[发明专利]一种单行星排多模式液压机械无级变速器

说明书

本发明涉及车辆工程变速传动设备领域，具体的说是一种单行星排多模式液压机械无级变速器。包括机壳以及并联设置在机壳中的机械变速系统和液压变速系统，在机壳内还设有用于控制机械变速系统单独变速输出、控制液压系统单独变速输出或控制机械变速系统和液压变速系统混合输出的模式切换系统；本发明可通过模式切换系统中的离合器、制动器的状态来控制和切换纯机械模式、纯液压模式以及液压机械混合模式，提高变速范围，满足大型工程机械的多种作业需求。

技术领域

本发明涉及车辆工程变速传动设备领域，具体的说是一种单行星排多模式液压机械无级变速器。

背景技术

液压传动具有布置方便、功率密度大、输出转矩与转速不受输入转速的影响、容易实现无级调速及自动控制等优点，但同时存在传动效率低等不足之处。尤其在高速和低速传动工况，传动效率低这一不足更加突出。齿轮机械传动具有传递运动准确可靠、瞬时传动比恒定、结构紧凑、可实现较大传动比、传递功率大、传动效率高等优点，但不易实现自动变速，更难于实现无级变速。中大型工程机械在作业时，传动系统往往需要传递较大功率，且要求能根据作业工况和负载大小变化对动力源进行高效率的速度和扭矩变换，单一使用机械传动或液压传动都难于完美满足中大型工程机械对传动系统的要求。目前多模式液压机械无级变速器需要两个及两个以上的行星排，结构较为复杂，成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种单行星排多模式液压机械无级变速器，通过模式切换系统中的离合器、制动器的状态来控制和切换纯机械模式、纯液压模式以及液压机械混合模式，提高变速范围，满足大型工程机械的多种作业需求。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种单行星排多模式液压机械无级变速器，包括机壳以及并联设置在机壳中的机械变速系统和液压变速系统，在机壳内还设有用于控制机械变速系统单独变速输出、控制液压系统单独变速输出或控制机械变速系统和液压变速系统混合输出的模式切换系统；

机械变速系统包括太阳轮轴、太阳轮、行星轮、行星架以及齿圈，太阳轮轴可离合连接有输入轴，输入轴转动设置在机壳上，在输入轴上还固定连接有输入齿轮，行星架与转动设置在机壳上的输出轴固定连接，在齿圈上同轴固定连接有第一齿轮和第二齿轮，在输出轴上固定连接有第三齿轮；

液压变速系统包括通过液压管路相连的变量液压泵和变量液压马达，在变量液压泵轴上可离合设有与第一齿轮啮合连接的第六齿轮以及与输入齿轮啮合连接的第七齿轮，在变量液压马达轴上可离合设有与第二齿轮啮合连接的第五齿轮以及与第三齿轮啮合连接的第四齿轮；

模式切换系统包括用于控制输入轴与太阳轮轴离合连接的第一离合器、控制第四齿轮与变量液压马达轴离合连接的第二离合器、控制第五齿轮与变量液压马达轴离合连接的第三离合器、控制第六齿轮与变量液压泵轴离合连接的第四离合器、控制第七齿轮与变量液压泵轴离合连接的第五离合器以及控制齿圈转动的制动器。

优选的，齿圈的一侧同轴固定设有供太阳轮轴穿过的第一空心轴，另一侧同轴固定设有供输出轴穿过的第二空心轴，第一齿轮固定在第一空心轴上，第二齿轮固定在第二空心轴上。

优选的，制动器配合安装在机壳上对应第一空心轴的位置。

有益效果

本发明与现有技术最大区别在于，相对于目前使用较多的多段式液压机械无级变速器，本发明采用双变量泵-马达系统，行星排中的齿圈既可以做泵-马达系统的动力输入，又可以做泵-马达系统的动力输出。因此，本发明既可以实现分矩汇速液压机械混合输出，又可以实现分速汇矩液压机械混合输出。相对于目前多模式的液压机械无级变速器，如专利号为CN201711163954.4的发明专利：一种多模式液压机械无级变速装置，本发明只需采用一个行星齿排，结构简单且功能更为完善。