[发明专利]用于越野车辆的多级液力－机械式变速装置

说明书

有关的申请

本申请涉及申请人的名为“用于汽车的多级液力-机械式变速装置”，申请号为08/608,389，申请日为1996年2月28日的共同待决申请。有关申请所公开的内容在此与本文结合。

发明领域

本发明涉及液力-机械式变速装置，特别是可用于越野车辆传动系统之内的多级液力-机械式变速装置。

发明背景

多年来，已经提出了用于小汽车和轻型营运车辆的变速装置的无数设计，利用液力变速装置来倍增引擎转矩以从静止起加速一部车辆并随后恢复或更可取地增大输出速度势。不过，这种设计工作一般地已经导致液力变速装置，虽然具有合乎要求的转矩容量，但却巨大而又沉重，很不方便。其次，这些变速装置表现出效率不够最佳，并因而燃油受约和/或运转功能方面有所损失。

作为以上指出的纯粹液力变速装置的一种代换方案，液力-机械式变速装置已经用在大型建筑和军事越野车辆之中。这种变速装置一般地属于一种分流式功率输入类型，其中静液传动装置和机械传动装置由车辆引擎并行地予以驱动。静液传动装置将其来自引擎的分流机械输入功率转变为静液输出功率，后者可以在一特定的静液行程范围之内在速度和转矩方面无限地变更。这一静液输出功率在机械传动装置之中与其来自引擎的分流机械输入功率相结合以产生多功率级的液力-机械输出功率。每一功率级之中的速度和转矩，起初由机械传动装置的各齿轮比确定，可以通过变更静液传动装置的行程而使之无限地变更。

一种适当设计的液力-机械式变速装置可以有效地提供同步的变速换档，随着车辆从静止起加速到最大速度，提供出从引擎到(各)主动车轮的平稳而不被中断的动力流线。一种附加的好处是，引擎可以在或接近其峰值效率输出速度下运转而不管变速装置输出速度。不过，为达到越野车辆在加速度、速度和燃油节约方面所要求的运转性能，机械传动装置照例需要太多的齿轮传动系统，诸如一些直齿轮、小齿轮轮系和行星齿轮之系。比如，农用拖拉机变速装置要求很宽的速比范围和精确地使引擎功率匹配于行驶速度和驱力器驱动式机具的能力。因而，一般的拖拉机变速装置具有多达24个速度级。这种机械变速装置在大小、重量、效率、成本等方面遭遇到与其相应液力变速装置一样的缺点。

发明概述

因此本发明的目的是，基本上免除先前技术中诸如农用拖拉机这样的越野车辆的一或多项局限性和缺点。

为此应按照本发明的用途，如所实施和广泛说明的那样，本发明提供一种多级液力-机械式变速装置，组合地包括：变速装置控制器，用于接收操作工速度指令；静液传动装置，具有用于传动上连接于原动机的第一机械输入端和单向静液输出端，静液传动装置可操作地被连接以便由变速装置控制器控制并提供第一机械输入端速度与静液输出端速度之间、在一至少1∶0至1∶1的连续范围之内的无限可变的传动比。

此变速装置还包括机械传动装置，其有传动连接于原动机的第二机械输入端和连接于车辆的主动车轮的变速装置输出端。机械传动装置包括第一行星齿轮轮系，具有以第一传动比连接于第二机械输入端的第一齿轮件，以及第二和第三齿轮件；第二行星齿轮轮系，具有以第二传动比连接于第二机械输入端的第四齿轮件，以及第五和第六齿轮件；以及一复合齿轮机构，包括第三和第四相互连接的行星齿轮轮系，具有连接于第一行星齿轮轮系的第三齿轮件的第七齿轮件，一连接于静液输出端的第八齿轮件，一连接于第二行星齿轮轮系的第六齿轮件的第九齿轮件，以及一连接起来作为变速装置输出端的第七齿轮件。机械传动装置还包括工作范围换档装置，由变速装置控制器回应于操作工输入速度指令而予以致动，用于通过第四行星齿轮轮系制动和/或离合所选定的各齿轮件以造成在变速装置输出端处、每一至少一个倒退范围和至少第一、第二和第三前进范围之内的无限可变的输出速度。

本发明的其他各项目的和优点将部分地叙述在以下的说明之中，以及将部分地从此说明中显然可见，或者可以通过本发明的实施而获悉。本发明的各项目的和优点将借助于所附各项权利要求中具体指出的各项原理及其综合而予以实现和达到。

应当理解，前面的一般说明和以下的详细说明二者都只是例证性的和解释性的，并不约制已作出权利要求声明的本发明。

附图简要说明

各个附图，与说明书结合而构成本说明书的一部分，它们表明本发明的一当前最佳实施例并与本说明一起用以解释本发明的各项原理。

图1A是按照本发明的一实施例构成的一种液力-机械式变速装置的示意简图；

图1B和1C是杠杆模拟图，表示图1A变速装置实施例中四个行星齿轮轮系；