[發明專利]多檔液壓機械變速器

有效

• 申請號: 201380011522.5
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN104136813B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: J·塞博爾德
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F16H47/04
• 分類號: F16H47/04;F16H9/26;F16H61/40
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 蘇娟,尹景娟

技術領域

本專利披露總體上涉及無級變速器、并且更具體地涉及用于車輛或機器傳動系的液壓機械變速器。

背景技術

已知多檔液壓機械變速器被用于在機械和其他車輛中提供多個不同傳動比之間的順暢變換。典型液壓機械變速器中的換檔是通過使用兩個或更多個離合器來實現的，這些離合器可以同步地使一個傳動比脫離接合而同時使另一個傳動比進行接合。離合器速度的同步可以通過使用同步組件來實現，這些同步組件可以被實施成不同的形式。一種已知的同步組件結構包括與多個離合器相連的多個齒輪，這些離合器被配置成選擇性地接合一個變速器中的兩個或更多旋轉元件，以使得有待接合的齒輪所關聯的一個旋轉元件以與已經接合的齒輪所關聯的旋轉元件相同的速度進行旋轉。以此方式，多個檔位之間的扭矩和動力的傳遞可以順暢地變換并且沒有突然的跳變。

可以在2009年5月12日授權的美國專利7,530,913('913專利)中看到一種已知的液壓機械變速器的實例。'913專利描述了一種“多檔液壓機械變速器[Multi-Range Hydromechanical Transmission]”，該變速器包括一個輸入構件、一個靜液壓變速器和一個機械變速器。'913專利的機械變速器包括第一同步組件和第二同步組件，這些同步組件用于使該變速器的第一輸出構件或第二輸出構件與來自該輸入構件和靜液壓變速器的組合輸出速度相同步。在'913專利中描述的變速器的一個實施例中，第一離合器組件和第二離合器組件交替地接合以將動力從經同步的輸出構件傳遞到一個最終傳動裝置。

盡管在'913專利中描述的變速器有效地實現了前進檔位與倒退檔位之間的換檔，但是該變速器當被實施成具有五個傳動比(例如，三個前進檔位和兩個倒退檔位)的變速器時包括三個同步器和兩個離合器。在運行中，針對每一個傳動比接合一個同步器和一個離合器，這意味著第二離合器和剩余兩個同步器是空閑的。因此，每次檔位變化都要求接合這些空閑同步器中的一個同步器并且使另一個脫離接合。這樣的同步器接合和脫離接合在每次檔位變換時可能導致同步器摩擦材料的磨損，在例如重型卡車和土方作業機械以及其他重型機械中的高扭矩應用中尤其明顯。此外，同步器的相對復雜性降低了可靠性，并且增加了變速器的成本。

發明內容

本披露一方面描述了一種機器動力傳動系，該動力傳動系包括與無級變速器相連的發動機。該無級變速器包括行星齒輪裝置，該行星齒輪裝置具有輸入端、以及至少第一輸出端和第二輸出端。該變速器進一步包括變換器，該變換器包括與液壓馬達可操作地相關聯的可變排量液壓泵，該液壓馬達被配置成用于驅動該行星齒輪裝置的齒輪組。由該發動機驅動的輸入軸被配置成用于驅動該變換器和該行星齒輪裝置的輸入端。第三行星輸出齒輪是經由第一離合器可連接到該行星齒輪裝置的第二輸出端上的。第二行星輸出齒輪被連接到該行星齒輪裝置的第二輸出端上，并且第一行星輸出齒輪被連接到該行星齒輪裝置的第一輸出端上。該變速器進一步包括第一輸出構件和第二輸出構件。該第一輸出構件被連接到第三行星輸出齒輪上，該第一輸出構件和第二輸出構件與變速器輸出相互連接。該變速器的第二離合器被配置成用于使該第一輸出構件與該第一行星輸出齒輪可釋放地連接。第三離合器被配置成用于使該第一輸出構件與該第二行星輸出齒輪可釋放地連接。第四離合器被配置成用于使該第二輸出構件與該第一行星輸出齒輪可釋放地連接，并且第五離合器被配置成用于使該第二輸出構件與該第二行星輸出齒輪可釋放地連接。

另一方面，本披露描述了一種無級變速器。該無級變速器包括行星齒輪裝置，該行星齒輪裝置具有第一輸出端和第二輸出端、并且進一步包括第一齒輪組和第二齒輪組。每個齒輪組都包括太陽輪、齒輪托架、以及環齒輪。該第一齒輪組的環齒輪被連接到該第二齒輪組的齒輪托架上。該變速器的第二輸出端被連接到該第一齒輪組和第二齒輪組的太陽輪上，并且該變速器的第一輸出端被連接到該第一齒輪組和第二齒輪組的環齒輪上。該變速器進一步包括變換器。該變換器包括與液壓馬達可操作地相關聯的可變排量液壓泵，該液壓馬達具有與該第二齒輪組的環齒輪相連的輸出端。輸入軸被連接到該變換器的可變排量液壓泵和該第一齒輪組的齒輪托架上。該變速器進一步包括該行星齒輪裝置的第一行星輸出齒輪、第二行星輸出齒輪以及第三行星輸出齒輪。該第三行星輸出齒輪是經由第一離合器可連接到該行星齒輪裝置的第一輸出端上的，該第二行星輸出齒輪連接到該行星齒輪裝置的第一輸出端上，并且該第一行星輸出齒輪連接到該行星齒輪裝置的第二輸出端上。