CN104121346B - 单行星排汇流液压机械复合双流传动变速箱 - Google Patents
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Abstract
一种单行星排汇流液压机械复合双流传动变速箱,包括输入轴、输出轴、机械传动总成、液压传动总成、单行星排汇流机构总成和换挡机构总成，所述机械传动总成包括机械传动输入离合器；所述液压传动总成包括液压传动输入离合器、液压传动齿轮副、变量泵、定量马达、液压传动输出离合器和液压传动输出轴；所述单行星排汇流机构总成包括太阳轮、行星架、齿圈、齿圈输入轴、行星架输出轴、太阳轮制动器和齿圈制动器，所述换挡机构总成通过输出轴输出行走动力。有益效果：1、本发明可以根据需要切换传动模式，提高了变速箱的使用性能；2、减小了变速箱的尺寸和重量，结构简单，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种变速箱，特别涉及一种可以根据不同的工况实现不同传动模式的单行星排汇流液压机械复合双流传动变速箱。
背景技术
车辆在行进过程中，针对不同的工况，采取不同的作业模式，以提高工作效率。在起步阶段，采用液压传动可以实现车辆的稳步启动；在作业阶段，采用液压传动和机械传动相结合可实现车辆的无级变速和高效传动；在运输阶段，采用机械传动实现车辆的高效运行。针对不同的作业模式，采用不同的传动方案，有利于整个传动***发挥最佳性能，也有利于充分发挥发动机的动力性和燃油经济性。
目前现有变速箱技术中有纯液压传动方式、纯机械传动方式以及液压机械传动方式，但在一个变速箱内很难实现三种传动方式相结合，适应拖拉机作业的复杂工况。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够根据不同的工况实现不同传动模式的单行星排汇流液压机械复合双流传动变速箱。
技术方案：一种单行星排汇流液压机械复合双流传动变速箱,包括输入轴、输出轴、机械传动总成、液压传动总成、单行星排汇流机构总成和换挡机构总成，所述机械传动总成包括机械传动输入离合器；所述液压传动总成包括液压传动输入离合器、液压传动齿轮副、变量泵、定量马达、液压传动输出离合器和液压传动输出轴；所述单行星排汇流机构总成包括太阳轮、行星架、齿圈、齿圈输入轴、行星架输出轴、太阳轮制动器和齿圈制动器，所述齿圈制动器设置在齿圈输入轴上，所述太阳轮制动器设置在液压传动输出轴上；所述输入轴通过机械传动输入离合器与齿圈输入轴连接，所述机械传动总成依次通过液压传动输入离合器和液压传动齿轮副驱动变量泵和定量马达，所述液压传动总成的动力输出依次通过液压传动输出离合器和液压传动输出轴与太阳轮连接，所述单行星排汇流机构总成通过行星架输出轴与换挡机构总成连接，所述换挡机构总成通过输出轴输出行走动力。
原理：
纯液压传动时，液压传动输入离合器、液压传动输出离合器和齿圈制动器接合，太阳轮制动器和机械传动输入离合器分离，发动机动力依次通过输入轴、液压传动输入离合器、液压传动齿轮副驱动变量泵和定量马达、定量马达输出的动力依次通过液压传动输出离合器和液压传动输出轴传递给太阳轮，齿圈制动器接合齿圈无法运动，太阳轮直接驱动行星架旋转，进而驱动行星架输出轴旋转，动力通过换挡机构总成，经输出轴输出，实现纯液压传动。
纯机械传动时，机械传动输入离合器和太阳轮制动器接合，液压传动输入离合器、液压传动输出离合器和齿圈制动器分离，发动机动力依次通过输入轴、机械传动输入离合器和齿圈输入轴将动力传递给齿圈；由于太阳轮制动器接合，太阳轮无法运动，齿圈直接驱动行星架旋转，进而驱动行星架输出轴旋转，进而驱动行星架输出轴旋转，动力通过换挡机构总成，经输出轴输出，实现纯机械传动。
液压机械复合传动时，机械传动输入离合器、液压传动输入离合器和液压传动输出离合器接合，太阳轮制动器和齿圈制动器分离，此时发动机动力通过输入轴进行分流；一部分动力经机械传动输入离合器传递给齿圈；一部分动力经液压传动输入离合器和液压传动齿轮副驱动变量泵和定量马达，然后通过液压传动输出离合器和液压传动输出轴传递给太阳轮；最后通过单行星排汇流机构总成进行汇流后将动力传递给换挡机构总成，最后通过输出轴输出，实现液压机械传动。。
本发明可以根据需要切换纯液压传动、机液复合传动、纯机械传动三种模式的变速箱，提高了变速箱的使用性能。
优选项，为了满足拖拉机动力输出的需求，所述机械传动总成还包括动力输出轴齿轮副和动力输出轴，所述输入轴依次通过液压传动输入离合器和液压传动齿轮副驱动动力输出轴齿轮副，使动力从动力输出轴输出。
优选项，为了使变速箱结构更加紧凑，所述换挡机构总成包括低档位离合器、低档位变速齿轮副、高档位离合器、高档位变速齿轮副、倒档离合器、倒档变速齿轮副和过渡齿轮组；所述输出轴与行星架输出轴分别通过高档位变速齿轮副和倒档变速齿轮副连接；所述过渡齿轮组安装在动力输出轴分别与低档位变速齿轮副和高档位变速齿轮副啮合。由于本发明换挡机构总成采用了高低档两档结构，因此低速档的传动比较大，为了优化变速箱结构采用过滤齿轮组结构，借用动力输出轴作为支撑，低速档位时低档位离合器接合，高档位离合器和倒档离合器分离，动力依次通过高档位变速齿轮副、过渡齿轮组和低档位变速齿轮副从行星架输出轴传递到输出轴；高速档时高档位离合器接合，低档位离合器和倒档离合器分离，动力直接通过高档位变速齿轮副从行星架输出轴传递到输出轴；倒档时倒档离合器接合，低档位离合器和高速档时高档位离合器分离，动力直接通过倒档变速齿轮副从行星架输出轴传递到输出轴。
优选项，工作模式的切换，车辆启动时，纯液压传动模式，液压传动输入离合器、液压传动输出离合器和齿圈制动器接合，太阳轮制动器和机械传动输入离合器分离；当纯液压传动速度达到一定值时，机械传动输入离合器接合，齿圈制动器分离，实现纯液压传动向液压机械传动的过渡，液压机械传动用于拖拉机的田间作业；运输作业采用纯机械传动，机械传动输入离合器和太阳轮制动器接合，液压传动输入离合器、液压传动输出离合器和齿圈制动器分离。
田间作业时采用液压传动模式和液压机械传动模式时，有动力从动力输出轴输出；运输作业时采用纯机械传动模式，无动力输出，液压传动输入离合器分离。
有益效果：1、本发明可以根据需要切换纯液压传动、机液复合传动、纯机械传动三种模式的变速箱，提高了变速箱的使用性能；2、减小了变速箱的尺寸和重量，结构简单，操作方便；3、前进挡与后退档，纯液压档、液压机械档和纯机械档在适当时机可平稳换挡。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
纯液压传动时，液压传动输入离合器41、液压传动输出离合器45和齿圈制动器57接合，太阳轮制动器56和机械传动输入离合器31分离，发动机动力依次通过输入轴1、液压传动输入离合器41、液压传动齿轮副42驱动变量泵43和定量马达44、定量马达44输出的动力依次通过液压传动输出离合器45和液压传动输出轴46传递给太阳轮51，由于齿圈制动器57接合，齿圈53无法运动，太阳轮51直接驱动行星架52旋转，进而驱动行星架输出轴55旋转，由于低档位离合器61接合，动力经高档位变速齿轮副64、过渡齿轮副67、低档位变速齿轮副62，经输出轴2输出，实现纯液压传动。
液压机械低档位传动时，机械传动输入离合器31、液压传动输入离合器41和液压传动输出离合器45接合，太阳轮制动器56和齿圈制动器57分离，此时发动机动力通过输入轴1进行分流；一部分动力经机械传动输入离合器31传递给齿圈53；一部分动力经液压传动输入离合器41和液压传动齿轮副42驱动变量泵43和定量马达44，然后通过液压传动输出离合器45和液压传动输出轴46传递给太阳轮51；最后通过单行星排汇流机构总成5进行汇流，汇流动力驱动行星架52旋转，进而驱动行星架输出轴55旋转，进而驱动行星架输出轴55旋转，由于低档位离合器61接合，动力经高档位变速齿轮副64、过渡齿轮副67、低档位变速齿轮副62，经输出轴2输出，实现液压机械低档位传动。
液压机械高档位传动时，机械传动输入离合器31、液压传动输入离合器41和液压传动输出离合器45接合，太阳轮制动器56和齿圈制动器57分离，此时发动机动力通过输入轴1进行分流；一部分动力经机械传动输入离合器31传递给齿圈53；一部分动力经液压传动输入离合器41和液压传动齿轮副42驱动变量泵43和定量马达44，然后通过液压传动输出离合器45和液压传动输出轴46传递给太阳轮51；最后通过单行星排汇流机构总成5进行汇流，汇流动力驱动行星架52旋转，进而驱动行星架输出轴55旋转，由于高档位离合器63接合，动力经高档位变速齿轮副64，经输出轴2输出，实现液压机械高档位传动。
纯机械传动时，机械传动输入离合器31和太阳轮制动器56接合，液压传动输入离合器41、液压传动输出离合器45和齿圈制动器56分离，发动机动力依次通过输入轴1、机械传动输入离合器31和齿圈输入轴54将动力传递给齿圈53；由于太阳轮制动器56接合，太阳轮51无法运动，齿圈53直接驱动行星架52旋转，进而驱动行星架输出轴55旋转，由于高档位离合器63接合，动力经高档位变速齿轮副64，经输出轴2输出，实现纯机械传动。
纯液压传动、液压机械传动和纯机械传动的倒档采用齿轮改变传动方向，倒档离合器65接合，高档位离合器63分离，从行星架输出轴55输出的动力，由于接合倒档离合器65接合，动力经倒档位变速齿轮副66，经输出轴2输出，实现倒档功能。
车辆启动时，采用纯液压传动工作方式，此时液压传动输入离合器41、液压传动输出离合器45和齿圈制动器57接合，太阳轮制动器56和机械传动输入离合器31分离。当纯液压传动速度达到一定值时，机械传动输入离合器31接合，齿圈制动器5分离，实现纯液压传动向液压机械传动的过渡，液压机械传动多用于拖拉机的田间作业。运输作业则多采用纯机械传动，此时，机械传动输入离合器31和太阳轮制动器56接合，液压传动输入离合器41、液压传动输出离合器45和齿圈制动器56分离。
田间作业时采用液压传动模式和液压机械传动模式时，发动机动力经液压传动输入离合器41和液压传动齿轮副42驱动动力输出轴齿轮副32，动力经动力输出轴33输出；运输作业时采用纯机械传动模式，无动力输出，液压传动输入离合器41分离。
Claims (5)
1.一种单行星排汇流机械液压复合双流传动变速箱,包括输入轴（1）、输出轴（2）、机械传动总成（3）、液压传动总成（4）、单行星排汇流机构总成（5）和换挡机构总成（6），其特征在于：所述机械传动总成（3）包括机械传动输入离合器（31）；所述液压传动总成（4）包括液压传动输入离合器（41）、液压传动齿轮副（42）、变量泵（43）、定量马达（44）、液压传动输出离合器（45）和液压传动输出轴（46）；所述单行星排汇流机构总成（5）包括太阳轮（51）、行星架（52）、齿圈（53）、齿圈输入轴（54）、单行星架输出轴（55）、太阳轮制动器（56）和齿圈制动器（57），所述齿圈制动器（57）设置在齿圈输入轴（54）上，所述太阳轮制动器（56）设置在液压传动输出轴（46）上；所述输入轴（1）通过机械传动输入离合器（31）与齿圈输入轴（54）连接，所述机械传动总成（3）依次通过液压传动输入离合器（41）和液压传动齿轮副（42）驱动变量泵（43）和定量马达（44），所述液压传动总成（4）的动力输出依次通过液压传动输出离合器（45）和液压传动输出轴（46）与太阳轮（51）连接，所述单行星排汇流机构总成（5）通过单行星架输出轴（55）与换挡机构总成（6）连接，所述换挡机构总成（6）通过输出轴（2）输出行走动力。
2.根据权利要求1所述的单行星排汇流机械液压复合双流传动变速箱，其特征在于：所述机械传动总成（3）还包括动力输出轴齿轮副（32）和动力输出轴（33），所述输入轴（1）依次通过液压传动输入离合器（41）和液压传动齿轮副（42）驱动动力输出轴齿轮副（32），使动力从动力输出轴（33）输出。
3.根据权利要求2所述的单行星排汇流机械液压复合双流传动变速箱，其特征在于：所述换挡机构总成（6）包括低档位离合器（61）、低档位变速齿轮副（62）、高档位离合器（63）、高档位变速齿轮副（64）、倒档离合器（65）、倒档变速齿轮副（66）和过渡齿轮组（67）；所述输出轴（2）与单行星架输出轴（55）分别通过高档位变速齿轮副（64）和倒档变速齿轮副（66）连接；所述过渡齿轮组（67）安装在动力输出轴（33）分别与低档位变速齿轮副（62）和高档位变速齿轮副（64）啮合。
4.根据权利要求1所述的单行星排汇流机械液压复合双流传动变速箱，其特征在于：车辆启动时，采用纯液压传动模式，液压传动输入离合器（41）、液压传动输出离合器（45）和齿圈制动器（57）接合，太阳轮制动器（56）和机械传动输入离合器（31）分离；当纯液压传动速度达到一定值时，机械传动输入离合器（31）接合，齿圈制动器（5）分离，实现纯液压传动向液压机械传动的过渡，液压机械传动模式用于拖拉机的田间作业；运输作业采用纯机械传动模式，机械传动输入离合器（31）和太阳轮制动器（56）接合，液压传动输入离合器（41）、液压传动输出离合器（45）和齿圈制动器（56）分离。
5.根据权利要求4所述的单行星排汇流机械液压复合双流传动变速箱，其特征在于：田间作业时采用液压传动模式和液压机械传动模式时，有动力从动力输出轴（33）输出；运输作业时采用纯机械传动模式，无动力输出，液压传动输入离合器（41）分离。
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