[发明专利]一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱及使用方法

说明书

本发明涉及一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱及使用方法，其中一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱包括输入轴、PTO轴、马达轴、太阳轮轴、行星架轴、输出轴、行星排和泵控液压马达。本发明采用机械挡与液压功率分流传动的混合传动方案，使得传统无级变速拖拉机在道路运输作业时也能够具有较高的传动效率；由于采用了湿式离合器，无需串联主离合器即可实现变速箱的动力换段和动力换挡，有利于减小变速箱的轴向尺寸；由于包含了变量泵和变量马达组成的静液压传动系统，该变速箱无需配备换向离合器即可实现拖拉机在前进和倒退两个方向上的无级变速和自由换向，进一步简化了变速箱结构。

技术领域

本发明涉及无级变速箱技术领域，具体是指一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱及使用方法。

背景技术

拖拉机在大田作业时，既要从事犁耕等重负荷作业、起垄等中等负荷作业，又要从事植保等轻负荷作业，较多的作业工况迫使拖拉机需要更多的工作挡位，这就使得无级变速成为一种理想的传动形式。

液压功率分流无级变速箱同时具有液压无级变速负载驱动能力大以及机械无级变速能耗低的特点，是目前世界上商品化最为成功的拖拉机无级传动系统。然而，该类变速箱在道路运输作业时仍然采用功率分流传动，其传动效率水平低于传统的机械换挡变速箱，导致拖拉机在大田作业时省油而在道路运输作业时费油的情况。

为了同时适应大田作业中的复杂作业工况以及满足道路运输作业中的节能需求，有必要设计出一种无级变速与机械换挡共存的拖拉机无级变速箱。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱及使用方法，使拖拉机能够在不同的工况下分别使用无级变速和机械挡位进行作业。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱，包括输入轴、PTO轴、输出轴、行星排和泵控液压马达；

输入轴与泵控液压马达的变量泵主轴传动连接，输入轴上安装有齿轮PⅠ；

PTO轴上安装有与齿轮PⅠ啮合的齿轮PⅡ，以及通过离合器CⅠ与PTO轴连接的齿轮CLⅠ；

行星排的行星架轴上安装有与齿轮CLⅠ啮合的齿轮CLⅡ，行星排的太阳轮轴沿轴向穿过行星架轴的中心孔，且太阳轮轴与行星架轴通过离合器C连接；

泵控液压马达的马达轴上安装有齿轮MLⅠ，太阳轮轴上安装有与齿轮MLⅠ啮合的齿轮MLⅡ，且齿轮MLⅡ通过离合器CⅢ与太阳轮轴连接；

所述输出轴与行星排的齿圈同轴固接。

作为优化，太阳轮轴上还安装有齿轮MHⅡ，且齿轮MHⅡ通过离合器CⅣ与太阳轮轴连接，马达轴上安装有与齿轮MHⅡ啮合的齿轮MHⅠ，齿轮MHⅠ的分度圆直径大于齿轮MHⅡ的分度圆直径。

作为优化，PTO轴上还安装有齿轮CHⅠ，且齿轮CHⅠ通过离合器CⅡ与PTO轴连接，行星架轴上安装有与齿轮CHⅠ啮合的齿轮CHⅡ，齿轮CHⅠ的分度圆直径大于齿轮CHⅡ的分度圆直径。

作为优化，离合器CⅠ、离合器CⅡ、离合器CⅢ、离合器CⅣ和离合器C均为轴向进油的湿式离合器。

针对上述无级变速箱，本方案还提供一种附带机械挡位的拖拉机无级变速箱使用方法，包括如下方面：

1、静液压段作业：

当离合器C和离合器CⅢ接合，其余离合器分离时，变速箱工作于静液压低速段；此时，行星排的太阳轮、行星架和齿圈被锁定且作为一个整体转动，发动机动力经输入轴、泵控液压马达、马达轴、齿轮MLⅠ、齿轮MLⅡ、离合器CⅢ、太阳轮轴进入行星排后经由输出轴向拖拉机后桥输出；通过改变变量泵与变量马达的排量之比，可实现输出轴转速在两个转向上的连续调节，进而实现拖拉机在前进和倒退两个方向上的无级变速；

当离合器C和离合器CⅣ接合，其余离合器分离时，变速箱工作于静液压高速段；

静液压段用于拖拉机换向、起步和低速重载作业；

2、液压功率分流段作业：