合器和一对齿轮副选择性地连接于行星齿轮支架，还借助于第二离合器和第二对齿轮副选择性地连接于第二行星齿轮组的太阳轮；第一液压元件连接于第二行星齿轮组的齿环；第一液压元件和第二液压元件流体连接；第一和第二液压元件能够选择性也改变位移，于是，当增加第一液压单元的位移时，就减少了第二液压单元的位移并且增加了第二液压单元的速度，反之亦然；以及一个倒档刹车装置选择性地连接于第三行星齿轮组的齿环；其中，在第一输出模式，第一和第三离合器被啮合，第一液压元件的位移增加到最大并且第二液压元件的位移减少到零；在第二输出模式，第一离合器脱离啮合，第二离合器啮合，第二液压元件的位移朝着与第一模式相反的方向增加，并且第一液压元件的位移被减少，直到行星齿轮系统的所有零件以相同的速度旋转；在第三输出模式，第三离合器脱离啮合，第四离合器啮合，第一液压元件的位移增加到最大并且第二液压元件的位移减少到零；在第四输出模式，第二离合器脱离啮合，第一离合器啮合，第二液压元件的位移朝着与第三模式相反的方向增加到最大，并且第一液压元件的位移被减少到零；以及在第一和第二输出模式时，倒档刹车装置选择性地啮合以获得反向。
本发明进一步的目的通过一种农用拖拉机而实现，该拖拉机包括发动机；驱动车轮；由发动机驱动的、且驱动地连接于驱动车轮的液压-机械变速器，该液压-机械变速器包括一个适于连接至发动机的输入轴；一个适于连接至驱动车轮的输出轴；一个液压变速器，它包括第一液压元件以及与第一液压元件流体连接的第二液压元件；一个具有行星齿轮系统的机械变速器，它包括第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器；第一元件连接于输入轴且被其驱动；第二元件与第一液压元件驱动地啮合；第三元件通过第一离合器选择性地连接于第二液压元件；第四元件通过第二离合器选择性地连接于第二液压元件，第四元件驱动地连接于第二元件；第五元件连接于输出轴，第五元件通过第三离合器选择性地连接于第三元件，并且第五元件通过第一离合器选择性地连接于第四元件；以及第六元件通过倒档刹车装置选择性地连接于基座，此时第五元件和输出轴被反向驱动；因此变速器有四个前进模式和两个倒退模式，用于在反向全速和前进全速之间连续可变地调节速度。
为了使与本发明最为相关的本领域的技术人员熟知本发明，本发明的一个解释性的、试图作为本发明在实际应用中最佳模式的实施例现在借助于构成了本发明一部分的附图在此加以描述。被详细描述的例举实施例并不意味着表明了本发明所有的实施方式和变化形式。因此，这里所描述和表示的实施例仅仅是举例说明，显然本领域的技术人员在本发明的精神和范围内能够以多种方式加以改变，本发明由附加的权利要求来界定而不是由说明书的细节来界定。
附图简介为了完全地理解本发明的目的、技术和结构，应当参考下面详细地描述和伴随的附图，其中
图1是一个表示本发明的液压-机械变速器的示意图；图2是一个表示在第一模式操作状态下的本发明的液压-机械变速器的示意图；图3是一个表示在第二模式操作状态下的本发明的液压-机械变速器的示意图；图4是一个表示在第三模式操作状态下的本发明的液压-机械变速器的示意图；图5是一个表示在第四模式操作状态下的本发明的液压-机械变速器的示意图；图6是一个曲线图，表示了液压单元的位移与地面速度之间的关系。
具体实施例方式
本发明的液压-机械变速器示意性地表示在图1中。且由数字10表示。变速器10有一个输入轴12，适于连接至一个发动机(未示)或其它旋转动力源且被它驱动。变速器有一对液压单元18和20。液压单元通过管线(未示)液压连接以形成一个液压变速器。这两个液压单元18和20是可变位移类型的。
变速器10包括带有行星齿轮系统32的组合式机械变速器30。行星系统32包括三个行星齿轮组34、36和38。三个行星齿轮组有一个共同的行星齿轮支架28，其支撑着行星齿轮组34和36的成一体相连的行星齿轮P1和P2；行星齿轮支架28还支撑着倒档行星齿轮组38的行星齿P3和P4。行星齿轮P1和P2成一体地形成且共同旋转。行星齿轮P2与齿环R2啮合。齿环R2和齿轮40成一体地形成。齿轮40被在液压单元输出轴44上的驱动齿轮42驱动。这样齿环R2就作为一个液压动力输入零件。
变速器输入轴12通过齿轮14，16和轴17还驱动着行星齿轮组34的太阳轮S1，由此太阳轮S1是机械动力输入零件。太阳轮S1与行星齿轮P1啮合。行星齿轮组36包括与行星齿轮P2啮合的太阳轮S2。
离合器C3和C4选择性地将行星齿轮系统的元件连接到机械变速器的输出轴46。离合器C3可啮合地将行星齿轮支架28连接到输出轴46以用于低速前进。离合器C4可啮合地将太阳轮S2连接到输出轴46以用于高速前进。
液压单元18的输出轴22通过离合器C1和齿轮23，24选择性地连接于行星齿轮支架28。输出轴22还通过离合器C2和齿轮26，27选择性地连接于轴25和太阳轮S2。
输出轴46固定于太阳轮S3。齿环R3被倒档刹车装置48选择性地阻止转动。这就停止了齿环R3的旋转且引起太阳轮S3在倒档速度范围内反向旋转。当使用倒档刹车装置48时，两个离合器C3和C4都脱离啮合，太阳轮S3驱动输出轴46。
机械变速器的输出轴46和齿轮50一体形成，齿轮50又与在偏置的轴54上的齿轮52啮合。偏置的轴54与拖拉机的差速器驱动轴(未示)连接，以便将液压-机械变速器连接到一个载荷。
变速器10在四种模式中工作。每个模式使用一种独立的路线通过机械变速器30将动力传递到输出轴46上，产生出对应于每个速度区段内的特定的一系列速比。
第一工作模式在第一模式中，离合器C1和C3如图2所示地啮合。在零输出速度时，液压单元18处于最大位移，因为它通过离合器C1和C3连接着输出轴，它的速度是零。在零输出速度，液压单元20处于相对高的速度。为了使变速器输出轴旋转运动，液压单元20的位移增加使其泵送流体到液压单元18，使得液压单元18和变速器的输出轴旋转运动。当液压单元20达到它的最大位移时，它保持在最大位移，而液压单元18的位移被减少。当液压单元18的位移达到零时，它阻止流体流到液压单元20和阻止来自液压单元20的流体，这样就停止了液压单元20和齿环R2的旋转。由于液压单元20是在零速度和液压单元18是在零位移，所以液压动力是零并且全部动力由机械传动。在这个时刻转换到第二工作模式，离合器C1脱离啮合而离合器C2保持啮合。因为液压单元18在零位移，名义上扭矩是零，适当地选择离合器C1和C3之间的齿轮传动链，这样使得在第一模式到第二模式的切换中离合器C2的离合元件没有相对的速度。由于同步和零扭矩的情况，离合器C1和C2可以是传统的摩擦片式离合器，或者是在手动换档变速器中更普遍使用的卡式或卡爪类型的离合器。在第一模式中通过倒档刹车装置48的啮合和使离合器C3脱离啮合而允许太阳轮S3反向转动，这样变速器输出轴被反方向驱动。
第二工作模式如图3所示，离合器C2和C3啮合。在第二模式的最小输出速度，液压单元18是零位移和高速度，而液压单元20是最大位移和零速度。为了增加输出速度，液压单元18的位移增加，但朝着与第一模式相反的方向。这使得液压单元18的速度减小，液压单元20的速度增加。在液压单元18达到最大位移之后它保持在最大位移，而液压单元20的位移减少。在该模式中，液压单元20减少位移直到齿环R2的速度与太阳轮S1相同。在第二模式到第三模式的切换处，一般来说，液压单元20的位移近似为液压单元18位移的60-65％，但这个值取决于特定的传动比。在该切换点，离合器C4啮合，而离合器C3脱离啮合。因为扭矩分流行星齿轮组的所有元件以同样的速度旋转，离合器C4的所有元件也以同样的速度旋转，第二模式到第三模式的切换也是同步的。然而这些离合器将要传递扭矩，因此在C3脱离啮合之前C4必须被啮合，否则动力将被切断。为了在第二模式中获得倒档，通过倒档刹车装置48的啮合和使离合器C3脱离啮合而允许太阳轮S3反向转动，这样变速器输出轴被反方向驱动。
第三工作模式参见图4，将看到离合器C2和C4啮合。在第三模式的最小输出速度时，液压单元18和20的位移和速度均相同于在第二模式的最大输出速度时的位移和速度。为了在第三模式中增加输出速度，液压单元20的位移增加到最大。然后在液压单元20保持其最大位移的情况下，液压单元18的位移减小到零，以进一步增加输出速度。在液压单元18是零位移的位置时，阻止流体流到液压单元20和阻止来自液压单元20的流体，这样就停止了液压单元20的旋转。为了从第三模式切换到第四模式，离合器C2脱离啮合，而离合器C1啮合。此时，这些离合器的扭矩和速度的状态同从第一模式切换到第二模式时的状态是一样的。同从第一模式切换到第二模式时一样，所有的动力也是机械地传递。但在第三模式中不可以反向。
第四工作模式参见图5，将看到离合器C1和C4啮合。在第四模式的最小输出速度时，液压单元18和20的位移和速度均相同于在第三模式的最大输出速度时液压单元18和20的位移和速度。为了在第四模式中增加输出速度，液压单元18的位移增加到最大，但朝着与第二模式和第三模式相反的方向。当液压单元18保持在最大位移时，液压单元20的位移减少到零。在该时刻液压单元18的速度是零，液压动力是零并且所有动力是机械地传递。在第四模式中不可以反向。
图6表示了液压单元18和20的位移对应于地面速度的相应百分比。H1线代表着液压单元20的位移百分比，H2线代表着液压单元18的位移百分比，SP1表示第一模式到第二模式的切换点。SP2表示第二模式到第三模式的切换点。SP3表示第三模式到第四模式的切换点。图6提供的曲线图表示了本发明的一个较佳实施例中液压单元的位移与地面速度之间的对应关系。本领域的技术人员能够认识到地面速度的值取决于若干变量，例如齿轮尺寸，轮胎尺寸和发动机的转速。
上面公开的液压-机械变速器不同于现有的变速器，它有四个前进模式和两个倒退模式和使用了三种类型的液压-机械工作流程中的两种类型。第一模式的前进和倒退是输出轴连接型的。第二模式的前进和倒退是组合型的。第三模式的前进是输出轴连接型的，第四模式的前进是组合型的。其结果是具有三个液压动力为零的前进输出速率。它们是在第一模式到第二模式的切换点，在第三模式到第四模式的切换点，以及在最大的变速器输出速率时。由于在这些操作点附近的液压动力很低，结果在这些操作点附近有较高的效率。上面公开的变速器仅仅使用了四个离合器和一个刹车装置以实现四模式前进和两模式倒退。相比较而言，在现已公知的多工作流程的变速器中使用了最少五个离合器和一个刹车装置以获得三模式前进和三模式倒退。因此，在此公开的变速器有费用低和结构简化的优点。该变速器通过使用四模式解决了液压单元尺寸大的问题。该变速器可以使用与较小动力的变速器同样尺寸的液压单元。此外，该变速器解决了在田间作业的功率区段内切换点效率低的问题。在此公开的变速器真正使用了9km/h的切换点，该切换点是所有动力由机械传递的普遍使用的工作速度，因此在该切换点只有很小的或者根本没有效率损失。在第二模式切换到第三模式时有一些效率的降低，但这发生在大约20km/h处，对于田间作业和运输而言这是一个不普遍使用的速度，因此冲击是不大的。在该切换点时的平均液压动力不超过50％，因此效率还是较高的。
这样可以看到，通过上面描述的结构本发明的目的已经被满足。依照专利法规，只需将本发明的最好模式和较佳实施例予以表达和详细描述，这不意味着已将本发明穷举无遗或只限定于所公开的形式。根据上述的提示可以作出各种显而易见的改变和变化。这里所选择和描述的实施例对于本发明的原理和它的实际应用提供了最好的说明，因而本领域的技术人员能够在各种实施例中应用本发明和作出各种适合于具体使用意图的改变。所有这些变化和改变均在本发明的范围内，该范围由附加的权利要求所确定，这些权利要求根据它们被公正地和依法地授权时所界定的含义来解释。
权利要求
1.一种液压-机械变速器，包括一个适于连接至旋转动力源的输入轴；一个适于连接至负载的输出轴；一个液压变速器，包括-一个第一液压元件；-一个与第一液压元件流体连接的第二液压元件；一个有行星齿轮系统的机械变速器，包括-一个第一离合器、一个第二离合器、一个第三离合器和一个第四离合器；-一个第一元件连接于输入轴并被其驱动；-一个第二元件与第一液压元件驱动啮合；-一个第三元件通过第一离合器选择性地连接于第二液压元件；-一个第四元件通过第二离合器选择性地连接于第二液压元件，第四元件驱动地连接于第二元件；-一个第五元件连接于输出轴，第五元件通过第三离合器选择性地连接于第三元件，并且通过第四离合器选择性地连接于第四元件；以及-一个第六元件通过倒档刹车装置选择性地连接于基座，此时第五元件和输出轴被反向驱动。
2.如权利要求1所述的液压-机械变速器，其中行星齿轮系统有三个行星齿轮组。
3.如权利要求2所述的液压-机械变速器，其中第一和第二行星齿轮组分别有第一和第二行星齿轮，它们固定连接且一起旋转。
4.权利要求2所述的液压-机械变速器，其中三个行星齿轮组有一个共同的行星齿轮支架。
5.如权利要求4所述的液压-机械变速器，其中行星齿轮支架是第三元件，其通过第一离合器选择性地连接于第二液压元件。
6.如权利要求4所述的液压-机械变速器，其中三个行星齿轮组包括与第一太阳轮啮合的多个第一行星齿轮，与第二太阳轮啮合的多个第二行星齿轮和一个第一齿环，其中第一和第二行星齿轮彼此固定连接且以相同的速度旋转。
7.如权利要求6所述的液压-机械变速器，其中第一太阳齿轮是第一元件，第一齿环是第二元件。
8.如权利要求6所述的液压-机械变速器，其中第三太阳轮是第五元件且固定连接于输出轴。
9.如权利要求8所述的液压-机械变速器，其中第二齿环是第六元件。
10.一种液压-机械变速器，包括一个适于连接至旋转动力源的输入轴；一个适于连接至负载的输出轴；一个液压变速器，该液压变速器有彼此流体连接的第一和第二液压元件；一个机械变速器，该机械变速器有一个带有三个行星齿轮组的行星齿轮系统，该机械变速器有若干输入元件，其中一个输入元件连接于输入轴并被其连续地驱动，其它的输入元件通过两个离合器选择性地连接于第二液压元件，机械变速器把来自于各个输入元件的动力汇合成单一的液压-机械动力输出并借助两个离合器连接于输出轴；以及一个倒档刹车装置选择性地连接于机械变速器的行星齿轮组；因此该变速器有四个前进速度模式和两个倒档速度模式，用于在倒挡全速和前进全速之间连续可变地调节速度。
11.如权利要求10所述的液压-机械变速器，其中第一和第二行星齿轮组分别有第一和第二行星齿轮，它们固定连接且一起旋转。
12.如权利要求10所述的液压-机械变速器，其中三个行星齿轮组有一个共同的行星齿轮支架。
13.如权利要求12所述的液压-机械变速器，其中行星齿轮支架是若干输入元件之一，其选择性地连接于第一和第二液压元件。
14.如权利要求12所述的液压-机械变速器，其中三个行星齿轮组包括与第一太阳轮啮合的多个第一行星齿轮，与第二太阳轮啮合的多个第二行星齿轮和一个第一齿环，其中第一和第二行星齿轮彼此固定连接且以相同的速度旋转。
15.如权利要求14所述的液压-机械变速器，其中第二太阳轮是若干输入元件之一，其选择性地连接于第二液压元件。
16.如权利要求14所述的液压-机械变速器，其中第三行星齿轮组的第三太阳轮固定连接于输出轴。
17.如权利要求16所述的液压-机械变速器，其中第三行星齿轮组的第二齿环通过倒档刹车装置选择性地连接于基座。
18.一种液压-机械变速器，包括一个适于连接至旋转动力源的输入轴；一个适于连接至负载的输出轴；一个有第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的行星齿轮系统，每个行星齿轮组包括一个太阳轮和若干行星齿轮，第一行星齿轮组的每个行星齿轮与第二行星齿轮组的一个行星齿轮成一体地形成以便共同旋转，每个行星齿轮组的行星齿轮被安装在一个共同的行星支架上，第二和第三行星齿轮组各自还包括一个齿环；输入轴驱动地连接于第一行星齿轮组的太阳轮；行星齿轮支架通过第三离合器选择性地连接于输出轴；第二行星齿轮组的太阳轮通过第四离合器选择性地连接于输出轴；第二液压元件通过第一离合器和一对齿轮副选择性地连接于行星齿轮支架，还通过第二离合器和第二对齿轮副选择性地连接于第二行星齿轮组的太阳轮；第一液压元件连接于第二行星齿轮组的齿环；第一液压元件与第二液压元件流体连接，第一和第二液压元件能够选择性地改变位移，于是当增加第一液压单元的位移时，就减少了第二液压单元的位移并且增加了第二液压单元的速度，反之亦然；以及一个倒档刹车装置选择性地连接于第三行星齿轮组的齿环；其中，在第一输出模式，第一和第三离合器被啮合，第一液压元件的位移增加到最大并且第二液压元件的位移减小到零；在第二输出模式，第一离合器脱离，第二离合器啮合，第二液压元件的位移朝着与第一模式相反的方向增加，并且第一液压元件的位移被减少，直到行星齿轮系统中所有的零件以同样的速度旋转；在第三输出模式，第三离合器脱离和第四离合器啮合，第一液压元件的位移增加到最大并且第二液压元件的位移减小到零；在第四输出模式，第二离合器脱离，第一离合器啮合，第二液压元件的位移朝着与第三模式相反的方向增加到最大，并且第一液压元件的位移减少到零；以及倒档刹车装置在第一和第二输出模式时选择性地啮合以获得反向。
19.一种农用拖拉机包括一个发动机；若干驱动车轮；一个由发动机驱动的并且驱动地连接于驱动车轮的液压-机械变速器，该液压-机械变速器包括-一个适于连接至发动机的输入轴；-一个适于连接至驱动车轮的输出轴；-一个液压变速器包括-一个第一液压元件；-一个与第一液压元件流体连接的第二液压元件；-一个有行星齿轮系统的机械变速器，包括-一个第一离合器、一个第二离合器、一个第三离合器和一个第四离合器；-一个连接于输入轴并被其驱动的第一元件；-一个驱动地啮合于第一液压元件的第二元件；-一个通过第一离合器选择性地连接于第二液压元件的第三元件；-一个通过第二离合器选择性地连接于第二液压元件的第四元件，第四元件驱动地连接于第二元件；-第五元件连接于输出轴，第五元件通过第三离合器选择性地连接于第三元件，并且通过第一离合器选择性地连接于第四元件；以及-第六元件通过倒档刹车装置选择性地连接于基座，此时第五元件和输出轴被反向驱动；因此变速器有四个前进速度模式和两个倒档速度模式，用于在倒挡全速和前进全速之间连续可变地调节速度。
20.如权利要求19所述的农用拖拉机，其中行星齿轮系统有三个行星齿轮组。
21.如权利要求20所述的农用拖拉机，其中第一和第二行星齿轮组分别有第一和第二行星齿轮，它们固定连接且一起旋转。
22.如权利要求20所述的农用拖拉机，其中三个行星齿轮组有一个共同的行星齿轮支架。
23.如权利要求22所述的农用拖拉机，其中行星齿轮支架是第三元件，它通过第一离合器选择性地连接于第二液压元件。
24.如权利要求22所述的农用拖拉机，其中三个行星齿轮组包括与第一太阳轮啮合的多个第一行星齿轮，与第二太阳轮啮合的多个第二行星齿轮和一个第一齿环，其中第一和第二行星齿轮彼此固定连接且以相同的速度旋转。
25.如权利要求24所述的农用拖拉机，其中第一太阳齿轮是第一元件，第一齿环是第二元件。
26.如权利要求24所述的液压-机械变速器，其中第三太阳轮是第五元件且固定连接于输出轴。
27.如权利要求26所述的液压-机械变速器，其中第二齿环是第六元件。
全文摘要
一种具有四种工作模式的连续变速的液压－机械变速器，它包括含有三个行星齿轮组的一个行星齿轮系统，四个离合器和一个倒档刹车装置。一个第一液压单元连接于行星齿轮系统的第二排齿环。在第一模式和第四模式中，一个第二液压单元通过第一离合器连接于行星齿轮支架。在第二模式和第三模式中，一个第二液压单元通过第二离合器连接于行星齿轮系统的第二太阳轮。在第一模式和第二模式中，第三离合器将行星齿轮支架连接于输出轴。在第三模式和第四模式中，第四离合器将行星齿轮系统的第二太阳轮连接于输出轴。倒档刹车装置连接于第三行星齿轮组。当倒档离合器啮合时，第三、第四离合器都与第三太阳轮脱离啮合，于是变速器输出轴被反向驱动。
文档编号F16H47/04GK1521426SQ200410039749
公开日2004年8月18日 申请日期2004年2月14日 优先权日2003年2月14日
发明者W·小斯特特勒, W 小斯特特勒 申请人:迪尔公司