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1、(10)申请公布号 CN 104329434 A (43)申请公布日 2015.02.04 CN 104329434 A (21)申请号 201410429983.0 (22)申请日 2014.08.28 F16H 47/04(2006.01) (71)申请人 江苏大学 地址 212013 江苏省镇江市学府路 301 号 (72)发明人 朱镇 高翔 潘道远 夏长高 商高高 韩江义 朱彧 韩梅梅 闫成 (74)专利代理机构 镇江京科专利商标代理有限 公司 32107 代理人 夏哲华 (54) 发明名称 液压机械双功率流传动变速箱 (57) 摘要 一种液压机械双功率流传动变速箱 , 包括输 入轴、。
2、 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。
3、。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图8页 (10)申请公布号 CN 104329434 A CN 104329434 A 1/2 页 2 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。
4、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。
5、 (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。
6、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) ,。
7、 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 (。
8、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 (3。
9、4) , 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 权 利 。
10、要 求 书 CN 104329434 A 2 2/2 页 3 (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 (4。
11、1) 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。 。
12、权 利 要 求 书 CN 104329434 A 3 1/4 页 4 液压机械双功率流传动变速箱 技术领域 0001 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 0002 自动变速箱是车辆传动动力系统研究的核心, 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。 0003 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。 0004 液压传动机构传递的功率随变量泵排量变化连续可调,。
13、 机械传动机构传递功率阶 跃变化, 液压机械传动无级可调。 0005 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。 0006 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 0007 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。
14、提 高车辆的作业效率、 动力性和经济性。 0008 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。
15、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。 0009 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。 0010 拖拉机田间作业时。
16、, 采用液压机械档进行作业, 能够适应各种复杂的作业工况。 说 明 书 CN 104329434 A 4 2/4 页 5 0011 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。 0。
17、012 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。 0013 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。
18、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。 0014 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。 0015 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。
19、轮副, 通过前进档同步器最后经输出轴输出。 0016 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。 0017 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。 0018 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。
20、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 0019 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 ; 说 明 书 CN 104329434 A 5 3/4 页 6 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。
21、示意图。 具体实施方式 0020 下面结合附图对本发明作进一步说明。 0021 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。
22、 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。
23、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。 0022 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。 0023 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。 0024 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。
24、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。 0025 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。
25、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。 0026 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。
26、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 说 明 书 CN 104329434 A 6 4/4 页 7 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。 0027 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。 0028 如图 6 所示, 纯机。
27、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。 0029 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。
28、高档齿轮副 53, 通过前进档同 步器 56 最后经输出轴 2 输出。 0030 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。 说 明 书 CN 104329434 A 7 1/8 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 104329434 A 8 2/8 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 104329434 A 9 3/8 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 104329434 A 10 4/8 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 104329434 A 11 5/8 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 104329434 A 12 6/8 页 13 图 6 说 明 书 附 图 CN 104329434 A 13 7/8 页 14 图 7 说 明 书 附 图 CN 104329434 A 14 8/8 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 104329434 A 15 。