[发明专利]一种液压行星齿轮变速装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于机械传动技术领域，是一种有档位自动变速装置或无级变速装置及控制方法。 

背景技术

目前以在机动车辆应用为例，主要有手动变速（MT）、自动换档变速（AT）、无级变速（CVT）等三种形式。其中，MT结构相对简单但在使用过程中操作复杂；AT变速器随着档位数量增加，体积大，结构复杂，生产要求和成本高；CVT主要是以金属带式无级变速为主，具有换挡平顺的优点，但本质属于摩擦传动，对传动带要求高、制作复杂，且使用过程中易出现发热，无法承受较大的载荷等缺点。 

发明内容

本发明实施例提供一种有档位自动变速或无级变速装置及控制方法，用来解决上述变速装置的缺点。且结构简单、造价低、易于使用及维修。 

本发明由行星齿轮机构和液压调节机构两部分组成。包括： 

在行星齿轮机构中由输入轴、太阳轮、齿圈、行星齿轮、行星架、从动齿轮等元件构成。其中，从动齿轮与太阳轮、齿圈、行星架其中之一连接。液压调节机构由传动齿轮组、液压泵 、储能罐、阀门、储液罐 、控制单元、辅助锁止单元等构成。

以行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈、行星架其中之一，通过从动齿轮与液压调节机构的传动齿轮组连接，带动液压泵在液压回路中产生压力。若阀门开度较小或关闭，液压回路压力的升高，液压泵的工作负荷相应增大，随之行星齿轮机构中的从动齿轮受到的传动阻力增加，行星轮机构中与从动齿轮连接的元件受到的约束增加。 

[0006] 在行星齿轮传动机构中，如果太阳轮、齿圈、行星架其中两个元件作为输入输出轴，对第三个元件加以不同的约束就可以获得不同的传动比，达到相应的变速效果。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的变速装置的结构简图；图中：1、输入轴2、输出轴3、太阳轮4、内齿圈5、行星齿轮6、行星架齿轮7、从动齿轮8、传动齿轮组9、液压泵10、储能罐11、阀门12、储液罐13、控制单元14、辅助锁止单元； 

图2为工况变化关系表(以从动轮与行星架连接，假定输入转速和输出负荷不变为例)； 

下面仅以太阳轮作为输入元件，齿圈作为输出元件，对行星架进行不同程度的约束来说明本技术方案。 

整体概述：输入轴（1）通过行星齿轮（5）与内齿圈（4）啮合，与输出轴（2）连接。用于安装行星齿轮（5）的行星架以齿轮的形成存在，即行星架齿轮（6）。行星架齿轮（6）与从动齿轮（7）、传动齿轮组 （8）按顺序连接，向液压泵（9）提供动力。液压泵（9） 、储能罐（10）、阀门（11）、储液罐（12）形成液压回路；液压泵（9）与阀门（11）之间的液压力大小由控制单元（13）调节。当辅助锁止单元（14）锁止，变速器输出固定的传动比。 

主动力传递：动力从输入轴（1）输入至太阳轮（3），通过行星轮（5）和内齿圈（4）至输出轴（2），输出动力。 

输出速度调节：当动力从输入至太阳轮（3）时，可以从行星架齿轮（6）与内齿圈（4）输出。当行星架齿轮（6）固定时，所有动力从内齿圈（4）输出。反之，行星架齿轮（6）有动力输出时，从内齿圈（4）输出的动力减少。同时行星架齿轮（6）通过从动齿轮（7）、传动齿轮组 （8）向液压泵（9）提供动力。液压泵（9） 向液压油做功，当阀门（11）开度较小或关闭时，液压泵（9）与阀门（11）之间的液压力上升，液压泵（9）需要克服的阻力变大。从动齿轮（7）和行星架齿轮（6） 转速下降，内齿圈（4）输出转速随之上升。当阀门（11）开度变大或全开时，液压泵（9）与阀门（11）之间的液压力下降，液压泵（9）需要克服的阻力变小，从动齿轮（7）和行星架齿轮（6） 转速上升，内齿圈（4）输出转速随之下降。因此控制阀门（11）的开度大小，就能控制行星架齿轮（6）输出转速，同时内齿圈（4）输出的转速也会发生相应的变化。 

当阀门（11）选取连续可调的可变阀门时，可以实现无级变速；当阀门（11）选取多个并联单阀组成的阀组时，可以实现多档自动变速。