CN104214287A - 行星式液压传动与纯机械传动工况兼备增、减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是机械传动行业，行星液压减(增)速装置范畴。是一种行星液压泵与行星液压马达共体，液压传动与纯机械传动共体的减(增)速传动装置。它具有随负荷增加速度自动降低的自动适应性，可以缓冲启动负荷、隔离震动、提高动力传动装置的寿命，但其体积及重量仅与纯机械传动之行星座相同。

Description

行星式液压传动与纯机械传动工况兼备增、减速装置

发明领域：本发明涉及的是机械传动行业，行星液压减(增)速装置范畴。

背景技术：车辆及工程机械在启动时动力矩带来的齿的损坏始终是不可以回避的重大难题，由车辆自重及载物重量引起的惯性动力矩可由下列微分方程得知：动力矩Mg＝∑GD²dn/375dt，GD²-系统的飞轮力矩(含直线运动部份)。由上式可知，当把起动时间由1秒增至20秒则动力矩降低了20倍；而启动时间在一秒以内其动力矩往往高达额定力矩的3～5倍以上，是引起传动系统损坏的主要原因。

现在技术中，动压变矩器因具有随负荷增加速度自动下降的自动适应性，可以缓冲启动负荷、隔离震动、提高传动装置的寿命，因此被广泛应用于各种自动变速的中高档轿车和坦克装甲车辆的主传动中。其缺点主要表现在：1、体积大，该部件与其后部之行星座之体积相比要大的多，其主要原因是因为通常的以液体离心力为动力的液力变矩器的压力在0.1Mpa以下；2、效率低(η＜83％)；3、变矩比低(1∶3)、变速范围窄等。故必须与其后部的行星座搭配使用，其油耗明显大于纯机械传动的手动换挡车型。因而，采用高压(高压齿轮泵的压力已达20-30Mpa)、高效率的静压系统取代动压系统早已成为发展方向。

日本近期主战坦克用的HMT静压机械是一种轴向柱塞泵、柱塞马达与平行轴变速机构异体联接的传动装置，其体积和重量比本发明要大和重得多。

本发明的原理：本发明是以通常的NGW行星齿轮座(PIANETARY)的三大元件为基本元件，将NGW行星座中的静止元件，令其在起动工况时处于周向浮动状态，具有周向浮动特征的机-液共体基本元件，在外载负荷的反作用下呈被动的差动运转状态，其周向运动速度及力矩受高压腔中的压力制约，其液压力矩与外载负荷相平衡，故它具有随外载负荷增加输出轴速度自动下降、力矩自动增加的自动适应性和恒功率无极变速的特征。同时，当该浮动元件被制动后即可转换为更高效率的纯机械运转状态。

本发明内容：1、一种具有太阳轮(1)行星轮(2)及其行星架(3)以及内齿圈(4)三齿轮元件的行星传动装置，由与行星架(3)或内齿圈(4)相固结的上述三齿轮啮合付的两端面两侧板(5)形成封闭的压力油箱体。并籍行星轮(2)与内齿圈(4)啮合点两侧在行星架(3)上形成高低压油腔(7)及行星轮(2)与太阳轮(1)啮合点两侧的高、低压油腔(8)以行星架油路(10)相通的液压泵与液压马达共体；行星液压传动模式与纯机械传动模式共体的传动装置。其特征为：三个齿轮元件中除作为输入轴的齿轮元件外，在作为液压传动工况时，其余两个齿轮元件具有周向浮动，其中非输出轴齿轮元件与静止件之间具有离合装置(6)且处于松弛状态形成的行星液压泵与行星液压马达共体的行星液压传动装置；而当离合装置(6)处于闭合状态时则转化为纯机械传动行星传动装置，作为行星式液压泵与行星式液压马达共体的液压传动装置它具有为消除容积效率因素所致泄压现象的泵轮高压油腔(7)或(8)的迎压面(通过高压腔数量或齿宽)及流量大于马达高压油腔(7)或(8)的迎压面及流量的特征，也可能是马达的高压油腔(7)或(8)全部处于卸载状态(通向低压油池(9))的液压行星传动装置。

2、三大齿轮元件的齿形可以是渐开线、摆线、直齿共扼型。

3、离合装置(6)的结构可以是摩擦片型、带型、块闸型。

4、非输出轴的周向浮动齿轮元件的径向或轴向联接一个内齿轮泵啮合付，并以油路通向高低压油腔(7)或(8)。

本发明的特点：通常行星座中三大元件之一的静止件在本发明之结构中是呈周向浮动状态的齿轮泵元件，其周向作用力与外载力矩相平衡，并与机械啮合力合并为机、液二流力矩叠加方式输出，其运动速度取决于浮动元件与输出元件之差动值，本发明作为液压行星传动装置它具有：

1、无级变速的性能；

2、输出元件随负荷增加而速度自动下降，力矩自动增加的自动适应性，其变矩比远大于现有的动压变矩器；

3、外载负荷反作用力再度做功，机、液元件二流力矩叠加输出的恒功率特征；

4、压力大、效率高，本发明压力可达30Mpa以上，当处于纯机械传动时，传动总效率达93％；

5、体积小，结构简单。它的组成基本元件与通常自动变速器后部的一个行星排部分相同，从而使系统结构大为简化；

6、当车辆处于等速状态时它可以通过非输出轴浮动元件的制动从而以纯机械传动的高效率工况输出。

本发明的应用：以汽车自动变速器为例，本发明只须行星座部分，而可以省略了前面的体积庞大的动压变矩器。而每个档次速比都可以有浮动的机-液共体元件缓冲启动并在完全起动过渡过程后转化为纯机械运转状态。

本发明可取消现有的动压变矩器实行缓冲起动，可以广泛运用于各类轿车、重型卡车、内燃机车、工程机械及坦克装甲车辆中，并可将本装置的速比纳入系统的总速比之中，其总体结构十分紧凑。

具体实施方式：下面结合附图详细表述实施本发明的最佳方案

附图是三大齿轮元件轴局部向剖面图

1、太阳轮

2、行星轮

3、行星架

4、内齿圈

5、侧板

6、离合装置

7、高低压油腔

8、高低压油腔

9、低压油池

10、行星架油路

本发明的最佳方案是非输出轴的周向浮动齿轮元件的轴向或径向不联接内齿轮泵啮合付，这样更加经济紧凑，内齿圈调质处理，行星轮2太阳轮1均应淬火磨齿达5级精度，三齿轮元件的两端面应磨平，与其两侧板的相关平面均应磨平。在满足上述条件时，油压应达到30Mpa以上为佳。

Claims (4)

1.一种具有太阳轮(1)行星轮(2)及其行星架(3)以及内齿圈(4)三齿轮元件的行星传动装置，由与行星架(3)或内齿圈(4)相固结的上述三齿轮啮合付的两端面两侧板(5)形成封闭的压力油箱体。并籍行星轮(2)与内齿圈(4)啮合点两侧在行星架(3)上形成高低压油腔(7)及行星轮(2)与太阳轮(1)啮合点两侧的高、低压油腔(8)以行星架油路(10)相通的液压泵与液压马达共体；行星液压传动模式与纯机械传动模式共体的传动装置。其特征为：三个齿轮元件中除作为输入轴的齿轮元件外，在作为液压传动工况时，其余两个齿轮元件具有周向浮动，其中非输出轴齿轮元件与静止件之间具有离合装置(6)且处于松弛状态形成的行星液压泵与行星液压马达共体的行星液压传动装置；而当离合装置(6)处于闭合状态时则转化为纯机械传动行星传动装置，作为行星式液压泵与行星式液压马达共体的液压传动装置它具有为消除容积效率因素所致泄压现象的泵轮高压油腔(7)或(8)的迎压面(通过高压腔数量或齿宽)及流量大于马达高压油腔(7)或(8)的迎压面及流量的特征，也可能是马达的高压油腔(7)或(8)全部处于卸载状态(通向低压油池(9))的液压行星传动装置。

2.根据权利要求1所述结构其特征为：三大齿轮元件的齿形可以是渐开线、摆线、直齿共扼型。

3.根据权利要求1所述结构其特征为：离合装置(6)的结构可以是摩擦片型、带型、块闸型。

4.根据权利要求书1所述结构其特征为：非输出轴的周向浮动齿轮元件的径向或轴向联接一个内齿轮泵啮合付，并以油路通向高低压油腔(7)或(8)。