CN104329434A

CN104329434A - 液压机械双功率流传动变速箱

Info

Publication number: CN104329434A
Application number: CN201410429983.0A
Authority: CN
Inventors: 朱镇; 高翔; 潘道远; 夏长高; 商高高; 韩江义; 朱彧; 韩梅梅; 闫成
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2015-02-04

Abstract

一种液压机械双功率流传动变速箱,包括输入轴、输出轴、液压传动机构、行星齿轮机构和换挡机构，所述液压传动机构包括液压同步器、液压传动输入齿轮副、变量泵、定量马达、液压传动输出齿轮副和液压传动输出轴；行星齿轮机构包括机械传动输入齿轮副、太阳轮制动器、齿圈、太阳轮和行星架；换挡机构包括行星架输出轴、倒档同步器、高档齿轮副、低档齿轮副、倒档齿轮副和前进档同步器。本发明通过不同同步器和离合器的接合和分离，实现液压机械传动和纯机械传动两种工作模式的快速自由切换，提高了车辆的作业效率、动力性和经济性；本发明仅使用三个同步器和一个制动器完成了三种工况七种模式的组合，结构简单而紧凑。

Description

液压机械双功率流传动变速箱

技术领域

本发明涉及一种自动变速箱，特别提供了一种液压机械双功率流传动变速箱。

背景技术

自动变速箱是车辆传动动力***研究的核心，其特性影响车辆的动力性、经济性，还影响农用车辆的生产效率。

液压机械双功率流传动以其机械传动的高效和液压传动的无级变速常应用于大马力拖拉机上，并与电控技术相结合，实现变速箱的自动调节，可大大减轻驾驶员的劳动强度，提高农业作业和运输作业的安全性、动力性和经济性。

液压传动机构传递的功率随变量泵排量变化连续可调，机械传动机构传递功率阶跃变化，液压机械传动无级可调。

为满足田间作业工况复杂，运输作业高效的特点，设计一种集拖拉机田间作业和运输作业功能为一体的变速箱。通过同步器和制动器的组合，实现液压机械传动和纯机械传动两种工作模式的切换，有利于提高车辆的作业效率、动力性和经济性。

目前大部分自动变速箱复杂，无法直接适应农用机械田间作业和运输作业两种工况对作业效率、动力性和经济性的要求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种液压机械双功率流传动变速箱。本发明能够实现液压机械传动和纯机械传动两种工作模式的快速切换，有利于提高车辆的作业效率、动力性和经济性。

技术方案：一种液压机械双功率流传动变速箱,包括输入轴、输出轴、液压传动机构、行星齿轮机构和换挡机构，所述液压传动机构包括液压同步器、液压传动输入齿轮副、变量泵、定量马达、液压传动输出齿轮副和液压传动输出轴；行星齿轮机构包括机械传动输入齿轮副、太阳轮制动器、齿圈、太阳轮和行星架；换挡机构包括行星架输出轴、倒档同步器、高档齿轮副、低档齿轮副、倒档齿轮副和前进档同步器；所述液压传动机构通过液压同步器与输入轴连接，液压传动输出轴与太阳轮连接；所述行星齿轮机构的齿圈通过机械传动输入齿轮副与输入轴连接；所述换挡机构通过行星架输出轴与行星齿轮机构的行星架连接；所述换挡机构分别通过高档齿轮副、低档齿轮副、倒档齿轮副与输出轴连接。本发明通过不同同步器和离合器的接合和分离，实现液压机械传动和纯机械传动两种工作模式的快速自由切换，提高了车辆的作业效率、动力性和经济性；本发明仅使用三个同步器和一个制动器完成了三种工况七种模式的组合，结构简单而紧凑。

怠速工况时，发动机转速在一定范围内变化，但是由于液压同步器、倒档同步器和前进档同步器同时分离，发动机的动力无法从输入轴传递至输出轴，因此此时的车辆处于怠速状态。

拖拉机田间作业时，采用液压机械档进行作业，能够适应各种复杂的作业工况。

液压机械低档位传动时，液压同步器接合，倒档同步器分离，前进档同步器接入低档齿轮副，太阳轮制动器分离；发动机部分动力经液压同步器，从液压输入齿轮副传至变量泵，变量泵经液压管道输出流量驱动定量马达，定量马达转矩经液压输出齿轮副，传到液压传动输出轴驱动太阳轮；另一部分发动机动力经机械传动输入齿轮副，传递到齿圈，从太阳轮传送的液压动力和齿圈传送的机械动力组成混合动力经行星架传递到低档齿轮副，通过前进档同步器，最后经输出轴输出。

液压机械高档位传动时，液压同步器接合，倒档同步器分离，前进档同步器接入高档齿轮副，太阳轮制动器分离；发动机部分动力经液压同步器，从液压输入齿轮副传至变量泵，变量泵经液压管道输出流量驱动定量马达，定量马达转矩经液压输出齿轮副，传到液压传动输出轴驱动太阳轮；另一部分发动机动力经机械传动输入齿轮副，传递到齿圈，从太阳轮传送的液压动力和齿圈传送的机械动力组成混合动力经行星架传递到高档齿轮副，通过前进档同步器，最后经输出轴输出。

液压机械倒档传动时，倒档同步器和液压同步器同时接合，前进档同步器和太阳轮制动器分离；发动机部分动力经液压同步器，从液压输入齿轮副传至变量泵，变量泵经液压管道输出流量驱动定量马达，定量马达转矩经液压输出齿轮副，传到液压传动输出轴驱动太阳轮；另一部分发动机动力经机械传动输入齿轮副，传递到齿圈，从太阳轮传送的液压动力和齿圈传送的机械动力组成混合动力经行星架传递到倒档同步器，通过倒档齿轮副最后经输出轴输出。

在拖拉机运输作业时，采取机械传动方式，能够提升传动效率。

纯机械低档位传动时，前进档同步器接入低档齿轮副，太阳轮制动器接合，倒档同步器和液压同步器分离；发动机动力经机械传动输入齿轮副传递到齿圈，太阳轮固定，动力经行星架，传递到低档齿轮副，通过前进档同步器最后经输出轴输出。

纯机械高档位传动时，前进档同步器接入高档齿轮副，太阳轮制动器接合，倒档同步器和液压同步器分离；发动机动力经机械传动输入齿轮副传递到齿圈，太阳轮固定，动力经行星架，传递到高档齿轮副，通过前进档同步器最后经输出轴输出。

纯机械倒档传动时，倒档同步器和太阳轮制动器接合，前进档同步器和液压同步器分离；发动机动力经机械传动输入齿轮副传递到齿圈，太阳轮固定，动力经行星架传递到倒档同步器，通过倒档齿轮副最后经输出轴输出。

有益效果：本发明通过不同同步器和离合器的接合和分离，实现液压机械传动和纯机械传动两种工作模式的快速自由切换，提高了车辆的作业效率、动力性和经济性；本发明仅使用三个同步器和一个制动器完成了三种工况七种模式的组合，结构简单而紧凑。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明空档功率流向示意图；

图3为本发明液压机械低档功率流向示意图；

图4为本发明液压机械高档功率流向示意图；

图5为本发明液压机械倒档功率流向示意图；

图6为本发明纯机械低档功率流向示意图；

图7为本发明纯机械高档功率流向示意图；

图8为本发明纯机械倒档功率流向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种液压机械双功率流传动变速箱,包括输入轴1、输出轴2、液压传动机构3、行星齿轮机构4和换挡机构5，所述液压传动机构3包括液压同步器31、液压传动输入齿轮副32、变量泵33、定量马达34、液压传动输出齿轮副35和液压传动输出轴36；行星齿轮机构4包括机械传动输入齿轮副41、太阳轮制动器42、齿圈43、太阳轮44和行星架45；换挡机构5包括行星架输出轴51、倒档同步器52、高档齿轮副53、低档齿轮副54、倒档齿轮副55和前进档同步器56；所述液压传动机构3通过液压同步器31与输入轴1连接，液压传动输出轴36与太阳轮44连接；所述行星齿轮机构4的齿圈43通过机械传动输入齿轮副41与输入轴1连接；所述换挡机构5通过行星架输出轴51与行星齿轮机构4的行星架45连接；所述换挡机构5分别通过高档齿轮副53、低档齿轮副54、倒档齿轮副55与输出轴2连接。本发明通过不同同步器和离合器的接合和分离，实现液压机械传动和纯机械传动两种工作模式的快速自由切换，提高了车辆的作业效率、动力性和经济性；本发明仅使用三个同步器和一个制动器完成了三种工况七种模式的组合，结构简单而紧凑。

如图2所示，怠速工况时，发动机转速在一定范围内变化，但是由于液压同步器31、倒档同步器52和前进档同步器56同时分离发动机的动力无法从输入轴传递至输出轴，因此此时的车辆处于怠速状态。

如图3所示，液压机械低档位传动时，液压同步器31接合，倒档同步器52分离，前进档同步器56接入低档齿轮副54，太阳轮制动器42分离；发动机部分动力经液压同步器31，从液压输入齿轮副32传至变量泵33，变量泵33经液压管道输出流量驱动定量马达34，定量马达34转矩经液压输出齿轮副35，传到液压传动输出轴36驱动太阳轮44；另一部分发动机动力经机械传动输入齿轮副41，传递到齿圈43，从太阳轮44传送的液压动力和齿圈43传送的机械动力组成混合动力经行星架45传递到低档齿轮副54，通过前进档同步器56，最后经输出轴2输出。

如图4所示，液压机械高档位传动时，液压同步器31接合，倒档同步器52分离，前进档同步器56接入高档齿轮副53，太阳轮制动器42分离；发动机部分动力经液压同步器31，从液压输入齿轮副32传至变量泵33，变量泵33经液压管道输出流量驱动定量马达34，定量马达34转矩经液压输出齿轮副35，传到液压传动输出轴36驱动太阳轮44；另一部分发动机动力经机械传动输入齿轮副41，传递到齿圈43，从太阳轮44传送的液压动力和齿圈43传送的机械动力组成混合动力经行星架45传递到高档齿轮副53，通过前进档同步器56，最后经输出轴2输出。

如图5所示，液压机械倒档传动时，倒档同步器52和液压同步器31同时接合，前进档同步器56和太阳轮制动器42分离；发动机部分动力经液压同步器31，从液压输入齿轮副32传至变量泵33，变量泵33经液压管道输出流量驱动定量马达34，定量马达34转矩经液压输出齿轮副35，传到液压传动输出轴36驱动太阳轮44；另一部分发动机动力经机械传动输入齿轮副41，传递到齿圈43，从太阳轮44传送的液压动力和齿圈43传送的机械动力组成混合动力经行星架45传递到倒档同步器52，通过倒档齿轮副55最后经输出轴2输出。

如图6所示，纯机械低档位传动时，前进档同步器56接入低档齿轮副54，太阳轮制动器42接合，倒档同步器52和液压同步器31分离；发动机动力经机械传动输入齿轮副41传递到齿圈43，太阳轮44固定，动力经行星架45，传递到低档齿轮副54，通过前进档同步器56最后经输出轴2输出。

如图7所示，纯机械高档位传动时，前进档同步器56接入高档齿轮副53，太阳轮制动器42接合，倒档同步器52和液压同步器31分离；发动机动力经机械传动输入齿轮副41传递到齿圈43，太阳轮44固定，动力经行星架45，传递到高档齿轮副53，通过前进档同步器56最后经输出轴2输出。

如图8所示，纯机械倒档传动时，倒档同步器52和太阳轮制动器42接合，前进档同步器56和液压同步器31分离；发动机动力经机械传动输入齿轮副41传递到齿圈43，太阳轮44固定，动力经行星架45传递到倒档同步器52，通过倒档齿轮副55最后经输出轴2输出。

Claims

1.一种液压机械双功率流传动变速箱,包括输入轴（1）、输出轴（2）、液压传动机构（3）、行星齿轮机构（4）和换挡机构（5），其特征在于：所述液压传动机构（3）包括液压同步器（31）、液压传动输入齿轮副（32）、变量泵（33）、定量马达（34）、液压传动输出齿轮副（35）和液压传动输出轴（36）；行星齿轮机构（4）包括机械传动输入齿轮副（41）、太阳轮制动器（42）、齿圈（43）、太阳轮（44）和行星架（45）；换挡机构（5）包括行星架输出轴（51）、倒档同步器（52）、高档齿轮副（53）、低档齿轮副（54）、倒档齿轮副（55）和前进档同步器（56）；所述液压传动机构（3）通过液压同步器（31）与输入轴（1）连接，液压传动输出轴（36）与太阳轮（44）连接；所述行星齿轮机构（4）的齿圈（43）通过机械传动输入齿轮副（41）与输入轴（1）连接；所述换挡机构（5）通过行星架输出轴（51）与行星齿轮机构（4）的行星架（45）连接；所述换挡机构（5）分别通过高档齿轮副（53）、低档齿轮副（54）、倒档齿轮副（55）与输出轴（2）连接。

2.根据权利要求1所述的液压机械双功率流传动变速箱，其特征在于：怠速工况时，液压同步器（31）、倒档同步器（52）和前进档同步器（56）同时分离。

3.根据权利要求1所述的液压机械双功率流传动变速箱，其特征在于：液压机械低档位传动时，液压同步器（31）接合，倒档同步器（52）分离，前进档同步器（56）接入低档齿轮副（54），太阳轮制动器（42）分离；发动机部分动力经液压同步器（31），从液压输入齿轮副（32）传至变量泵（33），变量泵（33）经液压管道输出流量驱动定量马达（34），定量马达（34）转矩经液压输出齿轮副（35），传到液压传动输出轴（36）驱动太阳轮（44）；另一部分发动机动力经机械传动输入齿轮副（41），传递到齿圈（43），从太阳轮（44）传送的液压动力和齿圈（43）传送的机械动力组成混合动力经行星架（45）传递到低档齿轮副（54），通过前进档同步器（56），最后经输出轴（2）输出。

4. 根据权利要求1所述的液压机械双功率流传动变速箱，其特征在于：液压机械高档位传动时，液压同步器（31）接合，倒档同步器（52）分离，前进档同步器（56）接入高档齿轮副（53），太阳轮制动器（42）分离；发动机部分动力经液压同步器（31），从液压输入齿轮副（32）传至变量泵（33），变量泵（33）经液压管道输出流量驱动定量马达（34），定量马达（34）转矩经液压输出齿轮副（35），传到液压传动输出轴（36）驱动太阳轮（44）；另一部分发动机动力经机械传动输入齿轮副（41），传递到齿圈（43），从太阳轮（44）传送的液压动力和齿圈（43）传送的机械动力组成混合动力经行星架（45）传递到高档齿轮副（53），通过前进档同步器（56），最后经输出轴（2）输出。

5. 根据权利要求1所述的液压机械双功率流传动变速箱，其特征在于：液压机械倒档传动时，倒档同步器（52）和液压同步器（31）同时接合，前进档同步器（56）和太阳轮制动器（42）分离；发动机部分动力经液压同步器（31），从液压输入齿轮副（32）传至变量泵（33），变量泵（33）经液压管道输出流量驱动定量马达（34），定量马达（34）转矩经液压输出齿轮副（35），传到液压传动输出轴（36）驱动太阳轮（44）；另一部分发动机动力经机械传动输入齿轮副（41），传递到齿圈（43），从太阳轮（44）传送的液压动力和齿圈（43）传送的机械动力组成混合动力经行星架（45）传递到倒档同步器（52），通过倒档齿轮副（55）最后经输出轴（2）输出。

6. 根据权利要求1所述的液压机械双功率流传动变速箱，其特征在于：纯机械低档位传动时，前进档同步器（56）接入低档齿轮副（54），太阳轮制动器（42）接合，倒档同步器（52）和液压同步器（31）分离；发动机动力经机械传动输入齿轮副（41）传递到齿圈（43），太阳轮（44）固定，动力经行星架（45），传递到低档齿轮副（54），通过前进档同步器（56）最后经输出轴（2）输出。

7.根据权利要求1所述的液压机械双功率流传动变速箱，其特征在于：纯机械高档位传动时，前进档同步器（56）接入高档齿轮副（53），太阳轮制动器（42）接合，倒档同步器（52）和液压同步器（31）分离；发动机动力经机械传动输入齿轮副（41）传递到齿圈（43），太阳轮（44）固定，动力经行星架（45），传递到高档齿轮副（53），通过前进档同步器（56）最后经输出轴（2）输出。

8.根据权利要求1所述的液压机械双功率流传动变速箱，其特征在于：纯机械倒档传动时，倒档同步器（52）和太阳轮制动器（42）接合，前进档同步器（56）和液压同步器（31）分离；发动机动力经机械传动输入齿轮副（41）传递到齿圈（43），太阳轮（44）固定，动力经行星架（45）传递到倒档同步器（52），通过倒档齿轮副（55）最后经输出轴（2）输出。