[发明专利]一种多段多模式机械及液压无级变速器

说明书

技术领域

本发明涉及车辆工程变速传动设备领域，具体的说是一种多段多模式机械及液压无级变速器。

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、传递功率大及传动效率高等优点，但不易实现自动变速，更无法实现无级变速。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。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术中存在的缺点，提供了一种多段多模式机械及液压无级变速器，该变速器不但能够实现多段大范围的无级调速性能，而且能够满足车辆在不同工况下行驶的多模式需求。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种多段多模式机械及液压无级变速器，包括机壳以及并联设置在机壳内的双行星排机械变速器和液压变速器，在机壳内还设有用于控制双行星排机械变速器单独变速输出、控制液压变速器单独变速输出或控制双行星排机械变速器和液压变速器混合变速输出的模式挡位切换执行系统。

优选的，所述双行星排机械变速器包括串联设置在机壳内的前行星排和后行星排以及平行于前行星排和后行星排设置的传动齿轮轴；所述前行星排包括前太阳轴、前太阳轮、前行星轮、前行星架以及前齿圈，前太阳轴与主输入轴传动连接，在前太阳轴上同轴固定有第一齿轮，在前行星架上同轴固定有第二齿轮，在前齿圈上同轴固定有第三齿轮和前齿圈轴，在前齿圈轴上与前齿圈轴可离合设有多个第四齿轮；所述后行星排包括后太阳轴、后太阳轮、后行星轮、后行星架以及后齿圈，后太阳轴与前齿圈轴可离合连接，在后太阳轴上与后太阳轴可离合设有多个第五齿轮，后行星架上同轴固定有第六齿轮，在后齿圈上同轴固定有后齿圈轴，后齿圈轴与主输出轴传动连接，在后齿圈轴上固定设有第七齿轮；在传动齿轮轴上间隔设有与第一齿轮啮合连接的第八齿轮、与第二齿轮啮合连接的第九齿轮、数量与第四齿轮相一致并与多个第四齿轮对应啮合连接的多个第十齿轮、数量与第五齿轮相一致并与多个第五齿轮对应啮合的多个第十一齿轮以及与第七齿轮啮合连接的第十二齿轮，所述多个第十齿轮和多个第十一齿轮分别与传动齿轮轴同轴固定，所述第八齿轮、第九齿轮以及第十二齿轮均与传动齿轮轴可离合设置。

优选的，所述液压变速器包括通过液压管路相连的变排量液压泵和定量液压马达，在变排量液压泵的输入轴上同轴间隔可离合设有与第一齿轮啮合连接的第十三齿轮以及与第二齿轮啮合连接的第十四齿轮；在定量液压马达的输出轴上间隔可离合设有与第三齿轮啮合连接的第十五齿轮以及与第六齿轮啮合连接的第十六齿轮。

优选的，所述第四齿轮和第五齿轮的数量均为偶数。

优选的，所述第四齿轮的数量为两个，所述第五齿轮的数量为四个。

优选的，所述模式挡位切换执行系统包括控制第十三齿轮与变排量液压泵的输入轴之间离合的第一离合器、控制第十四齿轮与变排量液压泵的输入轴之间离合的第二离合器、控制第十五齿轮与定量液压马达的输出轴之间离合的第三离合器、控制第十六齿轮与定量液压马达的输出轴之间离合的第四离合器、控制第十二齿轮与传动齿轮轴之间离合的第五离合器、控制前齿圈轴与后太阳轴之间离合的第六离合器、控制第八齿轮和第九齿轮分别与传动齿轮轴之间离合的第一同步器、控制两个第四齿轮分别与前齿圈轴之间离合的第二同步器、控制四个第五齿轮与后太阳轴之间离合的两个第三同步器、控制前齿圈转动的第一制动器以及控制后行星架转动的第二制动器。

有益效果

本发明所述的一种多段多模式机械及液压无级变速器，在工作时，通过前行星排传动部分、后行星排传动部分、传动齿轮轴作为机械传动路径，通过串联的变排量液压泵和定量液压马达来作为液压传动路径，通过模式挡位切换执行系统中制动器、离合器以及同步器的逻辑性控制来实现纯机械模式、液压机械混合动力模式以及纯液压不同模式下的传动转换，提高变速范围，很大程度上满足了大型工程机械的长距离转场作业等多工况工作需求。