[发明专利]无级变速器和包括无级变速器的工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1和23的前序部分所述的无级变速器并涉及包括这种无级变速器的工程机械。

本发明适用于工业建筑机械领域的工程机械，尤其是轮式装载机、平地机和铰接式运输车。虽然在下文中将针对轮式装载机来描述本发明，但本发明不限于这种特定机械，而是还可用在其它重型工程机械中，例如自卸卡车、挖掘机或其它建筑设备。

背景技术

无级变速器是其速比能够在设计的范围内连续变化的变速器。由于能够在最佳速度下或在最佳燃料经济性下实现原动机的操作同时还在变速器的输出轴处提供所需的转速，所以无级变速器是有用的。在无级变速器中，可以获得输出轴转速与输入轴转速之间的为零的速比。这样的无级变速器通常被称为无级变速器。由于存在为零的输出/输入速比，使得能够实现空档功能，其中，当输出轴静止时，输入轴旋转。在许多工业应用环境中(例如，在工程机械的齿轮箱内)空档位置的存在是有用的，例如，因为它可以消除对起动离合器或扭矩变换器的需求。此外，无级变速器便于所包括的用于执行提升操作/或使工程机械转向的液压系统的操作与工程机械的推进分离，因为可以从输入轴处的动力输出装置为液压系统提供动力，而输入轴可以保持运转，同时，连接到推进传动系的输出轴可以保持静止。无级变速器的典型布置包括无级变速单元、速变器单元，该速变器单元具有连接到行星齿轮系统的速变器输入轴和速变器输出轴。

US 7,220,203中公开了无级变速器的一个示例。US 7,220,203中的无级变速器包括分别联接到两个马达/发电机的电池。因此，US 7,220,203中的无级变速器是电动无级变速器。而且，该电动无级变速器包括用于从发动机接收动力的输入构件和用于将扭矩传递至例如工程机械车轮的输出构件。而且，该电动无级变速器包括行星齿轮组和多个离合器。相对于US 7,220,203之前已知的现有技术而言，US 7,220,203中公开的该电动无级变速器的优点是：所述多个离合器允许另外的固定速比和另外的复合动力分流速比范围。

然而，就例如减少部件数目来降低成本以及优化对速变器单元的利用而言，US 7,220,203中公开的无级变速器需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供相对于现有技术方案具有改进的功能性的无级变速器。

根据本发明的第一方面，提供了一种无级变速器，该无级变速器包括：速变器单元，该速变器单元具有速变器输入轴和速变器输出轴；第一行星齿轮组，该第一行星齿轮组具有第一行星构件、第二行星构件和第三行星构件，第一行星构件是齿圈和行星架中的一个，第二行星构件是齿圈和行星架中的另一个，并且第三行星构件是太阳轮，其中，第一行星齿轮组的第一行星构件以可操作方式连接到变速器输入轴；以及第二行星齿轮组，该第二行星齿轮组具有太阳轮、齿圈和行星架，该行星架以可操作方式连接到变速器输出轴；其中，速变器输入轴以可操作方式连接到第一行星齿轮组的第二行星构件；速变器输出轴以可操作方式连接到第一行星齿轮组的太阳轮，第一行星齿轮组的太阳轮进一步以可操作方式连接到第二行星齿轮组的太阳轮，同时在变速器输入轴与变速器输出轴之间具有可变的传动比；并且第二行星齿轮组的齿圈能够选择性地连接到第一行星齿轮组的第二行星构件并能够选择性地连接到无级变速器的齿轮箱壳体。

上述用语“能够选择性地连接”在下文及整个说明书中均应解释为两个或更多个部件被布置成彼此主动连接/断开。当借助于行星齿轮组中的部件讨论“能够选择性地连接”时，除另外描述之外，例如太阳轮与齿圈之间经由行星架的行星轮的连接不应解释为例如太阳轮连接到齿圈，将在下文中进一步讨论这一点。因此，为了将行星齿轮组的部件连接到同一行星齿轮组的另一个部件，为了根据本申请中的对上述用语的期望解释而能够连接到彼此，这两个部件必须以某种方式彼此锁定或锁定到另一个部件。

本发明的优点是：速变器输出轴连接到第一行星齿轮组的太阳轮和第二行星齿轮组的太阳轮，由此提供速变器输出轴的所期望的最大速度，同时在变速器输入轴与变速器输出轴之间具有可变传动比。另外，该无级变速器相对于现有技术方案具有较少的部件，或者更具体地，本发明不需要现有技术中描述的所有离合器。

根据一示例实施例，在第一行星齿轮组的第二行星构件与第二行星齿轮组的齿圈之间可以布置有第一离合器单元，并且在第二行星齿轮组的齿圈与齿轮箱壳体之间可以布置有第二离合器单元。