[发明专利]等比四段式液压机械复合无级传动装置

说明书

技术领域

本发明属于车辆传动技术领域，具体涉及一种等比式液压机械复合无级传动装置。

背景技术

液压机械复合无级传动可实现无级调速，优化发动机工作状态，使车辆获得最佳的动力性能及燃油经济性能。等差式液压机械复合无级传动输出特性为恒转矩特性，不符合车辆传动系统的输出特性；而等比式液压机械复合无级输出为分段恒转矩特性，符合车辆传动系统需求的恒功率特性输出，在车辆传动系统的应用更广泛。

等差式液压机械无级传动可利用纯液压段实现起步，起步特性好；等比式液压机械无级传动由于没有零速输出，需要增加起步离合器进行滑摩起步，起步离合器控制复杂、体积重量较大，不利于传动系统功率密度及可靠性的提高。

发明内容

本发明的目的是：在传统等比式液压机械传动的四构件正反汇流行星机构中，增加一个受力构件，形成一个用于车辆起步工况的纯液压段，以降低滑摩起步离合器的难度；并可以利用马达转速反向，实现纯液压段的倒挡功能，省去了等比式液压机械传动需要设置的倒挡机构。

本发明的技术方案是：一种等比四段式液压机械复合无级传动装置，由行星排k3、行星排k4、行星排k5和液压段行星排的齿圈组成正反汇流行星机构，以及由行星排k1、行星排k2行星排组成的3挡变速机构；

发动机输入轴连接输入齿轮；齿轮B一方面与输入齿轮相啮合，另一方面与过渡齿轮相啮合；过渡齿轮与液压泵齿轮相啮合，液压泵齿轮连接液压泵；离合器C0连接齿轮B以及正反汇流行星机构的齿圈；液压马达连接液压马达齿轮，液压马达齿轮与齿轮A啮合，齿轮A和正反汇流行星机构的大太阳轮相连；液压段行星排的齿圈与制动器B0相连；正反汇流行星机构的行星架与行星排k2的太阳轮相连，正反汇流行星机构的小太阳轮与行星排k1的太阳轮相连，正反汇流行星机构的长行星轮分别与正反汇流行星机构的齿圈、液压段行星排的行星轮、反向汇流排的行星轮相啮合，正反汇流行星机构的长行星轮与行星排k2的太阳轮相连接；行星排k1的行星架分别与行星排k2的行星架、离合器C1相连；k1行星排的齿圈与制动器B1相连，行星排k2的齿圈与制动器B2相连；行星排k1的行星架以及k2行星排的行星架均与输出轴连接；

行星排k1与行星排k2组成3挡变速机构，制动器B1、制动器B2与离合器C0用于对3个液压机械段的切换，制动器B0与液压段行星排的齿圈进行制动，实现纯液压段起步或纯液压段倒挡。

本发明的有益效果是：（1）本发明提出了一种重载车辆或工程机械车辆用的四段式液压机械复合无级传动装置，第一段为纯液压段，用于车辆的无滑摩速差起步；第二、三、四段为等比式液压机械段，具有较高的传动效率，可利用较小的液压元件实现大功率的连续无级传动。本发明的传动装置由输入传动、液压泵/马达、五构件正反汇流行星机构、变速机构及换段操纵元件组成。利用连续换段原理，形成1个液压段和3个液压机械段，并能实现2个机械挡位，具有连续无级变速、良好的起步特性、高传动效率的特点。

（2）利用五构件正反汇流行星排实现液压机械正反功率汇流以及纯液压段，可实现液压段起步及倒挡，简化了变速机构，并获得良好的起步特性；正反汇流机构公用行星架，结构紧凑。

（3）可实现纯液压段和液压机械段的连续衔接，各离合器、制动器可无速差结合。

（4）通过4段的衔接，降低了液压泵/马达的功率等级，额定功率约为发动机额定功率的20%。

（5）液压机械段时，约80%的功率通过机械路传递，传动效率高。

附图说明

图1为本发明传动装置传动简图。

图2为本发明中发动机、液压泵、液压马达及输出轴转速曲线，其中，纵坐标为各构件转速，横坐标为车速与所处工作段。

图3为本发明牵引特性曲线，其中，纵坐标为动力因数，横坐标为车速。