[發(fā)明專利]三段式液壓機械連續(xù)無級傳動裝置及方法

有效

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• 申請日: 2012-02-07
• 公開（公告）號: CN102537269A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 胡紀濱;彭增雄;李雪原;荊崇波;魏超;劉洪
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F16H47/04
• 分類號: F16H47/04
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;付雷杰

技術領域

本發(fā)明涉及一種無級傳動裝置及方法，具體涉及一種三段式液壓機械連續(xù)無級傳動裝置及方法，屬動力傳動領域。

背景技術

車輛傳動系統(tǒng)是車輛推進系統(tǒng)的重要組成部分，其性能對整個車輛的動力性、燃油經(jīng)濟性、排放以及可靠性都有極大的影響。多段液壓機械連續(xù)無級傳動系統(tǒng)具有較寬的無級調(diào)速范圍、良好的起步特性和較高的傳動效率等優(yōu)點，可以根據(jù)路面狀況，優(yōu)化發(fā)動機工作狀態(tài)，使車輛獲得最佳的行駛性能，能夠適應車輛經(jīng)濟性、動力性和舒適性的要求，是一種理想的傳動形式。這在能源短缺，環(huán)境污染日益加劇的21世紀具有重要意義。

目前國外關于多段液壓機械連續(xù)無級傳動系統(tǒng)的研究主要是以兩段模式為主，關于三段模式的發(fā)明較少，而且關于三段模式的方案至少以三個行星排為基礎來構造，導致整個系統(tǒng)結構較為復雜，這對于提高系統(tǒng)效率，減輕系統(tǒng)的體積與重量較為不利。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種三段式液壓機械連續(xù)無級傳動裝置及方法，該裝置以兩個行星排為基礎，合理銜接分速匯矩、分速匯速、分矩匯速三種分流模式，形成三段式連續(xù)無級變速傳動結構，具有結構簡單、體積小等優(yōu)點。

本發(fā)明的三段式液壓機械連續(xù)無級傳動裝置，包括行星傳動部件、液壓調(diào)速部件和換段操縱部件。其中行星傳動部件包括行星排k1和行星排k2；換段操縱部件包括離合器C1、離合器C2、制動器B1和制動器B2；液壓調(diào)速部件包括調(diào)速元件H1和調(diào)速元件H2，調(diào)速元件H1和調(diào)速元件H2采用閉式液壓傳動回路和雙向變量控制。

其連接關系為：傳動裝置的輸入軸一端與發(fā)動機連接，從而為整個裝置提供動力，另一端通過固定軸齒輪A與k1行星排行星架相連；k1行星排齒圈與離合器C1的主動部分相連，同時通過固定軸齒輪B與調(diào)速元件H1相連；k1行星排太陽輪通過其中心軸與離合器C2的主動部分相連，制動器B2制動k1行星排太陽輪的中心軸；k2行星排太陽輪的中心軸一端與調(diào)速元件H2連接，另一端與離合器C2的被動部分相連；k2行星排齒圈與離合器C1的被動部分相連，制動器B1制動k2行星排齒圈；k2行星排行星架通過固定軸齒輪C與傳動裝置的輸出軸相連。

本發(fā)明的工作原理為：首先依據(jù)車輛的行駛情況確定調(diào)速元件H1和調(diào)速元件H2的排量比，依據(jù)所確定的排量比合理控制換段操縱部件的結合或分離，便可實現(xiàn)三段式連續(xù)分流工況，分別為分速匯矩、分速匯速和分速匯矩。此外該傳動裝置還可以實現(xiàn)倒擋純液壓工況和兩個固定擋的純機械傳動工況。

第一種分流模式——分速匯矩：制動器B1制動，離合器C2結合，制動器B2與離合器C1不工作。此時k1行星排齒圈與調(diào)速元件H1相連，k1行星排太陽輪通過k2行星排太陽輪與調(diào)速元件H2相連。

第二種分流模式——分速匯速：此時離合器C1和離合器C2均結合，制動器B2和制動器B1不工作。此時k1行星排齒圈分別與調(diào)速元件H1和k2行星排齒圈相連，k1行星排太陽輪通過行星排k2的太陽輪與調(diào)速元件H2相連。

第三種分流模式——分矩匯速：制動器B2制動，離合器C1結合，離合器C2和制動器B1不工作。此時k1行星排齒圈分別與變速元件H1和k2行星排齒圈相連，k1行星排整體回轉。變速元件H2與k1行星排太陽輪相連。

當制動器B1和制動器B2同時制動，離合器C1和離合器C2不工作時，系統(tǒng)實現(xiàn)純液壓倒駛工況。系統(tǒng)的兩個純機械擋工況分別為固定檔1和固定檔2，固定檔1時離合器C1和離合器C2同時結合，制動器B1制動，制動器B2不工作。固定檔2時離合器C1和離合器C2同時結合，制動器B2制動，制動器B1不工作。

有益效果：

(1)利用兩個行星排構造具有三分流模式的三段式液壓機械連續(xù)無級傳動裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍的無級變速，且結構簡單。

(2)本發(fā)明的傳動裝置具有分速匯矩、分速匯速、分矩匯速三種分流模式，在車輛的起步階段采用分速匯矩分流模式，具有較好的起步特性，且整個裝置中無需設計起步離合器，使車輛具有較好的牽引能力。

(3)通過合理匹配后傳動比，分速匯矩模式與分速匯速模式在中低車速區(qū)間可以獲得較高的傳動效率；在高速區(qū)，系統(tǒng)處于分矩匯速模式，即使系統(tǒng)的調(diào)速路功率分流比隨車速增加有所提高，但可保持在合理的范圍內(nèi)，系統(tǒng)仍然能獲得可觀的傳動效率。

(4)各段分流模式的銜接轉換可以不切斷動力銜接，車輛動力性提高。

(5)換段時，換段操縱部件基本無滑摩地結合與分離，摩擦副可選取靜摩擦系數(shù)，結構設計大大減小體積和重量，使用過程中，可靠性也可大幅提高。