[发明专利]一种大功率车辆用多段多模式无级变速器

说明书

本发明涉及大功率车辆变速传动设备领域，具体的说是一种大功率车辆用多段多模式无级变速器。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。本发明不但能够实现多段大范围的无级调速性能，而且能够满足大功率车辆在不同工况下行驶的多模式需求。

技术领域

本发明涉及大功率车辆传动设备领域，具体的说是一种大功率车辆用多段多模式无级变速器。

背景技术

目前，国产的大功率车辆普遍采用有级换挡，其缺点是工作挡位多，结构复杂，变速箱速比不连续，舒适性不高。车辆面对不同作业工况时，发动机却无法始终处在最理想的工况，从而无法进一步实现车辆的节能环保。目前，国外大功率车辆所配备的主要为分段式功率分流型变速箱。为了实现变速箱的调速、换段、换向，其结构形式主要有三种:（1）定轴分流装置+集成式静液压传动装置+液压机械汇流行星传动装置+同轴多排行星传动+后置换向传动装置；（2）行星分流装置+集成式静液压传动装置+定轴齿轮汇流传动装置+后置换向传动装置；（3）定轴分流装置+前置换向传动装置+集成式静液压传动装置+液压机械汇流行星传动装置+定轴齿轮换段传动装置。第一种结构形式紧凑但加工装配精度要求高。第二种结构形式简单，零件数少，但对液压元件性能要求高。第三种形式，加工装配精度要求低，但控制复杂。以上三种方案均采用集成液压元件且与变速箱润滑系统共用油源，对液压系统清洁度要求高，变速箱工作可靠性不易保证。

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

本发明旨在提供一种大功率车辆用多段多模式无级变速器，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：一种大功率车辆用多段多模式无级变速器，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；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；在所述传动齿轮轴上可转动套设有一段第一空心轴，第一空心轴上间隔设有第二齿轮、第六齿轮以及第八齿轮，其中的第二齿轮固定设置在第一空心轴上并与第一齿轮啮合连接，在第一齿轮上固定设有与发动机连接的主输入轴，第六齿轮和第八齿轮分别可离合设置在第一空心轴上，在所述传动齿轮轴上未套设第一空心轴的部分间隔设有分别与传动齿轮轴可离合连接的第二十一齿轮、第二十三齿轮以及多个第十齿轮；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，前太阳轴的一端固定设有第四齿轮，另一端设有与前太阳轴可离合连接的第十八齿轮，前齿圈上固定设有前齿圈齿轮，前行星架上固定设有可转动套设在前太阳轴外周的第二空心轴，在第二空心轴上固定设有与所述第八齿轮啮合连接的第七齿轮以及数量与所述第十齿轮相一致并与多个第十齿轮一一对应啮合连接的多个第九齿轮；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，后太阳轴与所述第十八齿轮可离合连接，后齿圈上固定设有用于与车桥连接的主输出轴，后行星架上固定设有可转动套设在后太阳轴外周的第三空心轴，在第三空心轴上固定设有与所述第二十一齿轮啮合连接的第二十齿轮以及与所述第二十三齿轮啮合连接的第二十二齿轮。