CN103109111B - 连续可变变速器和包括连续可变变速器的工程机械 - Google Patents

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Abstract

一种连续可变变速器（1），其包括：具有变化器输入轴（4）和变化器输出轴（6）的变化器单元（2）；以及第一、第二和第三行星齿轮组（8、10、12）。第一和第二行星齿轮组（8、10）布置在一起且每个均包括以可操作方式连接到公用变速器输入轴（20）的第一构件（14a、16a）和以可操作方式连接到公用输出轴（22）的第二构件（14b、16b），每个所述第一和第二行星齿轮组（8、10）还包括第三构件（14c、16c）。第三行星齿轮组（12）具有第一、第二和第三构件（18a、18b、18c）。变化器输入轴（4）以可操作方式连接到所述第二行星齿轮组（10）的所述第三构件（16c），且变化器输出轴（6）以可操作方式连接到第一行星齿轮组（8）的第三构件（14c）。第三行星齿轮组（12）的第一构件（18a）以可操作方式连接到变化器输出轴（6）。第三行星齿轮组（12）的第二构件（18b）能选择性地连接到第二行星齿轮组（10）的第三构件（16c）且能选择性地连接到变速器壳体（26）。第三行星齿轮组（12）的第三构件（18c）以可操作方式连接到变速器输出轴（30）。公用输出轴（22）能选择性地连接到变速器输出轴（30）。

Description

连续可变变速器和包括连续可变变速器的工程机械
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的连续可变变速器和包括该连续可变变速器的工程机械。
本发明应用于工业建筑机械领域的工程机械，特别是轮式装载机和铰接式翻斗车。虽然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的机械，而是也可用在例如自卸卡车、平路机、挖掘机或其它建筑设备等的其它重型工程机械中。
背景技术
连续可变变速器是具有可在期望范围内连续改变的速比的变速器。由于它允许原动机以最优速度或最优燃料经济性运行，同时又在变速器的输出轴处提供了期望的转速，所以连续可变变速器是有用的。在连续可变变速器中，可获得在输出轴速度与输入轴速度之间的为零的速比。该连续可变变速器通常称为无限可变变速器。为零的输出速度/输入速度比实现了空档功能，其中，在输出轴静止时，输入轴在旋转。在许多工业情形中，例如在工程机械的变速箱内，空档的存在是有用的，因为这可消除对起动离合器或扭矩变换器的需求。此外，无限可变变速器便于液压系统的运行的分离，所包括的该液压系统用于利用工程机械的动力执行提升操作和/或使工程机械转向，因为可从输入轴处的取力器驱动该液压系统，在连接到推进传动系的输出轴可保持静止的同时，输出轴可保持运转。通常的连续可变变速器设备包括连续可变变速单元，变化器单元，其具有连接到行星齿轮系的变化器输入轴和变化器输出轴。
US5980410中公开了连续可变变速器的一个示例。US5980410中、具体在其图2中公开的实施例构成了最相关的现有技术且涉及根据权利要求1的前序部分所述的连续可变变速器。在US5980410的图2中公开的连续可变变速器包括：变化器单元，该变化器单元具有变化器输入轴和变化器输出轴；以及第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组布置在一起，且每个行星齿轮组均包括以可操作方式连接到公用变速器输入轴的第一构件和以可操作方式连接到公用输出轴的第二构件。所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组中的每一个还包括第三构件。还包括了具有第一构件、第二构件和第三构件的第三行星齿轮组。所述变化器输入轴以可操作方式连接到公用输出轴，并且所述变化器输出轴以可操作方式连接到第一行星齿轮组的第三构件且能选择性地连接到变速器输出轴。所述第三行星齿轮组的第一构件以可操作方式连接到第一行星齿轮组的第三构件，并且第三行星齿轮组的第二构件以可操作方式连接到公用输出轴。第三行星齿轮组的第三构件能选择性地连接到变速器输出轴。最后，第二行星齿轮组的第三构件能选择性地连接到变速器输出轴。
US5980410中公开的连续可变变速器允许在具有不同的输入/输出速度比区间（band）的一组运行模式之间进行选择。
US5980410所存在的问题是：连续可变变速器的构造将要求存在具有实际传动比的齿轮级（gearstages），以使得所述输入/输出速度比区间能够不实际重叠。为了提供合适的多级的传动比，可能需要另外的齿轮组，这使得变速器更笨重、复杂且昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续可变变速器，该连续可变变速器允许在具有不同的输入/输出速度比区间的至少三种运行模式中运行，并且，通过在变速器设计中限制对另外的齿轮组的需求，所述变速器的设计便于将上述多个输入/输出速度比区间分开。
该目的通过根据权利要求1所述的连续可变变速器来实现。
根据本发明的连续可变变速器包括：具有变化器输入轴和变化器输出轴的变化器；以及第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组中的每一个均具有以可操作方式连接到变速器输入轴的第一构件，所述变速器输入轴对于第一齿轮组和第二齿轮组是公用的。此外，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组中的每个均具有以可操作方式连接到输出轴的第二构件，所述输出轴由第一齿轮组和第二齿轮组公用。所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组中的每一个还包括第三构件。
第三行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件。变化器输入轴以可操作方式连接到所述第二行星齿轮组的第三构件，并且，变化器输出轴以可操作方式连接到所述第一行星齿轮组的第三构件。因此，所述变化器并联到第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。
通过包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，实现了所传递的动力在变化器单元和行星齿轮组之间的分流。通过具有动力分流的该变速箱，在许多运行模式中仅需通过变化器单元传递所述动力的一小部分。其余的动力通过行星齿轮单元传递。这意味着提高了总效率，因为与变化器单元相比，行星齿轮单元的能量损失相当小。此外，可减小所述变化器单元的尺寸。
第三行星齿轮组具有第一构件、第二构件和第三构件。
所述第三行星齿轮组的第一构件以可操作方式连接到所述变化器输出轴。
所述第三行星齿轮组的第一构件以可操作方式连接到所述变速器输出轴。
第三行星齿轮组的第二构件能选择性地连接到第二行星齿轮组的所述第三构件且能选择性地连接到变速器壳体。这通过选择性地将第三行星齿轮组的第二构件连接到第二行星齿轮组的第三构件或者连接到变速器壳体而实现了第一运行模式和第二运行模式。在第三行星齿轮组的第二构件连接到变速器壳体的情况下，所述连续可变变速器将在第一运行模式中运行，其中第三行星齿轮组将作为减速齿轮组而工作，从而实现了在第三行星齿轮组上的大传动比。在第三行星齿轮组的第二构件连接到第二行星齿轮组的第三构件的情况下，连续可变变速器将在第二运行模式中工作，其中，第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组将作为桥而工作，其中变化器的输入轴和输出轴既不连接到变速器输入轴也不连接到变速器输出轴。通过根据本发明的这种连续可变变速器设计，当该连续可变变速器采用第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式时，第三行星齿轮组将根据三种不同的原理而工作。在第一模式中，第三行星齿轮组作为减速齿轮工作，在第二模式中，第三行星齿轮组将提供到该第三行星齿轮组的第一构件和第二构件的动力汇合，而在第三模式中，第三行星齿轮组是被动单元。
在此以及在下文中，由第一齿轮组和第二齿轮组公用的输出轴被称为公用输出轴。该公用输出轴能选择性地连接到变速器输出轴。在公用输出轴连接到变速器输出轴的情况下，连续可变变速器将在第三运行模式中工作，其中，动力将从第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第二构件传递到变速器输出轴。与第二运行模式中类似，连续可变变速器的第一行星齿轮组和第二行星齿轮组将在第三运行模式中作为桥而工作，该桥具有输入轴、输出轴和连接到两个另外的轴的变化器。
通过将第三行星齿轮组用作减速齿轮组，将能实现第三行星齿轮组上的大传动比。这便于将不同运行模式的输入/输出速度比区间分开。
可通过布置为分别将所述第三行星齿轮组的第二构件锁定到变速器壳体且将第三行星齿轮组的第二构件从变速器壳体释放的锁定机构来执行变速器壳体的选择性连接。
在第三行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件之间可布置有离合器，以完成第三行星齿轮组和第二行星齿轮组的第三构件之间的可操作性的连接或释放所述连接。
在所述公用输出轴和所述变速器输出轴之间可布置有离合器，以允许公用输出轴与变速器输出轴的接合或分离。
可选地，所述第三行星齿轮组的第一构件、第二构件和第三构件依次由太阳轮、齿圈和行星架构成。
可选地，第一行星齿轮组的第一构件、第二构件和第三构件依次由齿圈、行星架和太阳轮构成，并且第二行星齿轮组的第一构件、第二构件和第三构件依次由行星架、齿圈和太阳轮构成。
在此以及在下文中，由第一行星齿轮和第二行星齿轮公用的行星架被称为公用行星架，并且，由第一行星齿轮和第二行星齿轮公用的齿圈被称为公用齿圈。可选地，所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第一构件由公用行星架构成，所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第二构件由公用齿圈构成，并且所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的所述第三构件由第一太阳轮和第二太阳轮构成。
可选地，所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第一构件由公用齿圈构成，所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第二构件由公用行星架构成，并且所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第三构件由第一太阳轮和第二太阳轮构成。
在此以及在下文中，由第一行星齿轮组和第二行星齿轮组公用的变速器输入轴（即，与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第一构件接合或连接的变速器输入轴）被称为公用变速器输入轴。还可设有模式选择设备，该模式选择设备实现了具有不同的连续可变速比区间的不同运行模式，该连续可变速比是所述公用变速器输入轴和所述变速器输出轴之间的连续可变速比。
总速比itotal可定义为变速器输出轴的转速ωtransmission,output与变速器输入轴的转速的比值，即：
ωtransmission,input,total=ωtransmission,output/ωtransmission,input
变化器速比可定义为变化器输出轴的转速ωvariator,output与变化器输入轴的转速ωvariator,input的比值，即：
ivariator=ωvariator,output/ωvariator,input
优选地，第一运行模式的第一区间为：从变化器速比为零时该连续可变变速器上的速比itotal=0，到变化器速比为无穷时该速比itotal=k。第二运行模式的第二区间优选为：从变化器速比为无穷时该速比itotal=k，到变化器速比为零时该速比itotal=m。第三运行模式的第三区间优选为：从变化器速比为零时该速比itotal=m，到变化器速比为无穷时该速比itotal=n。为了在变化器速比为零时能够使第三区间与第二区间相交（meet），可在公用输出轴和变速器输出轴之间布置有齿轮级。
所述模式选择设备可包括锁定机构、第一离合器、第二离合器和一组促动器。该锁定机构布置为选择性地将所述第三行星齿轮组的所述第二构件相对于变速器壳体锁定和释放。第一离合器布置在所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述第二行星齿轮组的所述第三构件之间。第二离合器布置在所述公用输出轴和所述变速器输出轴之间。此外，所述一组促动器布置为控制所述第一离合器和第二离合器的接合和分离，且布置为控制所述锁定机构的释放和锁定。
所述模式选择设备可包括控制器，该控制器布置成用于操作所述一组促动器，以控制所述锁定机构、第一离合器和第二离合器的操作。
优选地，当随后要接合的离合器的输入端处的转速和输出端处的转速同步时执行模式的改变。
所述控制器实现了连续可变变速器在第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式中的选择性运行，在第一运行模式中，锁定机构被锁定，且所述第一离合器和第二离合器分离，在第二运行模式中，锁定机构被释放，所述第一离合器接合且第二离合器分离，在第三运行模式中，锁定机构被释放、第一离合器分离且第二离合器接合。
可选地，所述变化器单元是液压式变化器单元。在该情况下，该变化器单元包括第一液压机和第二液压机，该第一液压机设有所述变化器单元的输入轴，该第二液压机设有所述变化器单元的输出轴，所述第一液压机和第二液压机彼此液压连接。
此连续可变变速器的构造允许通过双轭（dualyoke）来控制该变化器单元，从而实现了通过单个促动器同时控制第一液压机和第二液压机的移位。该连续可变变速器实现了具有变化器速比ivariator=ωvariator，output/ωvariator，input的至少三种不同的运行模式，其中每种运行模式带有相同的标记，由此实现了通过单个促动器来同时控制第一液压机和第二液压机。
可选地，所述变化器单元是电动式变化器单元。在该情况下，该变化器单元包括第一电机和第二电机，第一电机设有所述变化器单元的输入轴，第二电机设有所述变化器单元的输出轴，该第一电机和第二电机彼此电连接。
本发明尤其可与例如轮式装载机的工程机械一起使用。
工程机械可设有铲斗、车斗或其它类型的用于挖掘、提升、载运和/或运送载荷的器具。工程机械可在无道路的区域中、以大载荷和重载荷运行，例如用于与筑路、隧道修建、沙坑、矿山和类似环境相关的运送。
例如轮式装载机的工程机械通常设有例如内燃机的原动机、具有扭矩变换器的传动系、以及用于将动力提供给轮式装载机的驱动轮的变速箱。除了将动力供给到驱动轮之外，内燃机必须向轮式装载机的液压系统的一个或多个液压泵提供动力。该液压系统用于提升操作和/或使工程机械转向。
液压工作缸可布置为用于提升和降低提升臂单元，在所述提升臂单元上安装有铲斗、货叉或其它类型的附件或作业工具。通过使用另一液压工作缸，铲斗也可倾斜或枢转。称为转向缸的另外的液压缸被布置为：通过轮式装载机的相对于彼此枢转地连接的前车身部分和后车身部分的相对移动，使轮式装载机转向。
变速箱是如上所述的连续可变变速器，其与有级变速箱相比具有很多优点。例如，工程机械的速度可与原动机的转速无关地被控制。如果连续可变变速器的转速范围包括如下模式：其中，与变速箱输入轴的转速无关，变速箱输出轴的转速为零或接近于零，同时，扭矩能够从输入轴传递到输出轴（通常称为带有空档的无限可变变速器（IVT）），则可省去工程机械中通常使用的扭矩变换器。上述用语“为零或接近于零”是指输出轴的转速为零或处于每分钟数转的水平。
通过该连续可变变速器和空档功能，对于所有的车辆速度，液压系统的运行均可与该工程机械的推进分离。此外，当工程机械静止时，可通过原动机驱动液压系统，而不使用任何离合器使该原动机相对于传动系分离。
附图说明
下面，参考附图更详细地描述作为示例论述的本发明的实施例。
在附图中：
图1示出了根据本发明的连续可变变速器的设计的示意性图示。
图2示出了根据本发明的连续可变变速器的第一特定实施例的示意性图示。
图3示出了根据本发明的连续可变变速器的第二特定实施例的示意性图示。
图4示出了根据本发明的连续可变变速器的第三特定实施例的示意性图示。
图5示出了根据本发明的连续可变变速器的第四特定实施例的示意性图示。
图6示出了图3中示出的第二特定实施例的变体的更详细的图示。
图7a至图7i示出了可通过图6中示出的第二实施例获得的不同运行模式中的动力流。
图8a至图8f示出了根据本发明的连续可变变速器的多种实施例。
图9示出了对于第一模式、第二模式和第三模式以及反向模式的、作为总速比的函数的变化器动力比。
图10示出了对于第一模式、第二模式和第三模式以及反向模式的、作为变化器速度比的函数的总速比。
图11是图示了具有铲斗和液压系统的轮式装载机的侧视图，铲斗用于装载操作，液压系统用于操作铲斗和使轮式装载机转向。
图12是图11中图示的工程机械的传动系的示意性图示。
图13示出了可在两种不同模式下运行的连续可变变速器。
图14示出了在图13中所示的连续可变变速器的特定实施例。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的连续可变变速器1的设计的示意性图示。连续可变变速器1包括变化器单元2，该变化器单元2具有变化器输入轴4和变化器输出轴6。该变化器单元可以是液压式变化器单元，该变化器单元包括第一液压机和第二液压机，第一液压机设有所述变化器单元的输入轴，第二液压机设有所述变化器单元的输出轴，第一液压机和第二液压机彼此液压连接；或者，该变化器单元也可以是电动式变化器单元，该变化器单元包括第一电机和第二电机，第一电机设有所述变化器单元的输入轴，第二电机设有所述变化器单元的输出轴，该第一电机和第二电机彼此电连接。优选地，该变化器是液压式变化器单元。在一个实施例中，该变化器单元可以是具有两个弯曲轴线或斜盘型轴向活塞单元的静液压变速器，所述斜盘型轴向活塞单元交替地作为泵和马达而运行，从而可以通过可枢转的双轭或通过可枢转的双斜盘一起调整这两个轴向活塞单元。这样的变化器单元是本领域技术人员已熟知的，例如，在DE1064311或US2009/0020004中详述了这种变化器单元。
所述连续可变变速器还分别包括第一行星齿轮组8、第二行星齿轮组10和第三行星齿轮组12。这些行星齿轮组是常规类型的行星齿轮组，其包括第一构件14a、14b、14c、第二构件16a、16b、16c和第三构件18a、18b、18c。通常，这些第一构件、第二构件和第三构件由太阳轮、行星架和齿圈构成。第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10布置在一起。这意味着：这两个行星齿轮组具有公用变速器输入轴20和公用输出轴22，该公用变速器输入轴20以可操作方式分别连接到第一行星齿轮组和第二行星齿轮组各自的第一构件14a、16a，该公用输出轴22以可操作方式分别连接到第一行星齿轮组和第二行星齿轮组各自的第二构件14b、16b。
该公用输入轴与上述两个第一构件之间的可操作连接以及该公用输出轴与上述两个第二构件之间的可操作连接可以是直接连接，其中，该公用输入轴可能作为整体部分直接连接到上述两个第一构件，而不需要任何中间的齿轮级，并且，上述两个第二构件可能作为整体部分直接连接到该公用输出轴，而不需要任何中间的齿轮级。
在根据图1所示的本发明实施例的连续可变变速器中，变化器输入轴4以可操作方式连接到第二行星齿轮组10的第三构件16c。“以可操作方式连接”这里是指该连接可经由一组齿轮级来进行。可以包括用于所述变化器输入轴4与第二行星齿轮组10的第三构件16c之间的连接的齿轮级，以允许在不使变速箱拓扑结构明显更复杂的情况下进行第二行星齿轮组10的第三构件与变化器输入轴4之间的连接。替代地，该连接也可以是直接连接。
变化器输出轴6以可操作方式连接到第一行星齿轮组8的第三构件14c。“以可操作方式连接”这里是指该连接可经由一组齿轮级来进行。可以包括用于所述变化器输出轴6与第一行星齿轮组8的第三构件14c之间的连接的齿轮级，以允许在不使变速箱拓扑结构明显更复杂的情况下进行第一行星齿轮组8的第三构件与变化器输出轴6之间的连接。替代地，该连接也可以是直接连接。
所述第三行星齿轮组12的第一构件18a以可操作方式连接到变化器输出轴6。“以可操作方式连接”这里是指该连接可经由一组齿轮级来进行。可以包括用于所述变化器输出轴6与第三行星齿轮组12的第一构件18a之间的连接的齿轮级，以允许在不使变速箱拓扑结构明显更复杂的情况下进行变化器输出轴6与第一行星齿轮组8的第三构件及第三行星齿轮组12的第一构件18a之间的连接。替代地，该连接也可以是直接连接。
第三行星齿轮组12的第二构件18b能选择性地连接到第二行星齿轮组10的第三构件16c。“能选择性地连接”这里是指：第三行星齿轮组12的第二构件18b和第二行星齿轮组10的第三构件16c之间的连接可以是接合或分离。因此，可在所述第三行星齿轮组的第二构件和所述第二行星齿轮组的第三构件之间布置有离合器24。离合器24可以是适合进行该连接的任何类型的离合器。在此，除了离合器24之外，将第三行星齿轮组12与第二行星齿轮组10的第三构件16c连接的支路31还可包括用于在不使变速箱拓扑结构明显更复杂的情况下实现所述第三行星齿轮组的第二构件与所述第二行星齿轮组的第三构件之间的连接的齿轮级。
第三行星齿轮组12的第二构件18b能选择性地连接到变速器壳体26。“能选择性地连接”这里是指：第三行星齿轮组12的第二构件18b与变速器壳体26之间的连接可以是接合或分离。因此，可在第三行星齿轮组12的第二构件18b与变速器壳体26之间布置有锁定单元28。锁定单元28可以是适于将第三行星齿轮组12的第二构件18b相对于变速器壳体26锁定和释放的任何合适类型的锁定单元。在此，将第三行星齿轮组12和变速器壳体连接的支路一般不具有任何齿轮级，但也可包括用于实现所述第三行星齿轮组的第二构件与变速器壳体之间的连接的齿轮级。
第三行星齿轮组12的第三构件18c以可操作方式连接到变速器输出轴30。“以可操作方式连接”这里是指该连接可经由一组齿轮级来进行。可以包括用于在不使变速箱拓扑结构明显更复杂的情况下允许进行第三行星齿轮组12的第三构件18c与变速器输出轴30之间的连接的齿轮级。替代地，该连接也可以是直接连接。
公用输出轴22能选择性地连接到变速器输出轴30。“能选择性地连接”这里是指：公用输出轴22和变速器输出轴30之间的连接可以是接合或分离。因此，可在公用输出轴22和变速器输出轴30之间布置有离合器32。离合器32可以是适合进行该连接的任何类型的离合器。在此，除了离合器32之外，将公用输出轴22和变速器输出轴30连接的支路33还可包括用于在变化器速比为零的情况下、使第三变速器速比区间与第二变速器速比区间相交的齿轮级，如参考图10所描述的。
连续可变变速器1包括五个支路：将第三行星齿轮组12的第二构件18b连接到第二行星齿轮组10的第三构件16c的第一支路31，将第二行星齿轮组10的第三构件16b与变化器输入轴4连接的第二支路35，将变化器输出轴6连接到第一行星齿轮组8的第三构件14c的第三支路37，将第一行星齿轮组8的第三构件14c连接到第三行星齿轮组12的第一构件18a的第四支路39，将公用输出轴22连接到变速器输出轴30的第五支路33。这些支路中的每一个均可包括齿轮级。通常，第一支路31和第四支路39中可包括任何齿轮级，以便从第三行星齿轮组12容易地接近第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的第三构件14c、16c。第二支路35和第三支路37中的齿轮级通常布置为使得所述变化器通过其液压机或电机以希望的运行速度范围运行。第一支路31中的齿轮级可位于第一离合器24的任一侧，即位于离合器24的与第三行星齿轮组的第二构件18b更靠近的一侧，或位于该离合器的与第二行星齿轮组的第三构件16c更靠近的一侧。
明显的是，除了实现了选定的变速器拓扑结构的齿轮级之外，被描述为以可操作方式连接且选择性地连接的上述支路还可包括另外的齿轮级，例如取力器和/或另外的主动或被动元件，例如离合器。然而，为实现紧凑的变速器拓扑结构，该变速器优选仅包括实现所期望的运行模式所必需的离合器和锁定元件，且包括尽可能少的齿轮级。
因此，连续可变变速器1包括模式选择设备34，该模式选择设备34实现了具有不同的连续可变速比区间的不同运行模式，该连续可变速比是公用输入轴20和变速器输出轴30之间的连续可变速比。
模式选择设备34包括：锁定机构28，该锁定机构28布置成选择性地将所述第三行星齿轮组12的第二构件18b相对于变速器壳体26锁定和释放；第一离合器24，该第一离合器24布置在第三行星齿轮组12的第二构件18b和第二行星齿轮组10的第三构件16c之间；第二离合器32，该第二离合器32布置在公用输出轴22和变速器输出轴30之间；以及一组促动器36a、36b、36c，该一组促动器36a、36b、36c布置成控制所述锁定机构28的释放和锁定并布置成控制第一离合器24和第二离合器32的接合和分离。
模式选择设备34还包括控制器38，该控制器38布置成用于操作所述一组促动器36a、36b、36c。
控制器38实现了连续可变变速器1在第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式中的选择性运行，在第一运行模式中，锁定机构28被锁定且所述第一离合器24和第二离合器32分离；在第二运行模式中，锁定机构28被释放，第一离合器24接合且第二离合器32分离，在第三运行模式中，锁定机构28被释放，第一离合器24分离且第二离合器32接合。
因此，提供了该模式选择设备34，以实现具有不同的连续可变速比区间的不同运行模式，该连续可变速比是公用输入轴20和变速器输出轴30之间的连续可变速比。
速比itotal可定义为变速器输出轴30的转速ωtransmission,output与变速器输入轴20的转速ωtransmission,input的比值，即：itotal=ωtransmission,output/ωtransmission,input。变化器速比可定义为：ivariator=ωvariator,output/ωvariator,input。
优选地，第一运行模式的第一区间为：从变化器速比为零时该连续可变变速器上的速比itotal=0，到变化器速比为无穷时该速比itotal=k。第二运行模式的第二区间优选为：从变化器速比为无穷时该速比itotal=k，到变化器速比为零时该速比itotal=m。第三运行模式的第三区间优选为：从变化器速比为零时该速比itotal=m，到变化器速比为无穷时该速比itotal=n。为了在变化器速比为零时能够使第三区间与第二区间相交，可在公用输出轴22和变速器输出轴30之间布置有齿轮级。
图2中示出了本发明的第一特定实施例，其中，第三行星齿轮组12的第一构件18a、第二构件18b和第三构件18c依次由太阳轮、齿圈和行星架构成。此外，第一行星齿轮组8的第一构件14a、第二构件14b和第三构件14c依次由齿圈、行星架和太阳轮构成，并且，第二行星齿轮组10的第一构件16a、第二构件16b和第三构件16c依次由行星架、齿圈和太阳轮构成。
轴42将变化器输出轴6和第三行星齿轮组12的太阳轮18a连接。第一齿轮级40布置在轴42和第一行星齿轮组8的太阳轮14c之间。
在将第三行星齿轮组12的齿圈18b与第二行星齿轮组10的太阳轮16c连接的支路中包括第二齿轮级44，以便能够进行第一离合器24的输出轴46和轴48之间的连接，该轴48连接到第二行星齿轮组10的太阳轮16c。在将第二行星齿轮组10的太阳轮16c与变化器输入轴4连接的支路中包括第三齿轮级50，以实现变化器输入轴4与连接到第二行星齿轮组10的太阳轮16c的轴48之间的连接。在公用输出轴22和变速器输出轴30之间包括第四齿轮级52，以便能够在变化器速比为零时使变速器速比的第三区间与第二区间相交。另外，可在变速器输入轴和变速器输出轴处设有第五齿轮级54和第六齿轮级56，以提供所期望的总速比。
图3中示出了本发明的第二特定实施例，其中，所述第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的第一构件14a、16a由公用行星架构成，所述第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的第二构件14b、16b由公用齿圈构成，且第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的第三构件14c、16c由第一太阳轮和第二太阳轮构成。连续可变变速器1的其余部分以与图2所示的第一特定实施例相同的方式设计。第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10可优选设计为Ravigneaux行星齿轮系。
图4中示出了本发明的第三特定实施例，其中，所述第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的第一构件14a、16a由公用齿圈构成，所述第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的第二构件14b、16b由公用行星架构成，并且第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的第三构件14c、16c由第一太阳轮和第二太阳轮构成。在该实施例中，第一齿轮级40位于第三行星齿轮组12的太阳轮18a与连接所述变化器输出轴6的轴42之间。此外，第二齿轮级44连接到第二行星齿轮组10的太阳轮16c。连续可变变速器1的其余部分以与图3所示的第二特定实施例相同的方式设计。第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10可优选设计为Ravigneaux行星齿轮系。
图5中示出了本发明的第四特定实施例，其中，模式划分设备58布置为重新使用所述第二运行模式，在第二运行模式中，第一离合器24接合，锁定机构28被释放，且第二离合器32分离。
在该实施例中，第一齿轮级40和第二齿轮级44以与图2、图3相同的方式布置。
该模式划分设备包括分别布置在模式划分设备58的第一支路64和第二支路66中的第三离合器60和第四离合器62。每个支路64、66以可操作方式连接到第三行星齿轮组12的第三构件18c和变速器输出轴30。这两个支路中包括齿轮级68、70，所述齿轮级具有不同的传动比，以在相应支路上实现不同的输出比。公用输出轴22能选择性地连接到第二支路66。在将公用输出轴22和第二支路66连接的支路中包括齿轮级52。
该模式划分设备可添加到图1至图4所示的任一个实施例中。在运行中，当第一离合器24接合时，第三离合器60或第四离合器62接合，从而实现了两个不同的运行模式，即第二模式和第四模式，由此，该连续可变变速器可在四个不同的运行模式中运行。
图6中示出了图3所示的第二特定实施例的变体的更详细图示。对于连续可变变速器1，前进/倒档齿轮单元72添加到变速器输入轴20。前进/倒档齿轮单元72包括具有第一齿轮76的输入轴74，该第一齿轮76与通过前进离合器82可释放地连接到中间轴80的第二齿轮78接合。中间轴80承载有第三齿轮84。第四齿轮86通过倒档离合器88可释放地连接到输入轴74。当前进离合器82接合时，倒档离合器88分离，反之亦然。第三齿轮84和第四齿轮86均与附接到变速器输入轴20的输入齿轮90接合。变速器输入轴20连接到布置为Ravigneaux行星齿轮系11的第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的公用行星架91。
该Ravigneaux行星齿轮系包括：大太阳轮16c和小太阳轮14c；以及公用行星架91，该公用行星架91连接有一组内侧行星齿轮92和一组外侧行星齿轮94。所述一组内侧行星齿轮92与小太阳轮14c啮合，所述一组外侧行星齿轮94与大太阳轮16c及齿圈96啮合。内侧行星齿轮92和外侧行星齿轮94彼此啮合。
第一行星齿轮组8的小太阳轮14c连接到变化器输出轴6，该变化器输出轴6同心地布置在空心的变速器输入轴20内。第二行星齿轮组10的大太阳轮16c由围绕变速器输入轴20同心地布置的空心轴100连接到齿轮102。齿轮102连接到经由第一离合器24可释放地布置在中间轴106上的齿轮104。锁定单元28布置成选择性地将中间轴106锁定到变速器壳体26。齿轮104与连接到变化器输入轴4的齿轮105啮合，所述变化器输入轴4连接到在变化器内包括的第一液压机3。第一液压机3液压连接到第二液压机5，所述第二液压机5连接到变化器输出轴6。可通过双轭7控制第一液压机3和第二液压机5。中间轴106还连接到第三行星齿轮组12的齿圈18b。齿圈18b与行星齿轮108啮合，所述行星齿轮108与第三行星齿轮组12的太阳轮18a啮合。第三行星齿轮组12的太阳轮18a连接到轴110，所述轴110承载有齿轮112，该齿轮112与布置在轴116上的齿轮114啮合，该轴116连接到第一行星齿轮组8的太阳轮14c。第三行星齿轮组12的行星架18c附接到与轴110同心地连接到太阳轮18a的空心轴118。空心轴118承载有齿轮120，该齿轮120与变速器输出轴30上的齿轮112啮合。Ravigneaux行星齿轮系11中的第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的公用齿圈96连接到空心轴124，该空心轴124以与轴116同心的方式连接到第一行星齿轮组8的太阳轮14c。空心轴124承载有齿轮126，该齿轮126与空心轴130上的齿轮128啮合。空心轴130通过离合器32可释放地连接到同心地布置在空心轴130内的轴134。轴134承载有齿轮136，该齿轮136与布置在变速器输出轴30上的齿轮122啮合。分别通过第一离合器24和第二离合器32的分离或接合，并通过由锁定单元28进行的、第三行星齿轮组12的第二构件18b相对于变速器壳体26的锁定或释放，该连续可变变速器能够以上文中参考图1至图4说明的方式采用三种不同的运行模式。
在图7a至图7i中，示出了可通过图6所示的第二实施例的变体获得的不同运行模式中的动力流。图7a至图7i示出了一起布置为Ravigneaux行星齿轮系的第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，该Ravigneaux行星齿轮系具有：连接到变速器输入轴20的公用行星架91；连接到公用输出轴22的公用齿圈96；以可操作方式连接到变化器输出轴6的第一太阳轮14c；以及，以可操作方式连接到变化器输入轴4的第二太阳轮16c。公用输出轴22能经由第二离合器32选择性地连接到变速器输出轴30。第三行星齿轮组12包括太阳轮18a、齿圈18b和行星架18c。太阳轮18a以可操作方式连接到第一太阳轮14c和变化器输出轴6。齿圈18b能选择性地连接到锁定单元28，且第一离合器24以可操作方式连接到第二太阳轮16c。行星架18c以可操作方式连接到变速器输出轴30。
该变速器还包括前进/倒档齿轮单元72，所述前进/倒档齿轮单元72具有用于选择性地接合的前进离合器82和倒档离合器88。图7a示出了当变化器输出轴6接近于静止时、在第一前进运行模式开始时的动力流。前进离合器82和锁定单元28接合，同时，第一离合器24和第二离合器32分离。所述动力经过前进离合器流到变速器输入轴20。
所述动力的大部分经由第二太阳轮16c传递到变化器输入轴4，经过所述变化器传递到第三行星齿轮组12的太阳轮18a，所述第三行星齿轮组12作为减速齿轮组而工作，因为第三行星齿轮组的齿圈18b被锁定到变速器壳体26。所述动力经过第三行星齿轮组的行星架18c流到变速器输出轴30。第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10在第一模式中作为输出联接分路而工作，其中，通向输入轴20的动力经由第一行星齿轮组8的第三构件14c分配到第三行星齿轮组12的第一构件18a，以及经由第二行星齿轮组10的第三构件16c、经过变化器2分配到第三行星齿轮组12的第一构件18a。
图7b示出了当变化器输入轴与变化器输出轴以相同速度旋转时的、第一运行模式中的动力流。在此，动力在Ravigneaux行星齿轮系中以相等或大致相等的大小被分配到第一太阳轮14c和第二太阳轮16c。因此，所述动力经由第二太阳轮16c、经过所述变化器单元且经由第一太阳轮14c流到第三行星齿轮组的太阳轮18a。
图7c示出了第一运行模式结束时的动力流，其中，变化器输入轴4接近于静止。所述动力的大部分经由第一太阳轮14c流到第三行星齿轮组12的太阳轮18a，其一小部分经由第二太阳轮16c和变化器2流道第三行星齿轮组12的太阳轮18a。
图7d示出了当变化器输入轴4接近于静止时的、在第二前进模式开始时的动力流。前进离合器82和第一离合器24接合，同时，锁定单元28和第二离合器32分离。所述动力经由前进离合器流到变速器输入轴20。所述动力的大部分流经第一太阳轮14c，其一小部分流经第二太阳轮16c。来自第一太阳轮14c的动力流被分配到变化器输出轴6和第三行星齿轮组12的太阳轮18a。所述动力流过变化器单元2并与来自第二太阳轮16c的动力流汇合而流到第三行星齿轮组12的齿圈18b。从第一太阳轮14c到第三行星齿轮组12的太阳轮18a的动力流支配了经过所述变化器单元的动力流和从第二太阳轮16c到齿圈18b的动力流。第一行星齿轮组8、第二行星齿轮组10和第三行星齿轮组12在第二模式中作为桥而工作，其中，变化器2连接到第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的相应的第三构件，变速器输入轴20连接到第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的相应的第一构件，且变速器输出轴30仅被第三行星齿轮组12的第三构件18c驱动。
图7e示出了当变化器输入轴与变化器输出轴以相同速度旋转时的、第二运行模式中的动力流。在此，所述动力在Ravigneaux行星齿轮系中分配到第一太阳轮14c和第二太阳轮16c，使得来自第一太阳轮14c的输出动力和通向第三行星齿轮组的齿圈18b的输入动力具有相等或大致相等的大小。来自第一太阳轮14c的输出动力被分流到变化器输出轴6和太阳轮18a。来自第二太阳轮16c的输出动力被添加到经由变化器2传递的动力并进一步传递到齿圈18b。
图7f示出了当变化器输出轴6接近于静止时的、在第二运行模式结束时的动力分离。在此，所述动力流经与图7e中相同的路径，而流过第二太阳轮16c的动力流支配了流过第一太阳轮14c的动力流，使得通向齿圈18b的动力流明显支配了通向太阳轮18a的动力流。
图7g示出了当变化器输出轴6接近于静止时的、在第三前进模式开始时的动力流。前进离合器82和第二离合器32接合，同时，锁定单元28和第一离合器24分离。所述动力经过前进离合器流到变速器输入轴20。所述动力的大部分经由Ravigneaux行星齿轮系的齿圈96和公用输出轴22流到变速器输出轴30。其一小部分从第二太阳轮16c经由变化器单元2流道第一太阳轮14c。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组在第三运行模式中作为桥而工作。
图7h示出了当变化器输入轴与变化器输出轴以相同速度旋转时的、在第三前进模式中的动力流。在此，从第二太阳轮16c到第一太阳轮14c的动力流已增答，而所述动力的大部分仍经由Ravigneaux行星齿轮系的齿圈96和公用输出轴22流到变速器输出轴30。
图7i示出了当变化器输入轴4接近与静止时的、在第三前进模式结束时的动力流。所述动力以与图7g所示相同的方式流动，即，在Ravigneaux行星齿轮系的太阳轮之间循环的动力比图7h所示的运行更少。
通过接合倒档离合器88而不是前进离合器来提供所述第一模式、第二模式和第三倒档模式。
图8a至图8f中示出了根据本发明的连续可变变速器的多个实施例。
连续可变变速器1包括第一行星齿轮组8、第二行星齿轮组10和第三行星齿轮组12。第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10布置在一起且每个均包括第一构件14a、16a和第二构件14b、16b，第一构件14a、16a以可操作方式连接到公用变速器输入轴20，第二构件14b、16b以可操作方式连接到公用输出轴22。所述第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10中的每一个还包括第三构件14c、16c。在一些实施例中，第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10布置成Ravigneaux行星齿轮系。在该情况下，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第一构件14a、16a由公用行星架或公用齿圈构成，并且第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第二构件14b、16b由公用齿圈或公用行星架构成。第三行星齿轮组具有第一构件18a、第二构件18b和第三构件18c。
该连续可变变速器还包括变化器单元2，所述变化器单元2包括连接到变化器输入轴4的第一液压机3以及连接到变化器输出轴6的第二液压机5。在所有实施例中，变化器输入轴4以可操作方式连接到第二行星齿轮组10的第三构件16c。变化器输出轴6以可操作方式连接到所述第一行星齿轮组8的第三构件14c。第三行星齿轮组12的第一构件18a以可操作方式连接到变化器输出轴6。第三行星齿轮组12的第二构件18b能选择性地连接到第二行星齿轮组10的第三构件16c且能选择性地连接到变速器壳体26。第三行星齿轮组12的第三构件18c以可操作方式连接到变速器输出轴30，并且，公用输出轴22能选择性地连接到变速器输出轴30。连续可变变速器1包括第一离合器单元24和第二离合器单元32以及锁定到变速器壳体的锁定单元28。此外，还设有前进/倒档齿轮单元72。图8a对应于图2所公开的实施例，其中第一行星齿轮组8的第一构件14a、第二构件14b和第三构件14c依次由齿圈、行星架和太阳轮构成。第二行星齿轮组10的第一构件16a、第二构件16b和第三构件6c依次由行星架、齿圈和太阳轮构成。前进/倒档齿轮单元72连接到变速器输出轴30。
图8对应于图2所示的实施例，其中，前进/倒档齿轮单元72连接到变速器输入轴20。
图8c对应于图3所示的实施例，其中第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10布置为Ravigneaux行星齿轮系11。前进/倒档齿轮单元72连接到变速器输入轴20。
图8d对应于图3所示的实施例，其中第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10布置为Ravigneaux行星齿轮系11。前进/倒档齿轮单元72连接到变速器输出轴30。
图8e对应于图4所示的实施例，其中变速器输入轴20连接到公用齿圈96，且公用输出轴22连接到公用行星架91。前进/倒档齿轮单元72连接到变速器输出轴30。
图8f对应于图8e所示的实施例，其中前进/倒档齿轮单元72连接到变速器输入轴20。
在图8a至图8f所示的实施例中，第二离合器单元32直接联接到公用输出轴22，而在图6所示的实施例中，第二离合器32布置在单独的轴上。通过将第二离合器单元布置在公用输出轴上，实现了紧凑的设计，同时，通过将第二离合器单元布置在单独的轴上，便于向离合器单元提供液压油。
图9示出了对于第一模式、第二模式和第三前进和倒档模式的、作为总速比itotal的函数的变化器动力比Pvariator/Ptotal。模式的变化发生在变化器动力比为0时。各个模式分别被标示为F1、F2、F3、R1、R2和R3。
图10示出了对于第一模式、第二模式和第三前进和倒档模式的、作为变化器速比ivariator的函数的总速比itotal。模式的变化发生在变化器速比为0或无穷时。各个模式分别被标示为F1、F2、F3、R1、R2和R3。
图11是轮式装载机形式的工程机械201的图示，工程机械201具有器具202。该术语“器具”旨在包括利用液压原理的任何类型的工具，例如布置在轮式装载机上的铲斗、货叉或抓取工具，或布置在铰接式翻斗车上的车斗。所图示的器具包括铲斗203，所述铲斗203布置在臂单元204上，以用于提升和降低铲斗203，另外，铲斗203可相对于臂单元204倾斜或枢转。轮式装载机201设有液压系统，所述液压系统包括至少一个液压机（图11中未示出）。该液压机可以是液压泵，但优选该液压机可作为具有反向液压流体流的液压泵以及液压马达工作。具有上述两个功能的该液压机可用作泵，以向液压系统提供液压流体，以例如用于提升和倾斜铲斗，且用作液压马达以用于例如在器具202的降低运行期间回收能量。在图11所示的示例实施例中，该液压系统包括用于运行臂单元204的两个液压缸205a、205b和用于使铲斗203相对于臂单元204倾斜的液压缸206。此外，该液压系统还包括布置在轮式装载机的两个相反侧的两个液压缸207a、207b，以通过前车身部分208和后车身部分209的相对移动而使轮式装载机转向。换言之，该工程机械是通过转向缸207a、207b进行转向的车架转向式工程机械。
图12是图11所示的工程机械201的传动系210的示意性图示。传动系210包括：用于向工程机械的驱动轮212供给动力的原动机211；以及布置在原动机211和驱动轮212之间的传动系213，以将动力从原动机211传递到驱动轮212。图12中示意性地图示了驱动轮212。然而，根据本发明的工程机械中可使用任何数目的车轮和轮轴。例如，可存在如图11所示的一个前轮轴和一个后轮轴，某些车轮或全部车轮可以是驱动轮。虽然原动机211优选是例如柴油机的内燃机（ICE），但也可使用例如斯特灵发动机的其它原动机211。传动系213包括变速器214，所述变速器214包括根据本发明的连续可变变速器1和前进/倒档齿轮单元72。变速器214布置在原动机211和驱动轮212之间。
在图12中，示意性地图示了用于使布置在工程机械201上的器具202移动和/或用于使工程机械201转向的所述至少一个液压机215。该工程机械可装配有一个或多个液压机，以提供所要求的液压流体。
图13和图14所示类型的变速器大致涉及如下连续可变变速器，该连续可变变速器包括：具有变化器输入轴和变化器输出轴的变化器单元；以及第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组布置在一起且每个均包括以可操作方式连接到公用变速器输入轴的第一构件和第三构件。第三行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件。
此外，变化器输入轴以可操作方式连接到第二行星齿轮组的第三构件，且变化器输出轴以可操作方式连接到第一行星齿轮组的第三构件。所述第三行星齿轮组的第一构件以可操作方式连接到所述变化器输出轴。第三行星齿轮组的第二构件能选择性地连接到第二行星齿轮组的第三构件且能选择性地连接到变速器壳体。第三行星齿轮组的第三构件以可操作方式连接到变速器输出轴。
通过第一离合器单元的接合或分离以及通过用锁定单元将第三行星齿轮组的第二构件相对于变速器壳体释放或锁定，该连续可变变速器可在两种运行模式中运行。
通过连续可变变速器的设计，第三行星齿轮组可在第一运行模式中作为减速齿轮而工作，从而实现第三行星齿轮组上的大传动比，并且，第三行星齿轮组可在第二模式中、当动力在通向第三行星齿轮组的第一构件的一个支路中且在通向第三行星齿轮组的第二构件的另一个支路中经过第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第三构件分配到第三行星齿轮组时，作为汇合装置而工作。
第三行星齿轮组的作为减速齿轮和作为汇合来自两个支路的动力的使用实现了变速器的紧凑设计，而不包括带有大传动比的齿轮级的组。
在一个实施例中，如图14所示，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组被设计为简化的Ravigneaux行星齿轮系。
图13示出了可在两种不同模式中运行的连续可变变速器。在该图中，前进/倒档齿轮单元72连接到简化的Ravigneaux行星齿轮系11的公用行星架91。该简化的Ravigneaux行星齿轮系是不具有公用齿圈的Ravigneaux行星齿轮系。该简化的Ravigneaux行星齿轮系包括大太阳轮16c和小太阳轮14c以及公用行星架91，公用行星架91带有连接到其上的一组内侧行星齿轮92和一组外侧行星齿轮94。所述一组内侧行星齿轮92与小太阳轮14c啮合，所述一组外侧行星齿轮94与大太阳轮16c啮合。内侧行星齿轮92和外侧行星齿轮94彼此啮合。
小太阳轮14c连接到第四支路39中的第三行星齿轮组12的太阳轮18a。大太阳轮16c连接到第一支路31中的第三行星齿轮组12的齿圈18b。大太阳轮16c连接到第二支路35中的变化器输入轴4。变化器输出轴6连接到第三支路37中的小太阳轮14c。如图13所示，该第一支路、第二支路和第四支路中可包括齿轮级，但第三支路中也可包括齿轮级。通过第一离合器单元24的接合或分离以及通过用锁定单元28将第三行星齿轮组12的齿圈18b相对于变速器壳体26释放或锁定，该连续可变变速器可在第一模式和第二模式中运行。
图14示出了图13所示的连续可变变速器的特定实施例。
对于连续可变变速器1，前进/倒档齿轮单元72被添加到变速器输入轴20。前进/倒档齿轮单元72包括具有第一齿轮76的输入轴74，所述第一齿轮76与通过前进离合器82可释放地连接到中间轴80的第二齿轮78接合。中间轴80承载有第三齿轮84。第四齿轮86通过倒档离合器88可释放地连接到输入轴74。当前进离合器接合时，倒档离合器分离，反之亦然。第三齿轮84和第四齿轮86均与附接到变速器输入轴20的输入齿轮90接合。变速器输入轴20连接到被布置成Ravigneaux行星齿轮系11的第一行星齿轮组8和第二行星齿轮组10的公用行星架91。
该行星齿轮系是简化的Ravigneaux式行星齿轮系。该行星齿轮系包括大太阳轮16c和小太阳轮14c以及公用行星架91，公用行星架91具有连接到其上的一组内侧行星齿轮92和一组外侧行星齿轮94。所述一组内侧行星齿轮92与小太阳轮14c啮合，所述一组外侧行星齿轮94与大太阳轮16c啮合。内侧行星齿轮92和外侧行星齿轮94彼此啮合。
第一行星齿轮组8的小太阳轮14c连接到变化器输出轴6，所述变化器输出轴6同心地布置在空心的变速器输入轴20内。第二行星齿轮组10的大太阳轮16c经由围绕变速器输入轴20同心地布置的空心轴100连接到齿轮102。齿轮102连接到经由第一离合器24可释放地布置在中间轴106上的齿轮104。锁定单元28布置成选择性地将中间轴106锁定到变速器壳体26。齿轮104与连接到变化器输入轴4的齿轮105啮合，所述变化器输入轴4连接到所述变化器中包括的第一液压机3。第一液压机3液压连接到第二液压机5，所述第二液压机5连接到变化器输出轴6。此外，中间轴106连接到第三行星齿轮组12的齿圈18b。齿圈18b与行星齿轮108啮合，所述行星齿轮108又与第三行星齿轮组12的太阳轮18a啮合。第三行星齿轮组12的太阳轮18a连接到承载有齿轮112的轴110，所述齿轮112与布置在轴116上的齿轮114啮合，轴116连接到第一行星齿轮组8的太阳轮14c。第三行星齿轮组12的行星架18c附接到与轴110同心地连接到太阳轮18a的空心轴118。空心轴118承载有与变速器输出轴30上的齿轮122啮合的齿轮120。
因此，图14所示的实施例一般涉及如下的连续可变变速器1，该连续可变变速器1包括：具有变化器输入轴4和变化器输出轴6的变化器单元2；以及第一行星齿轮组8、第二行星齿轮组10和第三行星齿轮组12，其中，所述第一行星齿轮组8和第二星齿轮组10布置在一起且包括大太阳轮16c和小太阳轮14c以及公用行星架91，公用行星架91连接有一组内侧行星齿轮92和一组外侧行星齿轮94，所述一组内侧行星齿轮92与小太阳轮14c啮合，所述一组外侧行星齿轮94与大太阳轮16c啮合，并且内侧行星齿轮92和外侧行星齿轮94彼此啮合。此外，第三行星齿轮组12具有第一构件18a、第二构件18b和第三构件18c。
变化器输入轴4以可操作方式连接到大太阳轮16c，且变化器输出轴6以可操作方式连接到小太阳轮14c。所述第三行星齿轮组12的第一构件18a以可操作方式连接到变化器输出轴6。第三行星齿轮组12的第二构件18b能选择性地连接到大太阳轮16c且能选择性地连接到变速器壳体26。第三行星齿轮组12的第三构件18c以可操作方式连接到变速器输出轴30。

Claims (20)

1.一种连续可变变速器(1)，包括：变化器单元(2)，所述变化器单元(2)具有变化器输入轴(4)和变化器输出轴(6)；以及第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组(8、10、12)，
其中，所述第一行星齿轮组和所述第二星齿轮组(8、10)中的每一个均具有：以可操作方式连接到变速器输入轴(20)的第一构件(14a、16a)，所述变速器输入轴(20)由所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)公用；和以可操作方式连接到公用输出轴(22)的第二构件(14b、16b)，所述公用输出轴(22)由所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)公用；所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)中的每一个还包括第三构件(14c、16c)，并且
所述第三行星齿轮组(12)具有第一构件、第二构件和第三构件(18a、18b、18c)，
其特征在于，所述变化器输入轴(4)以可操作方式连接到所述第二行星齿轮组(10)的所述第三构件(16c)；所述变化器输出轴(6)以可操作方式连接到所述第一行星齿轮组(8)的所述第三构件(14c)；所述第三行星齿轮组(12)的所述第一构件(18a)以可操作方式连接到所述变化器输出轴(6)；所述第三行星齿轮组(12)的所述第二构件(18b)能选择性地连接到所述第二行星齿轮组(10)的所述第三构件(16c)且能选择性地连接到变速器壳体(26)；所述第三行星齿轮组(12)的所述第三构件(18c)以可操作方式连接到变速器输出轴(30)；并且，所述公用输出轴(22)能选择性地连接到所述变速器输出轴(30)。
2.根据权利要求1所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述连续可变变速器(1)包括锁定机构(28)，所述锁定机构(28)布置成：选择性地将所述第三行星齿轮组(12)的所述第二构件(18b)相对于所述变速器壳体(26)锁定以及将所述第三行星齿轮组(12)的所述第二构件(18b)从所述变速器壳体(26)释放。
3.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，在所述第三行星齿轮组(12)的所述第二构件(18b)和所述第二行星齿轮组(10)的所述第三构件(16c)之间布置有离合器(24)。
4.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，在所述公用输出轴(22)和所述变速器输出轴(30)之间布置有离合器(32)。
5.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述第三行星齿轮组(12)的所述第一构件、第二构件和第三构件(18a、18b、18c)依次由太阳轮(18a)、齿圈(18b)和行星架(18c)构成。
6.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述第一行星齿轮组(8)的所述第一构件、第二构件和第三构件(14a、14b、14c)依次由齿圈(14a)、行星架(14b)和太阳轮(14c)构成，并且，所述第二行星齿轮组(10)的所述第一构件、第二构件和第三构件(16a、16b、16c)依次由行星架(16a)、齿圈(16b)和太阳轮(16c)构成。
7.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)的所述第一构件(14a、16a)由行星架(91)构成，所述行星架(91)由所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)公用；所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)的所述第二构件(14b、16b)由齿圈(96)构成，所述齿圈(96)由所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)公用；并且，所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)的所述第三构件(14c、16c)分别由第一太阳轮(14c)和第二太阳轮(16c)构成。
8.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)的所述第一构件(14a、16a)由齿圈(96)构成，所述齿圈(96)由所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)公用；所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)的所述第二构件(14b、16b)由行星架(91)构成，所述行星架(91)由所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)公用；并且，所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)的所述第三构件(14c、16c)分别由第一太阳轮和第二太阳轮构成。
9.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，还设有模式选择设备(34)，所述模式选择设备(34)实现了具有不同的连续可变速比区间的不同运行模式(F1、F2、F3；R1、R2、R3)，所述连续可变速比是所述变速器输出轴(30)和公用的所述变速器输入轴(20)之间的连续可变速比。
10.根据权利要求9所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述模式选择设备(34)分别包括：
锁定机构(28)，所述锁定机构(28)布置成选择性地将所述第三行星齿轮组(12)的所述第二构件(18b)相对于所述变速器壳体(26)锁定和释放；
第一离合器(24)，所述第一离合器(24)布置在所述第三行星齿轮组(12)的所述第二构件(18b)和所述第二行星齿轮组(10)的所述第三构件(16c)之间；
第二离合器(32)，所述第二离合器(32)布置在所述公用输出轴(22)和所述变速器输出轴(30)之间；
一组促动器(36a、36b、36c)，所述一组促动器(36a、36b、36c)布置成控制所述第一离合器和所述第二离合器(24、32)的接合和分离，并布置成控制所述锁定机构(28)从所述变速器壳体(26)的释放以及所述锁定机构(28)相对于所述变速器壳体(26)的锁定。
11.根据权利要求10所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述模式选择设备(34)还包括控制器(38)，所述控制器(38)布置成用于操作所述一组促动器(36a、36b、36c)。
12.根据权利要求11所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述控制器(38)实现了所述连续可变变速器(1)在第一运行模式(F1；R1)、第二运行模式(F2；R2)和第三运行模式(F3；R3)中的选择性运行，在所述第一运行模式(F1；R1)中，所述锁定机构(28)被锁定且所述第一离合器和所述第二离合器(24、32)分离；在所述第二运行模式(F2；R2)中，所述锁定机构(28)被释放，所述第一离合器(24)接合且所述第二离合器(32)分离；在所述第三运行模式(F3；R3)中，所述锁定机构(28)被释放，所述第一离合器(24)分离且所述第二离合器(32)接合。
13.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，在所述公用输出轴(22)和所述变速器输出轴(30)之间包括齿轮级(52)。
14.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述变化器单元(2)具有第一液压机(3)和第二液压机(5)，所述第一液压机(3)设有所述变化器单元(2)的所述变化器输入轴(4)，所述第二液压机(5)设有所述变化器单元(2)的所述变化器输出轴(6)，所述第一液压机和所述第二液压机(3、5)彼此液压连接。
15.根据权利要求14所述的连续可变变速器，其特征在于，通过单个促动器同时控制所述第一液压机和所述第二液压机(3、5)。
16.根据权利要求1或2所述的连续可变变速器，其特征在于，所述变化器单元(2)具有第一电机和第二电机，所述第一电机设有所述变化器单元(2)的所述变化器输入轴(4)，所述第二电机设有所述变化器单元(2)的所述变化器输出轴(6)，所述第一电机和所述第二电机彼此电连接。
17.一种连续可变变速器(1)，包括：变化器单元(2)，所述变化器单元(2)具有变化器输入轴(4)和变化器输出轴(6)；以及第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组(8、10、12)，
其中，所述第一行星齿轮组和所述第二星齿轮组(8、10)中的每一个均具有第一构件(14a、16a)和第三构件(14c、16c)，所述第一构件(14a、16a)以可操作方式连接到变速器输入轴(20)，所述变速器输入轴(20)由所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)公用，
所述第三行星齿轮组(12)具有第一构件、第二构件和第三构件(18a、18b、18c)，
其特征在于，所述变化器输入轴(4)以可操作方式连接到所述第二行星齿轮组(10)的第三构件(16c)；所述变化器输出轴(6)以可操作方式连接到所述第一行星齿轮组(8)的所述第三构件(14c)；所述第三行星齿轮组(12)的所述第一构件(18a)以可操作方式连接到所述变化器输出轴(6)；所述第三行星齿轮组(12)的所述第二构件(18b)能选择性地连接到所述第二行星齿轮组(10)的第三构件(16c)且能选择性地连接到变速器壳体(26)；并且，所述第三行星齿轮组(12)的所述第三构件(18c)以可操作方式连接到变速器输出轴(30)。
18.根据权利要求17所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)布置为简化的Ravigneaux行星齿轮系，所述Ravigneaux行星齿轮系包括小太阳轮(14c)、大太阳轮(16c)以及行星架(91)，所述小太阳轮(14c)和所述大太阳轮(16c)分别构成所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)的所述第三构件，所述行星架(91)由所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组公用且构成所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组(8、10)的所述第一构件(14a、16a)，所述行星架(91)设有一组内侧行星齿轮(92)和一组外侧行星齿轮(94)，所述一组内侧行星齿轮(92)与所述小太阳轮(14c)啮合，所述一组外侧行星齿轮(94)与所述大太阳轮(16c)啮合，所述内侧行星齿轮(92)和所述外侧行星齿轮(94)彼此啮合。
19.根据权利要求18所述的连续可变变速器(1)，其特征在于，所述变化器输入轴(4)以可操作方式连接到所述大太阳轮(16c)，所述变化器输出轴(6)以可操作方式连接到所述小太阳轮(14c)，并且，所述第三行星齿轮组(12)的所述第二构件(18b)能选择性地连接到所述大太阳轮(16c)且能选择性地连接到所述变速器壳体(26)。
20.一种工程机械(201)，其包括根据权利要求1至19中的任一项所述的连续可变变速器(1)。
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