[发明专利]一种双速液压混合动力驱动系统

权利要求书

1.一种双速液压混合动力驱动系统，其特征在于：包括：机械传动装置、二位四通电磁换向阀(17)和液压调速回路；二位四通电磁换向阀(17)位于液压调速回路的主油路上，控制油路的通断和切换，变换油流的方向，进而控制液压调速回路的工作状态；

机械传动装置包括：前传动齿轮传动机构(2)，行星变速机构(3)，主减速齿轮传动机构(4)，输入轴(14)和输出轴(15)；

所述前传动齿轮传动机构(2)包括第一齿轮(7)和第二齿轮(8)；

所述行星变速机构(3)包括太阳轮(9)，行星架(10)和齿圈(11)；

所述主减速齿轮传动机构(4)包括第三齿轮(12)和第四齿轮(13)；

发动机(1)通过输入轴(14)与前传动齿轮传动机构(2)的第一齿轮(7)相连，前传动齿轮传动机构(2)的第二齿轮(8)与行星变速机构(3)的行星架(10)相连，行星变速机构(3)的太阳轮(9)与双向变量泵(5)相连，行星变速机构(3)的齿圈(11)与主减速齿轮传动机构(4)的第三齿轮(12)和双向变量马达(6)相连，主减速齿轮传动机构(4)的第四齿轮(13)与输出轴(15)相连；

所述液压调速回路的主油路分别与双向变量泵(5)和双向变量马达(6)连接；

所述液压调速回路包括：双向变量泵(5)、补油泵(16)、双向变量马达(6)、溢流阀(18)、单向阀(19)、滤清器(20)、热交换器(21)、油箱(22)、第一油路a(23)和第二油路b(24)；

所述的液压调速回路，即由液压泵和液压马达组成的闭式液压回路；第一油路a(23)和第二油路b(24)分别连接于双向变量泵(5)和双向变量马达(6)的两端，其间通过二位四通电磁换向阀(17)控制油路的通断和切换；在第一油路a(23)和第二油路b(24)上均布置有溢流阀(18)和单向阀(19)，溢流阀(18)的作用主要起到定压作用，保持阀进口处的压力接近于恒定；单向阀(19)的作用是固定油液的流向，不允许反向倒流；在液压调速回路中还布置有补油泵(16)，及与之相配套的滤清器(20)；此外，在油箱(22)处布置有热交换器(21)，以防止油液温度过高，造成液压控制装置无法正常工作。

2.如权利要求1所述的一种双速液压混合动力驱动系统，其特征在于：所述系统的工作过程为：用于起步或低速行驶时，二位四通电磁换向阀工作在双向变量泵与双向变量马达相接通的状态，此时，无级变速装置处于液压机械段；发动机动力经输入轴输入后，经前传动齿轮传动机构进入到行星变速机构的行星架，然后进行功率分流，一路功率经行星变速机构的太阳轮传递到双向变量泵，再经双向变量马达传递到主减速齿轮传动机构，一路功率经行星变速机构的齿圈传递到主减速齿轮传动机构，两路功率在主减速齿轮传动机构进行汇流，再经输出轴作用到车辆上；在液压调速回路中，双向变量泵通过控制单元进行转速调节，油液经第一油路a通过二位四通电磁换向阀流进双向变量马达，带动双向变量马达工作，溢流阀起定压作用；补油泵吸取油箱的油液通过单向阀供应到第一油路a和第二油路b，补充内泄的油液损失以及维持第一油路a和第二油路b的压力；

用于高速行驶时，二位四通电磁换向阀(17)工作在双向变量泵与双向变量马达断开连接的状态，此时，无级变速装置处于纯机械段；发动机动力经输入轴输入后，经前传动齿轮传动机构进入到行星变速机构的行星架，由于双向变量泵与双向变量马达处于断开状态，双向变量泵转速为0，对行星变速机构的太阳轮起制动作用，故太阳轮转速为0，此时动力经行星变速机构输出到主减速齿轮传动机构，然后经输出轴作用于车辆上；在液压调速回路中，双向变量泵转速为0，双向变量马达在行星变速机构齿圈的带动下空转；

行星变速机构转速关系式：

n_t+kn_q-(1+k)n_j＝0

其中，n_t为行星变速机构太阳轮的转速，n_q为行星变速机构齿圈的转速，n_j为行星变速机构行星架的转速，k为行星排特性参数；

行星变速机构转矩关系式：

T_t:T_q:T_j＝1:k:-(1+k)

其中，T_t为行星变速机构太阳轮的转矩，T_q为行星变速机构齿圈的转矩，T_j为行星变速机构行星架的转矩；

因此，经发动机输出到车辆上的转速为：

其中，n₀为输出转速，n_e为发动机转速，n_p为双向变量泵转速，i_q为前传动比，i₀为主减速比。