[发明专利]一种液力机械复合传动系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械传动领域，具体涉及具有液力变矩器的车辆传动系统，特别是工程机械的传动系统。

背景技术

液力变矩器是以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器，大量应用在各种车辆尤其是工程机械的传动系统中，作为一种柔性传动，它用在传动系统中具有许多突出的优点：能阻隔发动机的扭转振动，具有良好过载保护性能和起动性能；有良好的自动变速性能，涡轮的输出转速随载荷的改变而改变；能保证动力机有稳定的工作区，载荷的瞬态变化基本不会反映到动力机上。

液力变矩器虽然具有上述诸多优点，但它有一个很大的缺点，就是传动效率低。液力变矩器的传动效率是涡轮与泵轮转速的比值的函数，涡轮与泵轮转速的比值称为转速比，液力变矩器的转速比与效率的关系如图1所示，当转速比为最佳值i*时，最高效率h*也不到百分之九十，一旦转速比偏离最佳值时，传动效率便急剧下降。实际上，液力变矩器主要应用于外载荷经常发生变化的传动系统中，载荷的变化使液力变矩器很难工作于高效点或高效区，常常处于低效率工作状态，动力机产生的功率得不到充分的利用，大量的能量以热量的形式散失。因此，提高具有液力变矩器的传动系统的效率具有十分重要的意义。

对于提高液力变矩器的传动效率，工程技术人员采用了许多办法，目前比较有效的方法是以下两种。第一种方法是将普通液力变矩器改造为综合式液力变矩器。综合式液力变矩器兼有普通液力变矩器和液力偶合器的功能，它的效率曲线如图2所示，当涡轮和泵轮的转速比小于偶合点的转速比时，综合式液力变矩器的工作特点与普通液力变矩器相同；当涡轮和泵轮的转速比大于偶合点的转速比时，综合式液力变矩器的工作特点与效率较高的液力偶合器相同。综合式液力变矩器只提高了转速比大于偶合点转速比时的效率，而转速比小于偶合点时的效率没有得到提高。第二种方法是增加变速器的挡位数，当外载荷发生变化时，通过变速器的换档操作使液力变矩器工作于高效区。但变速器只有有限的几个挡位，并且这几个挡位的传动比分散在一个较宽的范围内，不能使液力变矩器始终处于高效点或高效区。

专利发明人于2008年申请了200810044340.9号专利，采用磁粉离合器作为控制部件，使液力变矩器工作于高效区，有效地提高了传动系统的效率。但200810044340.9号专利还存在一些不足：一是磁粉离合传递的力矩大小由程序决定，需要励磁电源和比较复杂的检测与控制系统，磁粉离合器的主动部分和从动部分很难做到完全同步，不可避免地会产生滑磨功损耗；二是磁粉离合器的成本较高，每台售价在六千元左右，会影响该专利技术的市场推广；三是磁粉离合器的尺寸较大，在某些传动系统中会受到安装空间的限制。为克服上述不足，发明人通过深入的分析和研究，提出了本项发明。本发明去掉200810044340.9号专利中的磁粉离合器及其控制部分，以简单的机械结构实现磁粉离合器及其控制部分的功能，实现自适应功率分流，不需要励磁电源，也不存在滑磨功损耗。因此，本专利与200810044340.9号专利相比，具有结构简单、安装尺寸小、成本低、效率高的优点。

发明内容

本发明的目的：提供一种高效液力机械复合传动系统，通过液力传动和机械传动的分流，显著提高具有液力变矩器的传动系统的效率。达到节约能源、保护环境的目的。

本发明的技术方案：采用功率分流的思想，改变传统的串联传动方式，将液力传动和机械传动并联于内燃机和变速器之间，使内燃机产生的功率分两路传递，一部分经过液力变矩器传递，一部分由齿轮机构和离合器传递。将刚性的齿轮传动与柔性的液力传动相结合，使传动系统在具有柔性的同时又提高了效率。当传动系统处于分流传动状态时，齿轮传动机构保证液力变矩器的转速比为最佳值，强制液力变矩器工作于高效点。