CN112128338A - 一种双液压传动机构参与的机液复合传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双液压传动机构参与的机液复合传动装置，包括输入构件、第二液压传动机构、后行星齿轮机构、输出构件、第一液压传动机构、前行星齿轮机构、离合器组件和制动器组件；所述离合器组件将所述输入构件分别与前行星齿轮机构、第二液压传动机构和第一液压传动机构连接，将第一液压传动机构输出端与前行星齿轮机构连接，将所述后行星齿轮机构分别与第二液压传动机构输出端和前行星齿轮机构连接，将后行星齿轮机构与输出构件连接；所述离合器组件和制动器组件提供输入构件与输出构件之间连续的传动比。本发明在增加***容错性能的前提下，增大了调节自由度，扩展了调速范围，提高了传动效率。

Description

一种双液压传动机构参与的机液复合传动装置
技术领域
本发明涉及变速传动领域，特别涉及一种双液压传动机构参与的机液复合传动装置。
背景技术
机液复合传动装置一般采用液压传动实现起步，机液传动进行作业，机械传动实现转场，在整个调速范围内满足各类工况的调速要求。由于液压传动机构效率不高和易出故障，难以兼顾该类复合传动装置调速范围和调速效率的优势。理论上，液压传动机构功率越大，动力传递能力越强，但受到制造技术和生产成本的影响，液压传动机构的功率有一定的制约。液压传动机构效率总体不高，且高效区范围较窄，较难实现较大调速范围的高效变速功能。单独的液压传动机构主要参数有压力、转速、排量和流量等，且相互有所联系，调节自由度有限。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种双液压传动机构参与的机液复合传动装置，两套液压传动机构可单独或共同实现液压传动、机液传动和机械传动的切换，在增加***容错性能的前提下，增大了调节自由度，扩展了调速范围，提高了传动效率。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种双液压传动机构参与的机液复合传动装置，包括输入构件、第二液压传动机构、后行星齿轮机构、输出构件、第一液压传动机构、前行星齿轮机构、离合器组件和制动器组件；所述离合器组件将所述输入构件分别与前行星齿轮机构、第二液压传动机构和第一液压传动机构连接，将第一液压传动机构输出端与前行星齿轮机构连接，将所述后行星齿轮机构分别与第二液压传动机构输出端和前行星齿轮机构连接，将后行星齿轮机构输出端与输出构件连接；所述离合器组件和制动器组件提供输入构件与输出构件之间连续的传动比。
进一步，通过调节第二液压传动机构或/和第一液压传动机构的排量比，选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供输入构件与输出构件之间的传动方式包括：液压传动、机械传动、单机液传动和双机液传动。
进一步，所述前行星齿轮机构包括前行星齿轮机构太阳轮、前行星齿轮机构行星架和前行星齿轮机构齿圈；所述后行星齿轮机构包括后行星齿轮机构齿圈、后行星齿轮机构行星架和后行星齿轮机构太阳轮；
所述离合器组件包括离合器C1、离合器C2、离合器C3、离合器C4、离合器C5、离合器C6、离合器C7、离合器C8、离合器C9、离合器C10和离合器C11，所述离合器C1用于选择性的将输入构件与前行星齿轮机构太阳轮连接以共同旋转，所述离合器C2用于选择性的将输入构件与前行星齿轮机构行星架连接以共同旋转，所述离合器C3用于选择性的将输入构件与第一液压传动机构的输入端连接以共同旋转，所述离合器C4用于选择性的将第一液压传动机构输出端与前行星齿轮机构齿圈连接以共同旋转，所述离合器C5用于选择性的将输入构件与第二液压传动机构输入端连接以共同旋转，所述离合器C6用于选择性的将第二液压传动机构输出端与后行星齿轮机构行星架连接以共同旋转，所述离合器C7用于选择性的将第二液压传动机构输出端与后行星齿轮机构齿圈连接以共同旋转，所述离合器C8用于选择性的将前行星齿轮机构太阳轮与后行星齿轮机构太阳轮连接以共同旋转，所述离合器C9用于选择性的将前行星齿轮机构行星架与后行星齿轮机构太阳轮连接以共同旋转，所述离合器C10用于选择性的将后行星齿轮机构行星架与输出构件连接以共同旋转，所述离合器C11用于选择性的将后行星齿轮机构齿圈与输出构件连接以共同旋转；
所述制动器组件包括制动器B1、制动器B2和制动器B3，所述制动器B1用于选择性的将前行星齿轮机构齿圈固定；所述制动器B2用于选择性的将后行星齿轮机构行星架固定；所述制动器B3用于选择性的将后行星齿轮机构齿圈固定。
进一步，通过调节第一液压传动机构的排量比，接合离合器C3、离合器C4、离合器C8和离合器C9，选择性的接合离合器C10和制动器B3，或选择性的接合离合器C11和制动器B2，提供输入构件与输出构件之间的前进或后退的第一液压传动；
通过调节第二液压传动机构的排量比，接合离合器C5、离合器C7和离合器C11，或接合离合器C5、离合器C6和离合器C10，提供输入构件与输出构件之间的前进或后退的第二液压传动。
进一步，接合离合器C10和制动器B3，选择性的接合离合器C1、离合器C9和制动器B1，或选择性的接合离合器C2和离合器C9，或选择性的接合离合器C1和离合器C8，或选择性的接合离合器C2、离合器C8和制动器B1，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的前进方向的机械传动。
进一步，接合离合器C11和制动器B2，选择性的接合离合器C1、离合器C9和制动器B1，或选择性的接合离合器C2和离合器C9，或选择性的接合离合器C1和离合器C8，或选择性的接合离合器C2、离合器C8和制动器B1，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的后退方向的机械传动。
进一步，通过调节第一液压传动机构的排量比，接合离合器C3、离合器C4、离合器C10和制动器B3，选择性的接合离合器C1和离合器C9，或选择性的接合离合器C2和离合器C8，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的前进方向的第一单机液传动；
通过调节第一液压传动机构的排量比，接合离合器C3、离合器C4、离合器C11和制动器B2，选择性的接合离合器C1和离合器C9，或选择性的接合离合器C2和离合器C8，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的后退方向的第一单机液传动。
进一步，通过调节第二液压传动机构的排量比，接合离合器C1、离合器C5和离合器C8，选择性的接合离合器C7和离合器C10，或选择性的接合离合器C11和接合离合器C6，提供输入构件与输出构件之间的前进或后退的第二单机液传动。
进一步，通过调节第一液压传动机构和第二液压传动机构的排量比，接合离合器C3、离合器C4、离合器C5、离合器C7和离合器C10，选择性的接合离合器C1和离合器C9或选择性的接合离合器C2和离合器C8，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的前进方向的双机液传动；
通过调节第一液压传动机构和第二液压传动机构的排量比，接合离合器C3、离合器C4、离合器C5、离合器C6和离合器C11，选择性的接合离合器C1和离合器C9或选择性的接合离合器C2和离合器C8，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的后退方向的双机液传动。
进一步，所述液压传动可无级切换至所述单机液传动；所述单机液传动可无级切换至双机液传动。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，具有两套相对独立的液压传动机构，可分别实现各自液压传动和机液传动的切换，具有较高的容错性能。
2.本发明所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，两套液压传动机构可联合调速，扩展***的调速范围，增大***的调节自由度，提高***的传动效率。
3.本发明所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，可在第一液压传动机构参与的液压传动、机械传动、第一液压传动机构参与的机液传动、第二液压传动机构参与的液压传动、第二液压传动机构参与的机液传动、双液压传动机构参与的机液传动等模式间进行切换，其中，液压传动和机液传动可实现无动力中断换挡，机械传动各档位传动比设计合理。
4.本发明所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，机液复合传动装置一般采用液压传动实现起步，机液传动进行作业，机械传动实现转场，在整个调速范围内满足各类工况的调速要求。由于液压传动机构效率不高和易出故障，难以兼顾该类复合传动装置调速范围和调速效率的优势，基于此，采用一种双液压传动机构参与的机液复合传动装置，兼顾容错性能和调节自由度，是解决该类机液复合传动装置的一个有效途径。
附图说明
图1为本发明所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置结构原理图。
图2为本发明所述的第一液压传动机构参与的液压传动正向功率流示意图。
图3为本发明所述的机械传动1档正向功率流示意图。
图4为本发明所述的机械传动2档正向功率流示意图。
图5为本发明所述的机械传动3档正向功率流示意图。
图6为本发明所述的机械传动4档正向功率流示意图。
图7为本发明所述的第一液压传动机构参与的机液传动1档正向功率流示意图。
图8为本发明所述的第一液压传动机构参与的机液传动2档正向功率流示意图。
图9为本发明所述的第二液压传动机构参与的液压传动正向功率流示意图。
图10为本发明所述的第二液压传动机构参与的液压传动负向功率流示意图。
图11为本发明所述的第二液压传动机构参与的机液传动正1档向功率流示意图。
图12为本发明所述的第二液压传动机构参与的机液传动正2档向功率流示意图。
图13为本发明所述的双液压传动机构参与的机液传动1档正向功率流示意图。
图14为本发明所述的双液压传动机构参与的机液传动1档负向功率流示意图。
图15为本发明所述的双液压传动机构参与的机液传动2档正向功率流示意图。
图16为本发明所述的双液压传动机构参与的机液传动2档负向功率流示意图。
图17为本发明所述的第一液压传动机构参与的复合传动调速特性曲线。
图18为本发明所述的第二液压传动机构参与的复合传动调速特性曲线。
图19为本发明所述的双液压传动机构参与的机液传动1档调速特性曲线。
图20为本发明所述的双液压传动机构参与的机液传动2档调速特性曲线。
图中：
1-输入轴；2-机械传动机构；21-机械传动机构前齿轮副；22-机械传动机构后齿轮副；23-离合器C1；24-离合器C2；3-第二液压传动机构；31-第二液压传动机构输入齿轮副；32-离合器C5；33-第二泵轴；34-双向泵；35-第二液压传动机构第一输出齿轮副；36-第二液压传动机构第二输出齿轮副；37-离合器C6；38-离合器C7；39-第二马达轴；310-双向马达；4-后行星齿轮机构；41-后行星齿轮机构齿圈；42-后行星齿轮机构行星架；43-后行星齿轮机构太阳轮；44-离合器C10；45-离合器C11；46-制动器B2；47-制动器B3；5-输出轴；6-第一液压传动机构；61-离合器C3；62-第一液压传动机构输入齿轮副；63-第一泵轴；64-单向泵；65-第一液压传动机构输出齿轮副；66-离合器C4；67-第一马达轴；68-单向马达；7-中间轴；8-前行星齿轮机构；81-前行星齿轮机构太阳轮；82-前行星齿轮机构行星架；83-前行星齿轮机构齿圈；84-离合器C8；85-离合器C9；86-制动器B1。
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，本发明所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，包括输入轴1、机械传动机构2、第二液压传动机构3、后行星齿轮机构4、输出轴5、第一液压传动机构6、中间轴7和前行星齿轮机构8。
所述机械传动机构2包括机械传动机构前齿轮副21和机械传动机构后齿轮副22。
所述第二液压传动机构3包括第二液压传动机构输入齿轮副31、第二泵轴33、双向泵34、第二液压传动机构第一输出齿轮副35、第二液压传动机构第二输出齿轮副36、第二马达轴39和双向马达310。所述第二泵轴33与第二液压传动机构输入齿轮副31连接，所述双向泵34驱动双向马达310的第二马达轴39转动，第二马达轴39分别与第二液压传动机构第二输出齿轮副36和第二液压传动机构第一输出齿轮副35连接。
所述第一液压传动机构6包括第一液压传动机构输入齿轮副62、第一泵轴63、单向泵64、第一液压传动机构输出齿轮副65、第一马达轴67和单向马达68。所述第一泵轴63与第一液压传动机构输入齿轮副62连接，所述单向泵64驱动单向马达68的第一马达轴67转动，第一马达轴67与第一液压传动机构输出齿轮副65连接。
所述前行星齿轮机构8包括前行星齿轮机构太阳轮81、前行星齿轮机构行星架82和前行星齿轮机构齿圈83；前行星齿轮机构太阳轮81通过机械传动机构前齿轮副21与输入轴1连接，前行星齿轮机构行星架82通过机械传动机构后齿轮副22与输入轴1连接，前行星齿轮机构齿圈83通过第一液压传动机构输出齿轮副65与第一液压传动机构6输出端连接，第一液压传动机构6输入端与输入轴1连接；
所述后行星齿轮机构4包括后行星齿轮机构齿圈41、后行星齿轮机构行星架42和后行星齿轮机构太阳轮43；后行星齿轮机构太阳轮43与中间轴7连接，后行星齿轮机构行星架42通过第二液压传动机构第一输出齿轮副35与第二液压传动机构3输出端连接，后行星齿轮机构齿圈41通过第二液压传动机构第二输出齿轮副36也与第二液压传动机构3输出端连接，第二液压传动机构3的输入端与输入轴1连接；
所述离合器组件包括离合器C1 23、离合器C2 24、离合器C3 61、离合器C4 66、离合器C5 32、离合器C6 37、离合器C7 38、离合器C8 84、离合器C9 85、离合器C10 44和离合器C1145，所述离合器C1 23用于选择性的将输入轴1通过机械传动机构前齿轮副21与前行星齿轮机构太阳轮81连接以共同旋转，所述离合器C2 24用于选择性的将输入轴1通过机械传动机构后齿轮副22与前行星齿轮机构行星架82连接以共同旋转，所述离合器C3 61用于选择性的将输入轴1通过第一液压传动机构输入齿轮副62与第一泵轴63连接以共同旋转，所述离合器C4 66用于选择性的将第一马达轴67通过第一液压传动机构输出齿轮副65与前行星齿轮机构齿圈83连接以共同旋转，所述离合器C5 32用于选择性的将输入轴1通过第二液压传动机构输入齿轮副31与第二泵轴33连接以共同旋转，所述离合器C6 37用于选择性的将第二马达轴39通过第二液压传动机构第一输出齿轮副35与后行星齿轮机构行星架42连接以共同旋转，所述离合器C7 38用于选择性的将第二马达轴39通过第二液压传动机构第二输出齿轮副36与后行星齿轮机构齿圈41连接以共同旋转，所述离合器C8 84用于选择性的将前行星齿轮机构太阳轮81与中间轴7连接以共同旋转，所述离合器C9 85用于选择性的将前行星齿轮机构行星架82与中间轴7连接以共同旋转，所述离合器C10 44用于选择性的将后行星齿轮机构行星架42与输出轴5连接以共同旋转，所述离合器C11 45用于选择性的将后行星齿轮机构齿圈41与输出轴5连接以共同旋转；
所述制动器组件包括制动器B1 86、制动器B2 46和制动器B3 47，所述制动器B1 86用于选择性的将前行星齿轮机构齿圈83固定；所述制动器B2 46用于选择性的将后行星齿轮机构行星架42固定；所述制动器B3 47用于选择性的将后行星齿轮机构齿圈41固定。
通过调节第二液压传动机构3或/和第一液压传动机构6的排量比、选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供输入轴1与输出轴5之间的传动方式包括：液压传动、机械传动、单机液传动和双机液传动。各档位模式切换元件接合状态如表1所示。
表1模式切换元件接合状态
Figure BDA0002614650850000071
表中：C代表离合器，B代表制动器；F代表前进档，R代表后退档；H代表液压传动，M代表机械传动，HM代表机液传动；Ⅰ代表第一液压传动机构，Ⅱ代表第二液压传动机构，Ⅰ-Ⅱ代表双液压传动机构。
1.第一液压传动机构参与的第一液压传动
第一液压前进档，即FⅠ(H)档位，如图2所示，接合离合器C3 61、离合器C4 66、离合器C8 84、离合器C9 85、离合器C10 44和制动器B3 47，输入轴1传递的发动机动力经第一液压传动机构输入齿轮副62驱动第一泵轴63，单向泵64驱动单向马达68，第一马达轴67输出动力经第一液压传动机构输出齿轮副65驱动前行星齿轮机构齿圈83，经固连为一体的前行星齿轮机构8和中间轴7，传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力，经后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000081
式中，nI为输入轴1转速，nO为输出轴转速，eⅠ为第一液压传动机构排量比，eⅠ∈[0,1]，i1为第一液压传动机构输入齿轮副62的传动比，i2为第一液压传动机构输出齿轮副65的传动比，k2为后行星齿轮机构特性参数。
第一液压后退档，即RⅠ(H)档位，参照图2，分离离合器C10 44和制动器B3 47，接合离合器C11 45和制动器B2 46，经固连为一体的前行星齿轮机构8和中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力，经后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000082
2.机械传动
机械传动1前进档，即FⅠ-1(M)，如图3所示，接合离合器C1 23、离合器C9 85、离合器C10 44、制动器B1 86和制动器B3 47，输入轴1传递的发动机动力经机械传动机构前齿轮副21和前行星齿轮机构太阳轮81驱动前行星齿轮机构行星架82，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力经后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000083
式中，i6i7为输入轴1到前行星齿轮机构太阳轮81的传动比，k1为前行星齿轮机构特性参数。
机械传动1后退档，即RⅠ-1(M)，参照图3，分离离合器C10 44和制动器B3 47，接合离合器C11 45和制动器B2 46，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力经后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000084
机械传动2前进档，即FⅠ-2(M)，如图4所示，接合离合器C2 24、离合器C9 85、离合器C10 44和制动器B3 47，输入轴1传递的发动机动力经机械传动机构后齿轮副22驱动前行星齿轮机构行星架82，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力经后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000091
式中，i8i9为输入轴1到前行星齿轮机构行星架82的传动比。
机械传动2后退档，即RⅠ-2(M)，参照图4，分离离合器C10 44和制动器B3 47，接合离合器C11 45和制动器B2 46，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力经后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000092
机械传动3前进档，即FⅠ-3(M)，如图5所示，接合离合器C1 23、离合器C8 84、离合器C10 4和制动器B3 47，输入轴1传递的发动机动力经机械传动机构前齿轮副21驱动前行星齿轮机构太阳轮81，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力经后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000093
机械传动3后退档，即RⅠ-1(M)，参照图5，分离离合器C10 44和制动器B3 47，接合离合器C11 45和制动器B2 46，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力经后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000094
机械传动4前进档，即FⅠ-4(M)，如图6所示，接合离合器C2 24、离合器C8 84、离合器C10 44、制动器B1 86和制动器B3 47，输入轴1传递的发动机动力经机械传动机构后齿轮副22、前行星齿轮机构行星架82驱动前行星齿轮机构太阳轮81，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力经后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000095
机械传动4后退档，即RⅠ-4(M)，参照图6，分离离合器C10 44和制动器B3 47，接合离合器C11 45和制动器B2 46，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43的动力经后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000101
3.第一液压传动机构参与的第一单机液传动
第一单机液传动前进1档，即FⅠ-1(HM)，如图7所示，接合离合器C1 23、离合器C3 61、离合器C4 66、离合器C9 85、离合器C10 44和制动器B3 47，发动机动力在输入轴1处分流，一路经第一液压传动机构6传递到前行星齿轮机构齿圈83，一路经机械传动机构前齿轮副21传递到前行星齿轮机构太阳轮81，在前行星齿轮机构行星架82处汇流的动力经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43，最后经后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000102
第一单机液传动后退1档，即RⅠ-1(HM)，参照图7，分离离合器C10 44和制动器B3 47，接合离合器C11 45和制动器B2 46，在前行星齿轮机构行星架82处汇流的动力经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43，最后经后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000103
第一单机液传动前进2档，即FⅠ-2(HM)，如图8所示，接合离合器C2 24、离合器C3 61、离合器C4 66、离合器C8 84、离合器C10 44和制动器B3 47，发动机动力在输入轴1处分流，一路经第一液压传动机构6传递到前行星齿轮机构齿圈83，一路经机械传动机构后齿轮副22传递到前行星齿轮机构行星架82，在前行星齿轮机构太阳轮81处汇流的动力经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43，最后经后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000104
第一单机液传动后退2档，即RⅠ-2(HM)，参照图8，分离离合器C10 44和制动器B3 47，接合离合器C11 45和制动器B2 46，在前行星齿轮机构太阳轮81处汇流的动力经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43，最后经后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000111
4.第二液压传动机构参与的第二液压传动
第二液压传动前进档，即FⅡ(H)，如图9所示，接合离合器C5 32、离合器C7 38和离合器C11 45，输入轴1传递的发动机动力经第二液压传动机构输入齿轮副31驱动第二泵轴33，双向泵34驱动双向马达310，第二马达轴39输出动力经第二液压传动机构第二输出齿轮副36驱动后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时第二液压传动机构参与的液压传动正向时取eⅡ∈[0,1]，则输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000112
式中，eⅡ为第二液压传动机构排量比，eⅡ∈[-1,1]。i3为第二液压传动机构输入齿轮副31的传动比，i5为第二液压传动机构第二输出齿轮副36的传动比。
第二液压传动后退档，即RⅡ(H)，如图10所示，接合离合器C5 32、离合器C6 37和离合器C10 44，输入轴1传递的发动机动力经第二液压传动机构输入齿轮副31驱动第二泵轴33，双向泵34驱动双向马达310，第二马达轴39输出动力经第二液压传动机构第一输出齿轮副35驱动后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时双向传动机构参与的液压传动负向时取eⅡ∈[-1,0]，则输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000113
式中，i4为第二液压传动机构第一输出齿轮副35的传动比。
5.第二液压传动机构参与的第二单机液传动
第二单机液传动前进1档，即FⅡ-1(HM)，如图11所示，接合离合器C1 23、离合器C532、离合器C7 38、离合器C8 84和离合器C10 44，控制第二液压传动机构3的排量比使输出转速与输入转速同向，发动机动力在输入轴1处分流，一路经第二液压传动机构3传递到后行星齿轮机构齿圈41，一路经机械传动机构前齿轮副21传递到前行星齿轮机构太阳轮81，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43，传递到后行星齿轮机构齿圈41的液压动力与传递到后行星齿轮机构太阳轮43的机械动力在后行星齿轮机构行星架42汇流，从输出轴5输出。表达式为：
Figure BDA0002614650850000121
第二单机液传动前进2档，即FⅡ-2(HM)，如图12所示，接合离合器C1 23、离合器C532、离合器C6 37、离合器C8 84和离合器C11 45，控制第二液压传动机构3的排量比使输出转速与输入转速同向，发动机动力在输入轴1处分流，一路经第二液压传动机构3传递到后行星齿轮机构行星架42，一路经机械传动机构前齿轮副21传递到前行星齿轮机构太阳轮81，经中间轴7传递到后行星齿轮机构太阳轮43，传递到后行星齿轮机构行星架42的液压动力与传递到后行星齿轮机构太阳轮43的机械动力在后行星齿轮机构齿圈41汇流，从输出轴5输出。表达式为：
Figure BDA0002614650850000122
6.第一液压传动机构6和第二液压机构3共同参与的双机液传动
双机液传动前进1档，即FⅠ-Ⅱ-1(HM)，如图13所示，接合离合器C1 23、离合器C3 61、离合器C4 66、离合器C5 32、离合器C7 38、离合器C9 85和离合器C10 44，发动机动力在输入轴1处分流成三路，第一路经机械传动机构前齿轮副21传递到前行星齿轮机构太阳轮81，第二路经第一液压传动机构6传递到前行星齿轮机构齿圈83，混合动力经前行星齿轮机构行星架82和中间轴7，传递到后行星齿轮机构太阳轮43，与第三路经第二液压传动机构3传递到后行星齿轮机构齿圈41的液压动力再次汇流到后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时双传动机构参与的机液传动正向时取eⅡ∈[0,1]，则输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000123
双机液传动后退1档，即RⅠ-Ⅱ-1(HM)，如图14所示，接合离合器C1 23、离合器C3 61、离合器C4 66、离合器C5 32、离合器C6 37、离合器C9 85和离合器C11 45，发动机动力在输入轴1处分流成三路，第一路经机械传动机构前齿轮副21传递到前行星齿轮机构太阳轮81，第二路经第一液压传动机构6传递到前行星齿轮机构齿圈83，混合动力经前行星齿轮机构行星架82和中间轴7，传递到后行星齿轮机构太阳轮43，与第三路经第二液压传动机构3传递到后行星齿轮机构行星架42的液压动力再次汇流到后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时双传动机构参与的机液传动负向时取eⅡ∈[-1,0]，则输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000131
双机液传动前进2档，即FⅠ-Ⅱ-2(HM)，如图15所示，接合离合器C2 24、离合器C3 61、离合器C4 66、离合器C5 32、离合器C7 38、离合器C8 84和离合器C10 44，发动机动力在输入轴1处分流成三路，第一路经机械传动机构后齿轮副22传递到前行星齿轮机构行星架82，第二路经第一液压传动机构6传递到前行星齿轮机构齿圈83，混合动力经前行星齿轮机构太阳轮81和中间轴7，传递到后行星齿轮机构太阳轮43，与第三路经第二液压传动机构3传递到后行星齿轮机构齿圈41的液压动力再次汇流到后行星齿轮机构行星架42，从输出轴5输出，此时双传动机构参与的机液传动正向时取eⅡ∈[0,1]，则输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相同。表达式为：
Figure BDA0002614650850000132
双机液传动后退2档，即RⅠ-Ⅱ-2(HM)，如图16所示，接合离合器C2 24、离合器C3 61、离合器C4 66、离合器C5 32、离合器C6 37、离合器C8 84和离合器C11 45，发动机动力在输入轴1处分流成三路，第一路经机械传动机构后齿轮副22传递到前行星齿轮机构行星架82，第二路经第一液压传动机构6传递到前行星齿轮机构齿圈83，混合动力经前行星齿轮机构太阳轮81和中间轴7，传递到后行星齿轮机构太阳轮43，与第三路经第二液压传动机构3传递到后行星齿轮机构行星架42的液压动力再次汇流到后行星齿轮机构齿圈41，从输出轴5输出，此时双传动机构参与的机液传动负向时取eⅡ∈[-1,0]，则输出轴5转速方向与输入轴1转速方向相反。表达式为：
Figure BDA0002614650850000141
本发明所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置可在上述模式间进行切换。
确定主要参数如下：i1i2＝1.0，i3i4＝i3i5＝1.0，i6i7＝1.0，i8i9＝1.6，k1＝1.56，k2＝1.5。
图17～20给出传动装置输出转速与输入转速比与排量比之间的关系，输出轴可接减速装置驱动车辆行驶。
如图17所示，O为原点；
A(0，0.16)为机械1档正向特征点，即；nO＝0.16nI
B(0，0.25)为机械2档正向特征点，即nO＝0.25nI；
C(0，0.40)为机械3档正向特征点，即nO＝0.40nI；
D(0，0.64)为机械4档正向特征点，即nO＝0.64nI；
E(0，-0.26)为机械1档负向特征点，即nO＝-0.26nI；
F(0，-0.42)为机械2档负向特征点，即nO＝-0.42nI；
G(0，-0.67)为机械3档负向特征点，即nO＝-0.67nI；
H(0，-1.07)为机械4档负向特征点，即nO＝-1.07nI。
OI为FⅠ(H)档位特性曲线，即nO＝0.4nIeⅠ；I(1.00，0.40)；
AI为FⅠ-1(HM)档位特性曲线，即no＝(0.24eⅠ+0.16)nI；
DJ为FⅠ-2(HM)档位特性曲线，no＝(-0.62eⅠ+0.64)nI；J(1.00，0.02)；
OI与AI的交点为(1.00，0.40)，OI与DJ的交点为(0.63，0.25)，AI与DJ的交点为(0.56，0.29)；
在eⅠ＝1.00时，FⅠ(H)档位与FⅠ-1(HM)档位可实现无级切换；
在eⅠ＝0.63时，FⅠ(H)档位与FⅠ-2(HM)档位可实现无级切换；
在eⅠ＝0.56时，FⅠ-1(HM)档位与FⅠ-2(HM)档位可实现无级切换。
OK为RⅠ(H)档位特性曲线，即no＝-0.67eⅠnI；K(1.00，-0.67)；
EK为RⅠ-1(HM)档位特性曲线，即no＝-(0.41eⅠ+0.26)nI；
HL为RⅠ-2(HM)档位特性曲线，即no＝(1.04eⅠ-1.07)nI；L(1.00，-0.03)；
OK与EK的交点为(1.00，-0.67)，OK与HL的交点为(0.63，-0.42)，EK与HL的交点为(0.56，-0.49)；
在eⅠ＝1.00时，RⅠ(H)档位与RⅠ-1(HM)档位可实现无级切换；
在eⅠ＝0.63时，RⅠ(H)档位与RⅠ-2(HM)档位可实现无级切换；
在eⅠ＝0.56时，RⅠ-1(HM)档位与RⅠ-2(HM)档位可实现无级切换。
如图18所示，
OM为FⅡ(H)档位特性曲线，即no＝eⅡnI，eⅡ∈[0，1]；M(1.00，1.00)；
PM为FⅡ-1(HM)档位特性曲线，即no＝(0.60eⅡ+0.40)nI，eⅡ∈[0.40，1.00]；P(0，0.40)；
QM为FⅡ-2(HM)档位特性曲线，即no＝(1.67eⅡ-0.67)nI，eⅡ∈[-0.67，1.00]；Q(0，-0.67)；
在eⅡ＝1.00时，FⅡ(H)档位、FⅡ-1(HM)档位和FⅡ-2(HM)档位可实现无级切换。
如图19所示，已知FⅠ-1(HM)档位特性曲线为：no＝(0.24eⅠ+0.16)nI；
在eⅠ∈[0,1]范围的调速范围为no∈[0.16，0.40]nI；
FⅠ-Ⅱ-1(HM)档位特性曲线为：no＝(0.24eⅠ+0.16+0.6eⅡ)nI；
当eⅠ＝1.00和eⅡ∈[0,1]时，FⅠ-Ⅱ-1(HM)档位的调速范围为no∈[0.40，1.00]nI；
已知RⅠ-1(HM)档位特性曲线为：no＝-(0.41eⅠ+0.26)nI；
在eⅠ∈[0,1]范围的调速范围为no∈[-0.67，-0.26]nI；
RⅠ-Ⅱ-1(HM)档位特性曲线为：no＝-(0.41eⅠ+0.26-1.67eⅡ)nI；
在eⅠ＝1.00和eⅡ∈[-1,0]时，RⅠ-Ⅱ-1(HM)档位的调速范围为no∈[-2.34，-0.67]nI；R(-1.00，-2.34)；
如图20所示，已知FⅠ-2(HM)档位特性曲线为：no＝(-0.62eⅠ+0.64)nI；
在eⅠ∈[0,1]范围的调速范围为no∈[0.02，0.64]nI；
FⅠ-Ⅱ-2(HM)档位特性曲线为：no＝(-0.62eⅠ+0.64+0.60eⅡ)nI；
当eⅠ＝0和eⅡ∈[0,1]时，FⅠ-Ⅱ-2(HM)档位的调速范围为no∈[0.64，1.24]nI；S(1.00，1.24)；
已知RⅠ-2(HM)档位特性曲线为：no＝(1.04eⅠ-1.07)nI；
在eⅠ∈[0,1]范围的调速范围为no∈[-1.07，-0.03]nI；
RⅠ-Ⅱ-2(HM)档位特性曲线为：no＝(1.04eⅠ-1.07+1.67eⅡ)nI；
当eⅠ＝0和eⅡ∈[-1,0]时，RⅠ-Ⅱ-2(HM)档位的调速范围为no∈[-2.74，-1.07]nI；T(-1.00，-2.74)。
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 (10)

1.一种双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，包括输入构件、第二液压传动机构(3)、后行星齿轮机构(4)、输出构件、第一液压传动机构(6)、前行星齿轮机构(8)、离合器组件和制动器组件；所述离合器组件将所述输入构件分别与前行星齿轮机构(8)、第二液压传动机构(3)和第一液压传动机构(6)连接，将第一液压传动机构(6)输出端与前行星齿轮机构(8)连接，将所述后行星齿轮机构(4)分别与第二液压传动机构(3)输出端和前行星齿轮机构(8)连接，将后行星齿轮机构(4)输出端与输出构件连接；所述离合器组件和制动器组件提供输入构件与输出构件之间连续的传动比。
2.根据权利要求1所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，通过调节第二液压传动机构(3)或/和第一液压传动机构(6)的排量比，选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供输入构件与输出构件之间的传动方式包括：液压传动、机械传动、单机液传动和双机液传动。
3.根据权利要求2所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，所述前行星齿轮机构(8)包括前行星齿轮机构太阳轮(81)、前行星齿轮机构行星架(82)和前行星齿轮机构齿圈(83)；所述后行星齿轮机构(4)包括后行星齿轮机构齿圈(41)、后行星齿轮机构行星架(42)和后行星齿轮机构太阳轮(43)；
所述离合器组件包括离合器C1(23)、离合器C2(24)、离合器C3(61)、离合器C4(66)、离合器C5(32)、离合器C6(37)、离合器C7(38)、离合器C8(84)、离合器C9(85)、离合器C10(44)和离合器C11(45)，所述离合器C1(23)用于选择性的将输入构件与前行星齿轮机构太阳轮(81)连接以共同旋转，所述离合器C2(24)用于选择性的将输入构件与前行星齿轮机构行星架(82)连接以共同旋转，所述离合器C3(61)用于选择性的将输入构件与第一液压传动机构(6)的输入端连接以共同旋转，所述离合器C4(66)用于选择性的将第一液压传动机构(6)输出端与前行星齿轮机构齿圈(83)连接以共同旋转，所述离合器C5(32)用于选择性的将输入构件与第二液压传动机构(3)输入端连接以共同旋转，所述离合器C6(37)用于选择性的将第二液压传动机构(3)输出端与后行星齿轮机构行星架(42)连接以共同旋转，所述离合器C7(38)用于选择性的将第二液压传动机构(3)输出端与后行星齿轮机构齿圈(41)连接以共同旋转，所述离合器C8(84)用于选择性的将前行星齿轮机构太阳轮(81)与后行星齿轮机构太阳轮(43)连接以共同旋转，所述离合器C9(85)用于选择性的将前行星齿轮机构行星架(82)与后行星齿轮机构太阳轮(43)连接以共同旋转，所述离合器C10(44)用于选择性的将后行星齿轮机构行星架(42)与输出构件连接以共同旋转，所述离合器C11(45)用于选择性的将后行星齿轮机构齿圈(41)与输出构件连接以共同旋转；
所述制动器组件包括制动器B1(86)、制动器B2(46)和制动器B3(47)，所述制动器B1(86)用于选择性的将前行星齿轮机构齿圈(83)固定；所述制动器B2(46)用于选择性的将后行星齿轮机构行星架(42)固定；所述制动器B3(47)用于选择性的将后行星齿轮机构齿圈(41)固定。
4.根据权利要求3所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，通过调节第一液压传动机构(6)的排量比，接合离合器C3(61)、离合器C4(66)、离合器C8(84)和离合器C9(85)，选择性的接合离合器C10(44)和制动器B3(47)，或选择性的接合离合器C11(45)和制动器B2(46)，提供输入构件与输出构件之间的前进或后退的第一液压传动；
通过调节第二液压传动机构(3)的排量比，接合离合器C5(32)、离合器C7(38)和离合器C11(45)，或接合离合器C5(32)、离合器C6(37)和离合器C10(44)，提供输入构件与输出构件之间的前进或后退的第二液压传动。
5.根据权利要求3所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，接合离合器C10(44)和制动器B3(47)，选择性的接合离合器C1(23)、离合器C9(85)和制动器B1(86)，或选择性的接合离合器C2(24)和离合器C9(85)，或选择性的接合离合器C1(23)和离合器C8(84)，或选择性的接合离合器C2(24)、离合器C8(84)和制动器B1(86)，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的前进方向的机械传动。
6.根据权利要求3所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，接合离合器C11(45)和制动器B2(46)，选择性的接合离合器C1(23)、离合器C9(85)和制动器B1(86)，或选择性的接合离合器C2(24)和离合器C9(85)，或选择性的接合离合器C1(23)和离合器C8(84)，或选择性的接合离合器C2(24)、离合器C8(84)和制动器B1(86)，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的后退方向的机械传动。
7.根据权利要求3所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，通过调节第一液压传动机构(6)的排量比，接合离合器C3(61)、离合器C4(66)、离合器C10(44)和制动器B3(47)，选择性的接合离合器C1(23)和离合器C9(85)，或选择性的接合离合器C2(24)和离合器C8(84)，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的前进方向的第一单机液传动；
通过调节第一液压传动机构(6)的排量比，接合离合器C3(61)、离合器C4(66)、离合器C11(45)和制动器B2(46)，选择性的接合离合器C1(23)和离合器C9(85)，或选择性的接合离合器C2(24)和离合器C8(84)，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的后退方向的第一单机液传动。
8.根据权利要求3所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，通过调节第二液压传动机构(3)的排量比，接合离合器C1(23)、离合器C5(32)和离合器C8(84)，选择性的接合离合器C7(38)和离合器C10(44)或选择性的接合离合器C6(37)和离合器C11(45)，提供输入构件与输出构件之间的前进或后退的第二单机液传动。
9.根据权利要求3所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，通过调节第一液压传动机构(6)和第二液压传动机构(3)的排量比，接合离合器C3(61)、离合器C4(66)、离合器C5(32)、离合器C7(38)和离合器C10(44)，选择性的接合离合器C1(23)和离合器C9(85)，或选择性的接合离合器C2(24)和离合器C8(84)，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的前进方向的双机液传动；
通过调节第一液压传动机构(6)和第二液压传动机构(3)的排量比，接合离合器C3(61)、离合器C4(66)、离合器C5(32)、离合器C6(37)和离合器C11(45)，选择性的接合离合器C1(23)和离合器C9(85)，或选择性的接合离合器C2(24)和离合器C8(84)，提供输入构件与输出构件之间的各自相异的后退方向的双机液传动。
10.根据权利要求3所述的双液压传动机构参与的机液复合传动装置，其特征在于，所述液压传动可无级切换至所述单机液传动；所述单机液传动可无级切换至双机液传动。
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