CN105202146B - 机液直联驱动式变速箱 - Google Patents

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刘兵
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    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic

Abstract

本发明公开了一种机液直联驱动式变速箱，在机械直联的基础上，利用带驱动电机的减速器、位置传感器、直联换档油缸、电磁换向阀、换档拨叉、机液直联控制CPU等部件；将机械直联部分通过电器液压智能控制，进一步将二种驱动方式有机结合起来，可以使二种驱动方式控制更简单，定位更准确，同时也是新型智能农机变速箱的需要。二种驱动方式均可将动力传递至行驶系统齿轮，从而实现在不同工况下的行走工作。该变速箱二种驱动方式的结合，即可实现恒定行驶工作，又可实现变速行驶工作，适用于平地、坡地以及各种复杂地况；综合使用电器智能控制，使变速器驱动行走更简便快捷，又有效的防止了误操作，促使变速箱寿命及效率更高。

Description

机液直联驱动式变速箱
技术领域
本发明涉及农机领域，尤其是一种农用履带式拖拉机变速箱。
背景技术
一种农用履带式拖拉机变速箱主要实现二大功能，一大功能是将动力传递至行驶系统，驱动整机行走工作；一大功能是将动力由可变换档位动力输出部分作为农具动力驱动其进行工作。
为适应特殊农业作业需要，静液压驱动装置中无级变速器工作效率损耗大，达到25%左右，会造成连续作业中液压油高温碳化，内泄增大，高温连续作业效率降低，静态液压装置寿命短，行走效率降低；特别是在起浆、平整过程中，农田环境稳定，使用机械直联可以恒速运转，无任何工作效率损耗，机体负荷降低，达到快递、稳定的作业效果，减少液压装置的使用，降低液压装置温度，使静态液压驱动装置寿命更长，液压油保养周期延长等优点；机械直联作为传动驱动动力的方案之一，也是液压装置出现故障的防错运行方案。
发明内容
本发明提供一种能使牵引效率无损耗，降低液压系统温度，增加无级变速及液压装置寿命的机液直联驱动式变速箱。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种机液直联驱动式变速箱，包括机械控制模块与智能控制模块，机械控制模块包括动力输入轴、动力输入锥齿轮、无级变速输入锥齿轮、无级变速输入轴、无级变速输入轴套齿轮、机械直联轴、机液直联齿轮、无级变速输出齿轮、静态液压无级变速器、变速箱123档输入轴、123档动力输入齿轮；其有两种传动方式供选择，第一种是经过静态液压无级变速器带动变速箱123档输入轴运转，完成一种可变速传动方式；第二种是通过机液直联齿轮同无级变速输入齿轮和无级变速输出齿轮啮合，带动变速箱123档输入轴运转，完成一种恒速传动方式；智能控制模块包括机液直联控制CPU、直联换档油缸；机液直联控制CPU接受中位信号，控制机械直联换档油缸的合，采取第二种传动方式，通过齿轮之间的机械传动实现动力的传递；机液直联控制CPU接受非中位信号，控制机械直联换档油缸的离，采取第一种传动方式，通过操纵静态液压无级变速档位控制装置实现对动力的传动。
其中，第一种传动方式具体为：原动机将动力通过动力输入轴的动力输入锥齿轮传动至无级变速输入锥齿轮，从而带动无级变速输入轴中套入的无级变速输入轴套齿轮运转，此时静态液压无级变速器工作，通过机械能-液压能-机械能的变量转化，将动力再次通过无级变速输出齿轮传出至变速箱123档输入齿轮，带动变速箱123档输入轴运转，完成一种可变速传动方式。
其中，第二种传动方式具体为：原动机将动力通过动力输入轴的动力输入锥齿轮传动至无级变速输入锥齿轮，从而带动无级变速输入轴中套入的无级变速输入轴套齿轮运转，此时静态液压无级变速器不工作，处于卸荷状态时，则无级变速输入轴套齿轮可以通过拨叉控制的机液直联齿轮连接无级变速输出齿轮，将动力通过机械传动方式传出至变速箱123档输入齿轮，带动变速箱123档输入轴运转，完成一种恒速传动方式。
其中，智能控制模块还包括位置传感器、三位四通电磁换向阀、驱动电机和减速器，机液直联控制CPU接受中位信号，指示驱动电机工作，位置传感器反馈位置信号完成对无级变速器中位，此时指示三位四通电磁换向阀工作，直联换档油缸合，完成机械直联，并将信号反馈给机液直联控制CPU，完成对机械传动方式的智能控制；机液直联控制CPU接受非中位信号，指示三位四通电磁换向阀工作，直联油缸离，完成对机械直联分离，机液直联CPU指示驱动电机工作，位置传感器反馈位置信号，静态液压装置处于前进或后退档位的控制状态，完成对静态液压无级变速器的智能控制。
其中，非中位包括前进、倒退。
其中，智能控制模块还包括前进、中位、倒退按钮开关，驱动电机在各按钮开关指示下调节减速器快慢完成对静态液压无级变速器控制。
本发明的有益效果是：本发明二种驱动方式均可将动力传递至行驶系统齿轮，从而实现在不同工况下的行走工作。该变速箱二种驱动方式的结合，既可实现恒定行驶工作，又可实现变速行驶工作，适用于平地、坡地以及各种复杂地况；综合使用电器智能控制，使变速器驱动行走更简便快捷，又有效的防止了误操作，促使变速箱寿命及效率更高。
附图说明
图1为本发明实施例机械控制模块的示意图。
图2为本发明实施例智能控制模块的原理图。
图3为本发明实施例中智能控制原理的模块示意图。
图4为本发明实施例中智能控制原理的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实例，对本发明做进一步说明。
本实施例中，机液直联驱动式变速箱包括机械控制模块与智能控制模块，机械控制模块如图1所示，部件构成主要为：动力输入轴1、动力输入锥齿轮2、无级变速输入锥齿轮3、无级变速输入轴4、无级变速输入轴套齿轮5、机械直联轴6、机液直联齿轮7、无级变速输出齿轮8、静态液压无级变速器（静态液压HST）9、变速箱123档输入轴10、123档动力输入齿轮11等。可以选择二种传动方式；
1、原动机将动力通过动力输入轴1的动力输入锥齿轮2传动至无级变速输入锥齿轮3，从而带动无级变速输入轴4中套入的无级变速输入轴套齿轮5运转，此时静态液压无级变速器9工作，通过机械能-液压能-机械能的变量转化，将动力再次通过无级变速输出齿轮8传出至变速箱123档输入齿轮11，带动变速箱123档输入轴10运转，完成一种可变速传动方式；
2、原动机将动力通过动力输入轴1的动力输入锥齿轮2传动至无级变速输入锥齿轮3，从而带动无级变速输入轴4中套入的无级变速输入轴套齿轮5运转，此时静态液压无级变速器9不工作，处于卸荷状态时，则无级变速输入轴套齿轮5可以通过拨叉控制的机液直联齿轮7连接无级变速输出齿轮8，将动力通过机械传动方式传出至变速箱123档输入齿轮11，带动变速箱123档输入轴10运转，完成一种恒速传动方式。
智能控制模块如图2所示，部件构成主要为机液直联控制CPU40、机液直联拨叉机构50、直联换档油缸（磁感应离/合二信号）55、三位四通电磁换向阀60、步进驱动电机70、减速器80、按钮开关、信号指示灯构成，将二种传动方式结合起来组成可智能防错又简单可以选择使用的传动方式。
如图3、图4所示，智能控制原理为：1、控制单元：包括机液直联控制CPU40，前进、中位、倒退按钮开关21、22、23和信号指示灯31、32、33；2、执行单元：由三位四通电磁阀60、直联换档油缸55、机液直联拨叉机构50执行机械直联部位的操作；由位置传感器90识别静态液压HST9的前进、中位、倒退三个信号，由驱动电机70和减速器根据信号指示灯提示执行完成此三个位置的变化和信号变化，驱动电机70可在各按钮开关的信号指示灯情况下调节减速器快慢完成对HST9控制。3、逻辑关系：（1）操作中位按钮开关，给出信号，机液直联控制CPU接受信号，指示驱动电机工作，位置传感器反馈位置信号完成对无级变速器中位；此时可指示三位四通电磁换向阀工作，直联换档油缸合，完成机械直联，并将信号反馈给机液直联控制CPU，完成对机械传动方式的智能控制；（2）操作前进或后退的按钮开关，此非中位信号下，CPU指示三位四通电磁换向阀工作，直联油缸离，完成对机械直联分离；机液直联CPU指示驱动电机工作，位置传感器反馈位置信号，静态液压装置处于前进或后退档位的控制状态，完成对HST的智能控制。
具体是如下操作的：
1）机械直联齿轮处于离的状态（即机械直联齿轮脱离无级变速输入及无级变速输出齿轮时，此时静态液压装置工作），则通过操纵静态液压无级变速档位控制装置实现对动力的传动，动力在静态液压装置中完成能量转换，通过泵、马达的变量控制，达到变速的功能；
2）机械直联齿轮处于合的状态（即机械直联齿轮同无级变速输入齿轮和无级变速输出齿轮时，此时静态液压装置卸荷不工作），则通过齿轮之间的机械传动实现动力的传递，此时通过齿轮的恒定速比完成恒速功能；
3）智能控制中通过位置传感器的信号反馈给机液直联CPU，处理机械直联部分和静态液压部分的工作，HST中位信号则反馈CPU控制机械直联换档油缸的合；HST前进或后退信号则反馈CPU控制机械直联换档油缸的离；如图3机液直联控制原理图，非中位信号则控制驱动电机对减速器完成对前进或后退的操纵。

Claims (6)

1.一种机液直联驱动式变速箱，其特征在于，包括机械控制模块与智能控制模块，机械控制模块包括动力输入轴、动力输入锥齿轮、无级变速输入锥齿轮、无级变速输入轴、无级变速输入轴套齿轮、机械直联轴、机液直联齿轮、无级变速输出齿轮、静态液压无级变速器、变速箱123档输入轴、123档动力输入齿轮；其有两种传动方式供选择，第一种是经过静态液压无级变速器带动变速箱123档输入轴运转，完成一种可变速传动方式；第二种是通过机液直联齿轮同无级变速输入齿轮和无级变速输出齿轮啮合，带动变速箱123档输入轴运转，完成一种恒速传动方式；智能控制模块包括机液直联控制CPU、直联换档油缸；机液直联控制CPU接受中位信号，控制机械直联换档油缸的合，采取第二种传动方式，通过齿轮之间的机械传动实现动力的传递；机液直联控制CPU接受非中位信号，控制机械直联换档油缸的离，采取第一种传动方式，通过操纵静态液压无级变速档位控制装置实现对动力的传动。
2.根据权利要求1所述的机液直联驱动式变速箱，其特征在于，第一种传动方式具体为：原动机将动力通过动力输入轴（1）的动力输入锥齿轮（2)传动至无级变速输入锥齿轮（3），从而带动无级变速输入轴（4）中套入的无级变速输入轴套齿轮（5）运转，此时静态液压无级变速器（9）工作，通过机械能-液压能-机械能的变量转化，将动力再次通过无级变速输出齿轮（8）传出至变速箱123档输入齿轮（11），带动变速箱123档输入轴（10）运转，完成一种可变速传动方式。
3.根据权利要求1所述的机液直联驱动式变速箱，其特征在于，第二种传动方式具体为：原动机将动力通过动力输入轴（1）的动力输入锥齿轮（2)传动至无级变速输入锥齿轮（3），从而带动无级变速输入轴（4）中套入的无级变速输入轴套齿轮（5）运转，此时静态液压无级变速器（9）不工作，处于卸荷状态时，则无级变速输入轴套齿轮（5）通过拨叉控制的机液直联齿轮（7）连接无级变速输出齿轮（8），将动力通过机械传动方式传出至变速箱123档输入齿轮（11），带动变速箱123档输入轴（10）运转，完成一种恒速传动方式。
4.根据权利要求1所述的机液直联驱动式变速箱，其特征在于，智能控制模块还包括位置传感器、三位四通电磁换向阀、驱动电机和减速器，机液直联控制CPU接受中位信号，指示驱动电机工作，位置传感器反馈位置信号完成对无级变速器中位，此时指示三位四通电磁换向阀工作，直联换档油缸合，完成机械直联，并将信号反馈给机液直联控制CPU，完成对机械传动方式的智能控制；机液直联控制CPU接受非中位信号，指示三位四通电磁换向阀工作，直联油缸离，完成对机械直联分离，机液直联CPU指示驱动电机工作，位置传感器反馈位置信号，静态液压装置处于前进或后退档位的控制状态，完成对静态液压无级变速器的智能控制。
5.根据权利要求4所述的机液直联驱动式变速箱，其特征在于，非中位包括前进、倒退。
6.根据权利要求5所述的机液直联驱动式变速箱，其特征在于，智能控制模块还包括前进、中位、倒退按钮开关，驱动电机在各按钮开关指示下调节减速器快慢完成对静态液压无级变速器控制。
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Denomination of invention: Mechanical-hydraulic direct drive transmission

Effective date of registration: 20220830

Granted publication date: 20160518

Pledgee: Hunan Jishou Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: JISHOU ZONGNAN HEAVY INDUSTRY Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980014088

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