双行星排汇流液压机械无级变速箱的制作方法
【专利摘要】一种双行星排汇流液压机械无级变速箱,包括输入轴、输出轴、动力输出轴、液压传动总成、机械传动总成、双行星排机构总成、换挡机构总成和动力输出齿轮副，输入轴输入的动力分别通过液压传动总成和机械传动总成分流后通过双行星排机构总成合流，合流后的动力再通过换挡机构总成和输出轴输出动力；输入轴通过动力输出齿轮副驱动动力输出轴输出动力。有益效果：1、通过发动机转速和离心块式离合器实现变速箱纯液压档和液压机械档的相互转换，操作方便，可靠；2、用电磁离合器代替离心块式离合器，控制更加精确。
【专利说明】双行星排汇流液压机械无级变速箱
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无级变速箱，特别涉及一种用于拖拉机或者工程车辆的双行星排汇流液压机械无级变速箱。
【背景技术】
[0002]车辆在行驶过程中，其负荷是随路面状况和行驶状态而变化的，特别是对于大马力农用车辆、工程车辆等非道路车辆，它们传递功率大，作业环境恶劣，外界负荷波动频繁，这就要求变速箱适时地变化转矩和转速以适应实际负荷的不断变化，保证车辆的动力性和燃油经济性。传统的有级变速箱虽能够通过换挡达到一定的要求，但只能按固定传动比传递功率，无法实现连续变速，若增加挡位，则会加大变速器机械结构的复杂程度，且成本增力口，操作困难，严重制约了其性能的提高。
[0003]传统的机械传动由于档位限制无法与农机作业的复杂工况相匹配，降低了车辆的传动性能；近年来发展的液压传动由于制造工艺的限制具有传递功率小、效率低的特点。液压机械无级变速器兼具机械传动高效和液压传动无级调速的特点，适应了大功率拖拉机的传动。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的是为了满足现代拖拉机以及工程车辆对无级变速箱高传动效率和高可靠性的要求，提供一种结构紧凑、传动效率高的双行星排汇流液压机械无级变速箱。
[0005]技术方案:一种双行星排汇流液压机械无级变速箱，包括输入轴、输出轴、动力输出轴、液压传动总成、机械传动总成、双行星排机构总成、换挡机构总成和动力输出齿轮畐0，输入轴输入的动力分别通过液压传动总成和机械传动总成分流后通过双行星排机构总成合流,合流后的动力再通过换挡机构总成和输出轴输出动力；输入轴通过动力输出齿轮副驱动动力输出轴输出动力；所述双行星排机构总成包括行星排太阳轮轴、前行星排行星架、前行星排太阳轮、前行星排齿圈、后行星排齿圈输出总成、后行星排行星架、后行星排太阳轮和后行星排行星架输出轴，所述前行星排太阳轮和后行星排太阳轮分别固定安装在行星排太阳轮轴上，所述前行星排齿圈通过后行星排行星架与后行星排行星架输出轴连接；所述液压传动总成通过行星排太阳轮轴与双行星排机构总成连接，所述机械传动总成通过前行星排行星架与双行星排机构总成连接；所述换挡机构总成包括低档位齿轮副、低档位离合器、高档位齿轮副、高档位离合器、倒档齿轮副、倒档离合器，所述低档位齿轮副、高档位齿轮副和倒档齿轮副分别通过低档位离合器、高档位离合器、倒档离合器与输出轴连接；所述后行星排齿圈输出总成与低档位齿轮副啮合，所述后行星排行星架输出轴与输出轴分别通过、高档位齿轮副和倒档齿轮副连接；所述输入轴与动力输出轴通过动力输出齿轮副连接。
[0006]液压机械传动时，输入轴分别通过机械传动总成和液压传动总成,将发动机输出的动力进行分流，液压动力经液压动力输入齿轮驱动变量泵，变量泵输出流量经连接管道调节定量马达的转速，定量马达转速经液压动力输出齿轮到达行星排太阳轮轴，驱动双行星排上的太阳轮，所述机械传动总成输出的动力通过机械动力输出齿轮副传至前行星排行星架。液压动力和机械传动总成输出的动力在后行星排齿圈输出总成或后行星排行星架输出轴处汇流，汇流后的动力通过换挡机构总成经输出轴输出。
[0007]本发明通过输入轴、轴出轴、行星排太阳轮轴、动力输出轴四根主要的传动轴实现了整个无级变速的过程，在变速箱结构上可以设计得更加紧凑，可以大大缩小变速箱的体积，降低变速箱的重量，提高变速箱的传动效率。
[0008]优先项，所述机械传动总成包括动力输出轴齿轮副和离心块式离合器，所述输入轴通过离心块式离合器驱动机械动力输出齿轮副，所述机械动力输出齿轮副与前行星排行星架啮合。
[0009]起步时,发动机动力经输入轴传递到变速箱,当发动机转速较低时，离心块式离合器分离，机械传动总成不传递动力，动力经液压动力输入齿轮驱动变量泵，变量泵输出流量经连接管道调节定量马达的转速，定量马达转速经液压动力输出齿轮到达行星排太阳轮轴，驱动双行星排上的太阳轮，此时双行星排固连为一个整体，将动力传递到换挡机构总成上，经输出轴输出。
[0010]液压机械传动低档位时，发动机动力经输入轴传递到变速箱，当发动机转速达到一定值时，离心块式离合器接合，机械传动总成输出的动力通过输入轴经机械动力输出齿轮副传至前行星排行星架，液压传动总成输出的动力通过行星排太阳轮轴传至后行星排太阳轮，汇合后的动力经后行星排齿圈输出总成输入到低档位齿轮副，接合低档位离合器，动力从输出轴输出。
[0011]液压机械传动高档位时，发动机动力经输入轴传递到变速箱，此时离心块式离合器接合，机械传动总成输出的动力通过输入轴经机械动力输出齿轮副传至前行星排行星架，液压传动总成输出的动力通过行星排太阳轮轴传至前行星排太阳轮，汇合后的动力经后行星排行星架和后行星排行星架输出轴输入到高档位齿轮副，接合高档位离合器，动力从输出轴输出。
[0012]倒车时，发动机动力经输入轴传递到变速箱，离心块式离合器分离时,机械传动总成不传递动力，动力经液压动力输入齿轮驱动变量泵，变量泵输出流量经连接管道调节定量马达的转速，定量马达转速经液压动力输出齿轮到达行星排太阳轮轴，驱动双行星排上的太阳轮，此时双行星排固连为一个整体，将动力传递到换挡机构总成上，汇合后的动力经倒档齿轮副，接合倒档离合器，动力从输出轴输出。离心块式离合器接合时，机械传动总成输出的动力通过输入轴经机械动力输出齿轮副传至前行星排行星架，液压传动总成输出的动力通过行星排太阳轮轴传至前行星排太阳轮，汇合后的动力经后行星排行星架和后行星排行星架输出轴输入到倒档齿轮副，接合倒档离合器，动力从输出轴输出。
[0013]优选项，为达到控制的简便性，可使用电磁离合器代替离心块式离合器。所述机械传动总成包括动力输出轴齿轮副和电磁离合器，所述输入轴通过电磁离合器驱动动力输出轴齿轮副，所述动力输出轴齿轮副与前行星排行星架啮合。
[0014]有益效果:1、通过发动机转速和离心块式离合器实现变速箱纯液压档和液压机械档的相互转换，操作方便，可靠；2、用电磁离合器代替离心块式离合器，控制更加精确；3、设计时充分利用变速箱的空间，布置合理，并尽可能减小变速箱的尺寸和重量，提高了系统的效率；3、对变速箱参数的设计考虑了液压系统效率的问题，更加实用，液压系统采取了电液比例控制闭环回路，更好的实现了平稳换挡和自动调节传动比。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明第一实施例的结构原理图；
图2为本发明第二实施例的结构原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]实施例一
如图1所示，一种双行星排汇流液压机械无级变速箱，包括输入轴1、输出轴2、动力输出轴3、液压传动总成4、机械传动总成5、双行星排机构总成6、换挡机构总成7和动力输出齿轮副8，输入轴I输入的动力分别通过液压传动总成4和机械传动总成5分流后通过双行星排机构总成6合流，合流后的动力再通过换挡机构总成7和输出轴2输出动力；输入轴I通过动力输出齿轮副8驱动动力输出轴3输出动力；其特征在于:所述双行星排机构总成6包括行星排太阳轮轴61、前行星排行星架62、前行星排太阳轮63、前行星排齿圈64、后行星排齿圈输出总成65、后行星排行星架66、后行星排太阳轮67和后行星排行星架输出轴68，所述前行星排太阳轮63和后行星排太阳轮67分别固定安装在行星排太阳轮轴61上，所述前行星排齿圈64通过后行星排行星架66与后行星排行星架输出轴68连接；所述液压传动总成4通过行星排太阳轮轴61与双行星排机构总成6连接，所述机械传动总成5通过前行星排行星架62与双行星排机构总成6连接；所述换挡机构总成7包括低档位齿轮副71、低档位离合器72、高档位齿轮副73、高档位离合器74、倒档齿轮副75、倒档离合器76，所述低档位齿轮副71、高档位齿轮副73和倒档齿轮副75分别通过低档位离合器72、高档位离合器74、倒档离合器76与输出轴2连接；所述后行星排齿圈输出总成65与低档位齿轮副71啮合，所述后行星排行星架输出轴68与输出轴2分别通过高档位齿轮副73和倒档齿轮副75连接；所述输入轴I与动力输出轴3通过动力输出齿轮副8连接。所述机械传动总成5包括机械动力输出轴齿轮副51和离心块式离合器52，所述输入轴I通过离心块式离合器52驱动机械动力输出轴齿轮副51,所述机械动力输出轴齿轮副51与前行星排行星架62啮合。
[0018]车辆起步时，发动机动力经输入轴I输入，当发动机转速较低时，离心块式离合器52分离，机械传动总成5不传递动力，动力经液压传动总成4到达行星排太阳轮轴61，同时驱动前行星排太阳轮63和后行星排太阳轮67，此时双行星排固连为一个整体，动力从后行星排齿圈输出总成65输入到低档位齿轮副71，此时低档位离合器72接合，动力从输出轴2输出。
[0019]液压机械传动低档位时，发动机动力经输入轴I输入，当发动机转速达到一定值时，离心块式离合器52接合,机械传动总成5输出的动力经机械动力输出轴齿轮副51传至前行星排行星架62，液压传动总成4输出的动力传至后行星排太阳轮67，汇合后的动力经后行星排齿圈输出总成65输入到低档位齿轮副71，此时低档位离合器72接合，动力从输出轴2输出。
[0020]液压机械传动高档位时，发动机动力经输入轴I输入,此时离心块式离合器52接合，机械传动总成5输出的动力通过输入轴经机械动力输出轴齿轮副51传至前行星排行星架62，液压传动总成4输出的动力传至前行星排太阳轮63，汇合后的动力经后行星排行星架输出轴68输入到高档位齿轮副73，接合高档位离合器74，动力从输出轴2输出。
[0021]倒车时，发动机动力经输入轴I输入，当发动机转速较低时,离心块式离合器52分离，机械传动总成5不传递动力，动力经液压传动总成4到达行星排太阳轮轴61，同时驱动前行星排太阳轮63和后行星排太阳轮67，此时双行星排固连为一个整体，动力从后行星排行星架输出轴68输入到倒档齿轮副75，此时倒档离合器76接合，动力从输出轴2输出，当发动机转速达到一定值时，离心块式离合器52接合,机械传动总成5输出的动力经机械动力输出轴齿轮副51传至前行星排行星架62，液压传动总成4输出的动力传至前行星排太阳轮63，汇合后的动力经后行星排行星架66传至后行星排行星架输出轴68输入到倒档齿轮副75，此时倒档离合器76接合，动力从输出轴2输出。
[0022]发动机动力经输入轴I通过动力输出齿轮副8驱动动力输出轴3输出动力。
[0023]实施例二
如图2所示，一种双行星排汇流液压机械无级变速箱，包括输入轴1、输出轴2、动力输出轴3、液压传动总成4、机械传动总成5、双行星排机构总成6、换挡机构总成7和动力输出齿轮副8，输入轴I输入的动力分别通过液压传动总成4和机械传动总成5分流后通过双行星排机构总成6合流，合流后的动力再通过换挡机构总成7和输出轴2输出动力；输入轴I通过动力输出齿轮副8驱动动力输出轴3输出动力；其特征在于:所述双行星排机构总成6包括行星排太阳轮轴61、前行星排行星架62、前行星排太阳轮63、前行星排齿圈64、后行星排齿圈输出总成65、后行星排行星架66、后行星排太阳轮67和后行星排行星架输出轴68，所述前行星排太阳轮63和后行星排太阳轮67分别固定安装在行星排太阳轮轴61上，所述前行星排齿圈64通过后行星排行星架66与后行星排行星架输出轴68连接；所述液压传动总成4通过行星排太阳轮轴61与双行星排机构总成6连接，所述机械传动总成5通过前行星排行星架62与双行星排机构总成6连接；所述换挡机构总成7包括低档位齿轮副71、低档位离合器72、高档位齿轮副73、高档位离合器74、倒档齿轮副75、倒档离合器76，所述低档位齿轮副71、高档位齿轮副73和倒档齿轮副75分别通过低档位离合器72、高档位离合器74、倒档离合器76与输出轴2连接；所述后行星排齿圈输出总成65与低档位齿轮副71啮合，所述后行星排行星架输出轴68与输出轴2分别通过高档位齿轮副73和倒档齿轮副75连接；所述输入轴I与动力输出轴3通过动力输出齿轮副8连接。所述机械传动总成5包括机械动力输出轴齿轮副51和电磁离合器53,所述输入轴I通过电磁离合器53驱动机械动力输出轴齿轮副51，所述机械动力输出轴齿轮副51与前行星排行星架62啮合。
[0024]车辆起步时,发动机动力经输入轴I输入，当发动机转速较低时，电磁离合器53分离，机械传动总成5不传递动力，动力经液压传动总成4到达行星排太阳轮轴61，同时驱动前行星排太阳轮63和后行星排太阳轮67，此时双行星排固连为一个整体，动力从后行星排齿圈输出总成65输入到低档位齿轮副71，此时低档位离合器72接合，动力从输出轴2输出。
[0025]液压机械传动低档位时，发动机动力经输入轴I输入，当发动机转速达到一定值时，电磁离合器53接合,机械传动总成5输出的动力经机械动力输出轴齿轮副51传至前行星排行星架62，液压传动总成4输出的动力传至后行星排太阳轮67，汇合后的动力经后行星排齿圈输出总成65输入到低档位齿轮副71，此时低档位离合器72接合，动力从输出轴2输出。
[0026]液压机械传动高档位时,发动机动力经输入轴I输入，此时电磁离合器53接合，机械传动总成5输出的动力通过输入轴经机械动力输出轴齿轮副51传至前行星排行星架62，液压传动总成4输出的动力传至前行星排太阳轮63，汇合后的动力经后行星排行星架输出轴68输入到高档位齿轮副73，接合高档位离合器74，动力从输出轴2输出。
[0027]倒车时,发动机动力经输入轴I输入，当发动机转速较低时，电磁离合器53分离，机械传动总成5不传递动力,动力经液压传动总成4到达行星排太阳轮轴61,同时驱动前行星排太阳轮63和后行星排太阳轮67，此时双行星排固连为一个整体，动力从后行星排行星架输出轴68输入到倒档齿轮副75，此时倒档离合器76接合，动力从输出轴2输出，当发动机转速达到一定值时，电磁离合器53接合,机械传动总成5输出的动力经机械动力输出轴齿轮副51传至前行星排行星架62，液压传动总成4输出的动力传至前行星排太阳轮63，汇合后的动力经后行星排行星架66传至后行星排行星架输出轴68输入到倒档齿轮副75，此时倒档离合器76接合，动力从输出轴2输出。
[0028]以电磁离合器53代替离心块式离合器52，从而实现机电液一体化的控制使得操控更加简便，更加精确。
【权利要求】
1.一种双行星排汇流液压机械无级变速箱，包括输入轴(I)、输出轴(2)、动力输出轴(3)、液压传动总成(4)、机械传动总成(5)、双行星排机构总成(6)、换挡机构总成(7)和动力输出齿轮副(8 )，输入轴(I)输入的动力分别通过液压传动总成(4)和机械传动总成(5 )分流后通过双行星排机构总成(6)合流，合流后的动力再通过换挡机构总成(7)和输出轴(2)输出动力；输入轴(I)通过动力输出齿轮副(8)驱动动力输出轴(3)输出动力；其特征在于:所述双行星排机构总成(6)包括行星排太阳轮轴(61)、前行星排行星架(62)、前行星齿轮太阳轮(63)、前行星排齿圈(64)、后行星排齿圈输出总成(65)、后行星排行星架(66)、后行星排太阳轮(67)和后行星排行星架输出轴(68)，所述前行星排太阳轮(63)和后行星排太阳轮(67)分别固定安装在行星排太阳轮轴(61)上，所述前行星排齿圈(64)通过后行星排行星架(66)与后行星排行星架输出轴(68)连接；所述液压传动总成(4)通过行星排太阳轮轴(61)与双行星排机构总成(6 )连接，所述机械传动总成(5 )通过前行星排行星架(62 )与双行星排机构总成(6)连接；所述换挡机构总成(7)包括低档位齿轮副(71)、低档位离合器(72)、高档位齿轮副(73)、高档位离合器(74)、倒档齿轮副(75)、倒档离合器(76)，所述低档位齿轮副(71)、高档位齿轮副(73)和倒档齿轮副(75)分别通过低档位离合器(72)、高档位离合器(74)、倒档离合器(76)与输出轴(2)连接；所述后行星排齿圈输出总成(65)与低档位齿轮副(71)啮合，所述后行星齿轮行星架输出轴(68)与输出轴(2)分别通过高档位齿轮副(73 )和倒档齿轮副(75 )连接；所述输入轴(I)与动力输出轴(3 )通过动力输出齿轮副(8)连接。
2.根据权利要求1所述的双行星排汇流液压机械无级变速箱，其特征在于:所述机械传动总成(5)包括机械动力输出齿轮副(51)和离心块式离合器(52),所述输入轴(I)通过离心块式离合器(52)驱动机械动力输出齿轮副(51)，所述机械动力输出齿轮副(51)与前行星排行星架(62)啮合。
3.根据权利要求1所述的双行星排汇流液压机械无级变速箱，其特征在于:所述机械传动总成(5)包括机械动力输出齿轮副(51)和电磁离合器(53),所述输入轴(I)通过电磁离合器(53)驱动机械动力输出齿轮副(51)，所述机械动力输出齿轮副(51)与前行星排行星架(62)啮合。
【文档编号】F16H47/06GK104179925SQ201410357680
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】朱镇, 高翔, 潘道远, 夏长高, 商高高, 韩江义, 朱彧, 韩梅梅, 闫成 申请人:江苏大学