CN111207198B - 一种集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置 - Google Patents

一种集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种集齿轮‑液压‑金属带为一体的多模式机液复合传动装置，包括输入组件、输出组件、金属带传动机构、行星齿轮总成、液压传动机构、离合器组件和制动器组件，所述输入组件分别与金属带传动机构、行星齿轮总成、液压传动机构连接，所述金属带传动机构和液压传动机构分别与行星齿轮总成连接，所述行星齿轮总成与输出组件连接，所述离合器组件将所述输入组件分别连接到金属带传动机构和行星齿轮总成、将金属带传动机构和液压传动机构分别连接到行星齿轮总成，所述离合器组件和制动器组件提供输入组件与输出组件之间连续的传动比。本发明实现液压传动、齿轮传动、金属带传动、齿轮金属带复合传动、液压齿轮复合传动和液压金属带复合传动多种模式的切换。

Description

一种集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置
技术领域
本发明涉及变速传动装置领域，特别涉及一种集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置。
背景技术
变速传动装置按传动方式的不同分为有级变速和无级变速，按传动路径的不同分为单流传动和复合传动。一般而言，齿轮传动属于有级变速，金属带传动和液压传动属于无级变速，以上三种传动方式属于单流传动。齿轮传动会产生动力中断，但传动效率较高；液压传动能够提供无动力中断大转矩，但效率较低；金属带传动传动效率较高，但传动比范围有限。复合传动能够摈弃单流传动的缺点，发扬其优点，具有良好的运用前景。由液压传动和齿轮传动构成的液压齿轮复合传动，以及由液压传动和金属带传动构成的液压金属带复合传动能够在各自设定范围内实现高效无级变速，由齿轮传动和金属带传动构成的齿轮金属带复合传动能够在统一范围内满足大范围高精度的调节。
现有技术仅涉及到单流传动和复合传动的设计，或者集两种单流传动和一种复合传动的机液复合传动装置的设计，未能完全满足多工况对传动装置多模式，尤其是多种复合模式的设计要求。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，通过切换离合器组件和制动器组件，实现液压传动、齿轮传动、金属带传动、齿轮金属带复合传动、液压齿轮复合传动和液压金属带复合传动多种模式的切换。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，包括输入组件、输出组件、金属带传动机构、行星齿轮总成、液压传动机构、离合器组件和制动器组件，所述输入组件分别与金属带传动机构、行星齿轮总成、液压传动机构连接，所述金属带传动机构和液压传动机构分别与行星齿轮总成连接，所述行星齿轮总成与输出组件连接，所述离合器组件将所述输入组件分别连接到金属带传动机构和行星齿轮总成、将金属带传动机构和液压传动机构分别连接到行星齿轮总成，所述离合器组件和制动器组件提供输入组件与输出组件之间连续的传动比。
进一步，所述行星齿轮总成包括前行星齿轮机构和后行星齿轮机构，所述前行星齿轮机构的齿圈与输入组件的输出端连接；所述前行星齿轮机构的太阳轮与后行星齿轮机构的齿圈连接，所述后行星齿轮机构的行星架与输出组件连接；所述后行星齿轮机构的齿圈与金属带传动机构输出端连接。
进一步，通过调节液压传动机构的排量比、调节金属带传动机构的传动比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供输入组件与输出组件之间的液压传动H、齿轮传动G和金属带传动V中的任意一种或任意两种组合的传动方式。
进一步，所述离合器组件包括第一离合器C1和第五离合器C5；所述第一离合器C1用于选择性的将液压传动机构输出端连接到后行星齿轮机构的太阳轮以共同旋转；所述第五离合器C5用于选择性的将后行星齿轮机构的齿圈连接到后行星齿轮机构的行星架以共同旋转；所述制动器组件用于选择性的将后行星齿轮机构的齿圈连接到固定件；通过调节液压传动***的排量比和控制所述第一离合器C1、第五离合器C5和制动器组件的接合，提供输入组件与输出组件之间的液压传动H。
进一步，所述离合器组件还包括第四离合器C4，所述第四离合器C4用于选择性的将前行星齿轮机构的行星架连接到后行星齿轮机构的行星架以共同旋转；通过控制所述第四离合器C4、第五离合器C5和制动器组件的接合，提供输入组件与输出组件之间的齿轮传动G。
进一步，所述离合器组件包括第二离合器C2和第三离合器C3；所述第二离合器C2用于选择性的将金属带传动机构输入端连接到前行星齿轮机构的齿圈以共同旋转；所述第三离合器C3用于选择性的将金属带传动机构输出端连接到后行星齿轮机构的太阳轮以共同旋转；通过调节金属带传动机构的传动比和控制所述第二离合器C2和第三离合器C3的接合，提供输入组件与输出组件之间的金属带传动V。
进一步，通过调节液压传动***的排量比和控制所述第一离合器C1、第四离合器C4和第五离合器C5的接合，提供输入组件与输出组件之间的液压齿轮复合传动HG；
通过调节金属带传动机构的传动比和控制所述第二离合器C2和第四离合器C4的接合，提供输入组件与输出组件之间的齿轮金属带复合传动GV；
通过调节液压传动***的排量比、调节金属带传动机构的传动比和控制所述第一离合器C1、第二离合器C2和第五离合器C5的接合，提供输入组件与输出组件之间的液压金属带复合传动HV。
进一步，通过调节液压传动机构的排量比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供“液压传动H→齿轮传动G→液压齿轮复合传动HG”传动方式之间的无级调速切换。
进一步，通过调节金属带传动机构的传动比，选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供“齿轮传动G→金属带传动V→齿轮金属带复合传动GV”传动方式之间的无级调速切换。
进一步，通过调节液压传动机构的排量比、调节金属带传动机构的传动比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供“液压传动H→金属带传动V→液压金属带复合传动HV”传动方式之间的无级调速切换。
本发明的有益效果在于：
本发明所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，通过切换离合器组件和制动器组件，实现液压传动、齿轮传动、金属带传动、齿轮金属带复合传动、液压齿轮复合传动和液压金属带复合传动多种模式的切换，使该多模式机液复合传动装置满足多工况作业要求和能量管理目标。采用液压传动、齿轮传动和液压齿轮复合传动切换模式，满足作业工况高效无级变速的要求；采用齿轮传动、金属带传动和齿轮金属带复合传动切换模式，满足大范围高精度非线性无级调速的要求；采用液压传动、金属带传动和液压金属带复合传动切换模式，满足区域内多选择高效无级调速的要求。
附图说明
图1为本发明所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置结构原理图；
图2为本发明所述的液压传动H模式功率流示意图；
图3为本发明所述的齿轮传动G模式功率流示意图；
图4为本发明所述的金属带传动V模式功率流示意图；
图5为本发明所述的液压齿轮复合传动HG功率流示意图；
图6为本发明所述的齿轮金属带复合传动GV功率流示意图；
图7为本发明所述的液压金属带复合传动HV功率流示意图；
图8为本发明所述的模式切换过程(H→G→HG)输出转速与输入转速关系图；
图9为本发明所述的模式切换过程(G→V→GV)输出转速与输入转速关系图；
图10为本发明所述的模式切换过程(H→V→HV)输出转速与输入转速关系图；
图中：
1-输入组件；1-1-主离合器C0；1-2-输入轴；2-前行星齿轮机构；2-1-第四离合器C4；2-2-中间轴；2-3-前行星齿轮太阳轮；2-4-前行星齿轮行星架；2-5-前行星齿轮齿圈；2-6-前行星齿轮输入齿轮副；3-输出组件；3-1-输出轴；3-2-输出齿轮副；4-金属带传动机构；4-1-金属带输入齿轮副；4-2-第二离合器C2；4-3-金属带输入轴；4-4-金属带；4-5-金属带输出轴；4-6-金属带输出齿轮副；4-7-第三离合器C3；5-后行星齿轮机构；5-1-后行星齿轮输入齿轮副；5-2-后行星齿轮太阳轮轴；5-3-后行星齿轮太阳轮；5-4-后行星齿轮行星架；5-5-后行星齿轮齿圈；5-6-制动器组件；5-7-第五离合器C5；6-液压传动机构；6-1-液压传动输出齿轮副；6-2-液压传动输入轴；6-3-变量泵；6-4-定量马达；6-5-液压传动输出轴；6-6-第一离合器C1；7-动力输出机构；7-1-第六离合器C6；7-2-前动力输出齿轮副；7-3-动力输出轴；7-4-后动力输出齿轮副；7-5-第七离合器C7。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，包括输入组件1、前行星齿轮机构2、输出组件3、金属带传动机构4、后行星齿轮机构5、液压传动机构6、动力输出机构7、离合器组件和制动器组件。
输入组件1包括主离合器C0 1-1和输入轴1-2；通过接合主离合器C0 1-1，内燃机动力经输入轴1-2传递到液压传动输入轴6-2。
前行星齿轮机构2包括第四离合器C4 2-1、中间轴2-2、前行星齿轮太阳轮2-3、前行星齿轮行星架2-4、前行星齿轮齿圈2-5和前行星齿轮输入齿轮副2-6；所述前行星齿轮太阳轮2-3、前行星齿轮行星架2-4和前行星齿轮齿圈2-5构成行星轮系，所述前行星齿轮齿圈2-5通过前行星齿轮输入齿轮副2-6与液压传动输入轴6-2传动连接，所述第四离合器C4 2-1用于选择性的将前行星齿轮行星架2-4连接到后行星齿轮行星架5-4以共同旋转；前行星齿轮太阳轮2-3与后行星齿轮齿圈5-5固连。中间轴2-2为后行星齿轮行星架5-4的输出轴。
后行星齿轮机构5包括后行星齿轮输入齿轮副5-1、后行星齿轮太阳轮轴5-2、后行星齿轮太阳轮5-3、后行星齿轮行星架5-4、后行星齿轮齿圈5-5、制动器组件5-6和第五离合器C5 5-7；所述后行星齿轮太阳轮5-3、后行星齿轮行星架5-4和后行星齿轮齿圈5-5构成行星轮系，所述后行星齿轮齿圈5-5通过后行星齿轮输入齿轮副5-1与金属带输出轴4-5连接，所述第五离合器C5 5-7用于选择性的将后行星齿轮齿圈5-5连接到后行星齿轮行星架5-4以共同旋转；所述制动器组件5-6用于选择性的将后行星齿轮齿圈5-5连接到固定件；后行星齿轮行星架5-4通过输出齿轮副3-2与输出轴3-1连接；所述后行星齿轮太阳轮5-3与后行星齿轮太阳轮轴5-2固连。
所述金属带传动机构4包括金属带输入齿轮副4-1、第二离合器C2 4-2、金属带输入轴4-3、金属带4-4、金属带输出轴4-5、金属带输出齿轮副4-6和第三离合器C3 4-7；所述金属带输出轴4-5通过后行星齿轮输入齿轮副5-1与后行星齿轮齿圈5-5连接，所述第二离合器C2 4-2用于选择性的将金属带输入轴4-3通过金属带输入齿轮副4-1连接到前行星齿轮齿圈2-5以共同旋转；所述第三离合器C3 4-7用于选择性的将金属带输出轴4-5通过金属带输出齿轮副4-6连接到后行星齿轮太阳轮轴5-2以共同旋转。所述金属带输入轴4-3通过金属带4-4与金属带输出轴4-5传动连接。
所述液压传动机构6包括液压传动输出齿轮副6-1、液压传动输入轴6-2、变量泵6-3、定量马达6-4、液压传动输出轴6-5和第一离合器C1 6-6。液压传动输入轴6-2与变量泵6-3连接，定量马达6-4与液压传动输出轴6-5连接，所述变量泵6-3用于驱动定量马达6-4，所述第一离合器C1 6-6用于选择性的将液压传动输出轴6-5通过液压传动输出齿轮副6-1连接到后行星齿轮太阳轮轴5-2以共同旋转。
所述动力输出机构7包括第六离合器C6 7-1、前动力输出齿轮副7-2、动力输出轴7-3、后动力输出齿轮副7-4和第七离合器C7 7-5。所述第六离合器C6 7-1用于选择性的将液压传动输入轴6-2通过前动力输出齿轮副7-2连接到动力输出轴7-3以共同旋转。所述第七离合器C7 7-5用于选择性的将液压传动输出轴6-5通过后动力输出齿轮副7-4连接到动力输出轴7-3以共同旋转。第六离合器C6 7-1与第七离合器C7 7-5不同时接合。
通过调节液压传动机构6的排量比、调节金属带传动机构4的传动比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供输入组件1与输出组件3之间的液压传动H、齿轮传动G和金属带传动V中的任意一种或任意二种组合的传动方式，各个传动模式的接合元件如表1所示。具体如下：
如图2所示，在液压传动H传动模式中，接合主离合器C0 1-1、第一离合器C1 6-6、第五离合器C5 5-7和制动器组件5-6，此时输入轴1-2传递的发动机动力，经液压传动输入轴6-2驱动变量泵6-3工作，进而带动定量马达6-4转动，由于后行星齿轮齿圈5-5被制动器组件5-6制动，定量马达6-4输出的动力经后行星齿轮太阳轮5-3和后行星齿轮行星架5-4传递到中间轴2-2，再经由输出齿轮副3-2从输出轴3-1输出。
如图3所示，在齿轮传动G传动模式中，接合主离合器C0 1-1、第四离合器C4 2-1、第五离合器C5 5-7和制动器组件5-6，此时输入轴1-2传递的发动机动力，经前行星齿轮输入齿轮副2-6驱动前行星齿轮齿圈2-5，由于后行星齿轮齿圈5-5被制动器组件5-6制动，即前行星齿轮太阳轮2-3制动，前行星齿轮行星架2-4输出的动力经由输出齿轮副3-2从输出轴3-1输出。
如图4所示，在金属带传动V传动模式中，接合主离合器C0 1-1、第二离合器C2 4-2、第三离合器C3 4-7和第五离合器C5 5-7，此时输入轴1-2传递的发动机动力经前行星齿轮输入齿轮副2-6和金属带输入齿轮副4-1传递到金属带输入轴4-3驱动金属带4-4，金属带4-4通过改变其主、从动盘半径进而改变其传动比，其传递的动力经金属带输出轴4-5分为两路：一路经后行星齿轮输入齿轮副5-1传递到后行星齿轮齿圈5-5，一路经金属带输出齿轮副4-6和后行星齿轮太阳轮轴5-2传递到后行星齿轮太阳轮5-3，传递到后行星齿轮齿圈5-5的动力与传递到后行星齿轮太阳轮5-3的动力在后行星齿轮行星架5-4处汇流，经中间轴2-3和输出齿轮副3-2从输出轴3-1输出。
如图5所示，在液压齿轮复合传动HG传动模式中，接合主离合器C0 1-1、第一离合器C1 6-6、第四离合器C4 2-1和第五离合器C5 5-7，此时输入轴1-2传递的发动机动力传递到前行星齿轮输入齿轮副2-6分为两路：一路直达前行星齿轮齿圈2-5；一路经液压传动输入轴6-2驱动变量泵6-3，进而带动定量马达6-4转动，定量马达6-4输出的动力经后行星齿轮太阳轮5-3后又分为两路：一路经后行星齿轮齿圈5-5和前行星齿轮太阳轮2-3与直达前行星齿轮齿圈2-5的动力在前行星齿轮行星架2-4处汇流，一路经后行星齿轮行星架5-4，与在前行星齿轮行星架2-4处汇流的动力汇流，汇流动力经中间轴2-3和输出齿轮副3-2从输出轴3-1输出。
如图6所示，在齿轮金属带复合传动GV传动模式中，接合主离合器C0 1-1、第二离合器C2 4-2和第四离合器C4 2-1，此时输入轴1-2传递的发动机动力传递到前行星齿轮输入齿轮副2-6分为两路：一路经金属带输入齿轮副4-1和金属带输入轴4-3驱动金属带4-4，金属带4-4通过改变其主、从动盘半径进而改变其传动比，动力经金属带输出轴4-5、后行星齿轮输入齿轮副5-1、后行星齿轮齿圈5-5，传递到前行星齿轮太阳轮2-3，一路直达前行星齿轮齿圈2-5，传递到前行星齿轮太阳轮2-3的动力与传递到前行星齿轮齿圈2-5的动力在前行星齿轮行星架2-4处汇流，经中间轴2-3和输出齿轮副3-2从输出轴3-1输出。
如图7所示，在液压金属带复合传动HV传动模式中，接合主离合器C0 1-1、第一离合器C1 6-6、第二离合器C2 4-2和第五离合器C5 5-7，此时输入轴1-2传递的发动机动力传递到前行星齿轮输入齿轮副2-6分为两路：一路经金属带输入齿轮副4-1和金属带输入轴4-3驱动金属带4-4，金属带4-4通过改变其主、从动盘半径进而改变其传动比，动力经金属带输出轴4-5和后行星齿轮输入齿轮副5-1，传递到后行星齿轮齿圈5-5，一路经液压传动输入轴6-2驱动变量泵6-3，进而带动定量马达6-4转动，定量马达6-4输出的动力经液压传动输出齿轮副6-1和后行星齿轮太阳轮轴5-2传递到后行星齿轮太阳轮5-3，传递到后行星齿轮齿圈5-5的动力与传递到后行星齿轮太阳轮5-3的动力在后行星齿轮行星架5-4处汇流，经中间轴2-3和输出齿轮副3-2从输出轴3-1输出。
表1模式切换元件接合状态
Figure GDA0002973362580000061
Figure GDA0002973362580000071
其中：“▲”代表模式切换执行机构处于接合状态；nO(H)为液压传动H模式输出转速，nO(G)为齿轮传动G模式输出转速，nO(V)为金属带传动V模式输出转速，nO(GV)为齿轮金属带传动GV模式输出转速，nO(HG)为液压齿轮传动HG模式输出转速，nO(HV)为液压金属带传动HV模式输出转速，ne为发动机转速；k1为前行星齿轮机构的行星齿轮特性参数，k2为后行星齿轮机构的行星齿轮特性参数，e为液压传动机构排量比，iv为金属带传动机构传动比。i1为前行星齿轮输入齿轮副传动比，i2为液压传动输出齿轮副传动比，i3为金属带输入齿轮副传动比，i4为后行星齿轮输入齿轮副传动比，i5为金属带输出齿轮副传动比，i6为输出齿轮副传动比。
通过调节液压传动机构6的排量比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供“液压传动H→齿轮传动G→液压齿轮复合传动HG”传动方式之间的无级调速切换。采用模式H起步，输出转速随液压传动机构排量比e的增大线性增大，当e＝-1时，液压传动H模式达到负向最大值，当e＝1时，液压传动H模式达到正向最大值；此时可切换到齿轮传动G模式，齿轮传动G模式为定传动比；当满足e∈[nO(G)＝nO(HG)]时，也可切换到液压齿轮复合传动HG模式，此时输出转速随e的减小线性增大，当e＝-1时，液压齿轮复合传动HG模式达到正向最大值。金属带传动机构传动比iv不影响该模式切换过程传动装置传动比的变化，传动装置仅通过改变e在设定范围内无级变速。
通过调节金属带传动机构4的传动比，选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供“齿轮传动G→金属带传动V→齿轮金属带复合传动GV”传动方式之间的无级调速切换。当处于齿轮传动G模式时为定传动比；齿轮传动G模式可切换到金属带传动V模式，当iv从2变化到0.5时，nO(V)非线性增加；当金属带传动机构传动比满足iv∈[nO(V)＝nO(GV)]时，金属带传动V模式可切换到齿轮金属带复合传动GV模式，当iv从2变化到0.5时，nO(GV)非线性地增加；液压传动机构排量比e不影响该模式切换过程传动装置传动比的变化，传动装置仅通过改变iv在设定范围内无级变速。
通过调节液压传动机构6的排量比、调节金属带传动机构4的传动比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供“液压传动H→金属带传动V→液压金属带复合传动HV”传动方式之间的无级调速切换。采用模式H起步，输出转速随液压传动机构排量比e的增加线性增大，当e＝1时，液压传动H模式达到正向最大值；当同时满足e·iv∈[nO(H)＝nO(V)]，且e∈[0，1]，且iv∈[0.5，2]三条件时，液压传动H模式切换到金属带传动V模式，当iv从2变化到0.5时，nO(V)非线性地增加；当同时满足e·iv∈[nO(V)＝nO(HV)]，且e∈[0，1]，且iv∈[0.5，2]三条件时，金属带传动V模式切换到液压金属带复合传动HV模式，切换的位置不同，导致液压金属带复合传动HV模式输出值不同，但输出转速随液压传动机构排量比e的减小而线性减小。
举例说明：
主要参数为：i1＝1，i2＝0.36，i3＝0.73，i4＝i5＝i6＝1，k1＝2.27，k2＝3。
模式切换过程一：液压传动H→齿轮传动G→液压齿轮传动HG；
液压传动H输出-输入转速关系为：
Figure GDA0002973362580000081
齿轮传动G输出-输入转速关系为：
Figure GDA0002973362580000082
液压齿轮复合传动HG输出-输入转速关系为：
Figure GDA0002973362580000083
如图8所示，采用模式H起步，输出转速随液压传动机构排量比e的增大线性增大，当e＝-1时，H模式达到负向最大值-0.694ne，当e＝1时，液压传动H模式达到正向最大值0.694ne；此时可切换到齿轮传动G模式，此时齿轮传动为定传动比；也可切换到液压齿轮复合传动HG模式，此时输出转速随e的减小线性增大，当e＝-1时，HG模式达到正向最大值1.650ne。金属带传动机构传动比iv不影响该模式切换过程传动装置传动比的变化，传动装置仅通过改变e在[0,1.650]ne范围内无级变速。
模式切换过程二：齿轮传动G→金属带传动V→齿轮金属带传动GV
齿轮传动G输出-输入转速关系为：
Figure GDA0002973362580000091
金属带传动V输出-输入转速关系为：
Figure GDA0002973362580000092
齿轮金属带复合传动GV输出-输入转速关系为：
Figure GDA0002973362580000093
如图9所示，当处于齿轮传动G模式时为定传动比；齿轮传动G模式可切换到金属带传动V模式，此时金属带传动机构传动比iv＝1.794，当iv从2变化到0.5时，nO(V)非线性地从0.694ne增加到2.740ne；当金属带传动机构传动比iv＝1.370时，金属带传动V模式可切换到齿轮金属带复合传动GV模式，当iv从2变化到0.5时，nO(GV)非线性地从0.904ne增加到1.532ne；液压传动机构排量比e不影响该模式切换过程传动装置传动比的变化，传动装置仅通过改变iv在[0.694,2.740]ne范围内无级变速。
模式切换过程三：液压传动H→金属带传动V→液压金属带传动HV
液压传动H输出-输入转速关系为：
Figure GDA0002973362580000094
金属带传动V输出-输入转速关系为：
Figure GDA0002973362580000095
液压金属带复合传动HV输出-输入转速关系为：
Figure GDA0002973362580000096
如图10所示，采用模式H起步，输出转速随液压传动机构排量比e的增加线性增大，当e＝1时，H模式达到正向最大值0.694ne；当同时满足e·iv＝1.974，且e∈[0，1]，且iv∈[0.5，2]三条件时，H模式切换到V模式，当iv从2变化到0.5时，nO(V)非线性地从0.685ne增加到2.740ne；
当同时满足e·iv＝0.494、且e∈[0，1]，且iv∈[0.5，2]三条件时，金属带传动V模式切换到液压金属带复合传动HV模式，切换的位置不同，导致液压金属带复合传动HV模式输出值不同，但输出转速随液压传动机构排量比e的减小而线性减小。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，其特征在于，包括输入组件(1)、输出组件(3)、金属带传动机构(4)、行星齿轮总成、液压传动机构(6)、离合器组件和制动器组件，所述输入组件(1)分别与金属带传动机构(4)、行星齿轮总成、液压传动机构(6)连接，所述金属带传动机构(4)和液压传动机构(6)分别与行星齿轮总成连接，所述行星齿轮总成与输出组件(3)连接，所述离合器组件将所述输入组件(1)连接到金属带传动机构(4)、将金属带传动机构(4)和液压传动机构(6)分别连接到行星齿轮总成，所述离合器组件和制动器组件提供输入组件(1)与输出组件(3)之间连续的传动比；所述行星齿轮总成包括前行星齿轮机构(2)和后行星齿轮机构(5)，所述前行星齿轮机构(2)的齿圈与输入组件(1)的输出端连接；所述前行星齿轮机构(2)的太阳轮与后行星齿轮机构(5)的齿圈连接，所述后行星齿轮机构(5)的行星架与输出组件(3)连接；所述后行星齿轮机构(5)的齿圈与金属带传动机构(4)输出端连接；
所述离合器组件包括第一离合器C1(6-6)、第三离合器C3(4-7)和第四离合器C4(2-1)；所述第一离合器C1(6-6)用于选择性的将液压传动机构(6)输出端连接到后行星齿轮机构(5)的太阳轮以共同旋转；所述第三离合器C3(4-7)用于选择性的将金属带传动机构(4)输出端连接到后行星齿轮机构(5)的太阳轮以共同旋转；所述第四离合器C4(2-1)用于选择性的将前行星齿轮机构(2)的行星架连接到后行星齿轮机构(5)的行星架以共同旋转。
2.根据权利要求1所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，其特征在于，通过调节液压传动机构(6)的排量比、调节金属带传动机构(4)的传动比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供输入组件(1)与输出组件(3)之间的液压传动H、齿轮传动G和金属带传动V中的任意一种或任意两种组合的传动方式。
3.根据权利要求2所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，其特征在于，所述离合器组件还包括第五离合器C5(5-7)；所述第五离合器C5(5-7)用于选择性的将后行星齿轮机构(5)的齿圈连接到后行星齿轮机构(5)的行星架以共同旋转；所述制动器组件(5-6)用于选择性的将后行星齿轮机构(5)的齿圈连接到固定件；通过调节液压传动***(7)的排量比和控制所述第一离合器C1(6-6)、第五离合器C5(5-7)和制动器组件(5-6)的接合，提供输入组件(1)与输出组件(3)之间的液压传动H。
4.根据权利要求3所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，其特征在于，通过控制所述第四离合器C4(2-1)、第五离合器C5(5-7)和制动器组件(5-6)的接合，提供输入组件(1)与输出组件(3)之间的齿轮传动G。
5.根据权利要求3所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，其特征在于，所述离合器组件还包括第二离合器C2(4-2)；所述第二离合器C2(4-2)用于选择性的将金属带传动机构(4)输入端连接到前行星齿轮机构(2)的齿圈以共同旋转；通过调节金属带传动机构(4)的传动比和控制所述第二离合器C2(4-2)、第三离合器C3(4-7)和第五离合器C5(5-7)的接合，提供输入组件(1)与输出组件(3)之间的金属带传动V。
6.根据权利要求5所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，其特征在于，
通过调节液压传动***(7)的排量比和控制所述第一离合器C1(6-6)、第四离合器C4(2-1)和第五离合器C5(5-7)的接合，提供输入组件(1)与输出组件(3)之间的液压齿轮复合传动HG；
通过调节金属带传动机构(4)的传动比和控制所述第二离合器C2(4-2)和第四离合器C4(2-1)的接合，提供输入组件(1)与输出组件(3)之间的齿轮金属带复合传动GV；
通过调节液压传动***(7)的排量比、调节金属带传动机构(4)的传动比和控制所述第一离合器C1(6-6)、第二离合器C2(4-2)和第五离合器C5(5-7)的接合，提供输入组件(1)与输出组件(3)之间的液压金属带复合传动HV。
7.根据权利要求6所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，其特征在于，通过调节液压传动机构(6)的排量比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供“液压传动H→齿轮传动G→液压齿轮复合传动HG”传动方式之间的无级调速切换。
8.根据权利要求6所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，其特征在于，通过调节金属带传动机构(4)的传动比，选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供“齿轮传动G→金属带传动V→齿轮金属带复合传动GV”传动方式之间的无级调速切换。
9.根据权利要求6所述的集齿轮-液压-金属带为一体的多模式机液复合传动装置，其特征在于，通过调节液压传动机构(6)的排量比、调节金属带传动机构(4)的传动比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供“液压传动H→金属带传动V→液压金属带复合传动HV”传动方式之间的无级调速切换。
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