CN106715179A - 设置有双功能连续可变变速器的用于非公路车辆的传动系 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种设置有双功能CVT的用于车辆的传动系。该传动系包括双功能CVT，其可以用于为车辆的接地车轮及其附件驱动部二者提供动力。

Description

设置有双功能连续可变变速器的用于非公路车辆的传动系
技术领域
本公开总体上涉及包括连续可变变速器(CVT)的传动系。更具体地，本公开涉及设置有双功能CVT的用于非公路车辆的传动系。
背景技术
CVT在所有类型的车辆中都十分吸引人，因为其具有连续地改变原动机的输出与车辆的车轮或其他转动部件之间的速度比的能力。
在某些非公路车辆中，如果能使用CVT的输出驱动车轮之外的其他功能，将会是有利的。
附图说明
在附图中：
图1是传动系的框图，其包括根据第一示例性实施例的双功能CVT；CVT示出为处于欠驱动配置中；
图2是与图1类似的框图，并且示出CVT处于过驱动配置中；
图3是显示了CVT的输出速度和附件驱动部轴的输出速度相对于图1的传动系的CVT比率的图示；
图4是传动系的框图，其包括根据第二示例性实施例的双功能CVT；CVT示出为处于欠驱动配置中；
图5是类似图4的框图，并且示出CVT处于过驱动配置中；
图6是显示了CVT的输出速度和附件驱动部轴的输出速度相对于图4的传动系的CVT比率的图示；
图7是传动系的框图，其包括根据第三示例性实施例的双功能CVT。
具体实施方式
本公开的一目标大体上是提供改进的包括CVT的传动系。更具体地，一目标是提供设置有双功能CVT的用于非公路车辆的传动系，其中，CVT的输出可以用于驱动车辆的车轮和/或驱动附件驱动部。
更具体地，根据示例性实施例，提供了一种用于车辆的传动系，该车辆包括接地车轮和附件驱动部。该传动系包括原动机和CVT，所述原动机具有输出轴，所述CVT具有关联于原动机的输出轴的输入部、以及为接地车轮和附件驱动部二者提供动力的输出部。
根据另一示例性实施例，提供了一种用于车辆的传动系，该车辆包括接地车轮、具有输出轴的原动机、和附件驱动部。传动系包括CVT，所述CVT具有关联于原动机的输出轴的输入部以及为地面接触轮和附件驱动部提供动力的输出部。
在权利要求书和/或说明书中，结合术语“包括”使用词语“一”可以意指“一个”，但其也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的意思一致。类似地，词语“另一”可以指至少第二个或更多个。
如在说明书和(一个或多个)权利要求中使用的，词语“包含”(及其任意形式)、“具有”(及其任意形式)、“包括”(及其任意形式)或“含有”(及其任意形式)是包括性或开放式的，并且不排除另外的、未记载的元件或过程步骤。
需注意，在此以及在所附权利要求书中，表述“原动机(prime mover)”指的是内燃发动机(ICE)、涡轮发动机、或任意其他机械功率产生元件或组件。
需注意，表述“CVT”(代指连续可变变速器)在此被用于描述任意类型的CVT，包括环形(toroidal)CVT、双腔全环形CVT、半环形CVT、单腔环形CVT、静压CVT、可变直径滑轮CVT、磁性CVT、棘轮CVT和锥形CVT。
需注意，在此以及在所附权利要求书中，当在CVT的语境中使用表述“过驱动(overdrive)”时，其被解释为这样一种条件：CVT比率使得CVT输出速度高于CVT输入速度。(输出速度比输入速度的)CVT比率因此高于一比一(1:1)。
需注意，在此以及在所附的权利要求书中，当在CVT的语境中使用表述“欠驱动(underdrive)”时，其被解释为这样一种条件：CVT比率使CVT输出速度低于CVT输入速度。(输出速度比输入速度的)CVT比率因此低于一比一(1:1)。
需注意，在此以及在所附的权利要求书中，表述“非公路车辆”被解释为任意类型的、被设计为具体用于非公路使用的车辆，包括建筑车辆和农用车辆等。
需注意，在此以及在所附的权利要求书中，表述“附件驱动部”被解释为需要来自原动机的功率的、车辆的除主动轮之外的机械、电学或液压部件(一个或多个)和组件(一个或多个)。
需注意，在此以及在所附的权利要求书中，表述“传动系”被解释为一中间机构，来自原动机的功率通过该中间机构传递至车辆的车轮，并且这一机构附加至该原动机。
通过阅读以下对其示例性实施例的非限制性说明(作为仅参考附图的示例给出)，设置有双功能CVT的用于非公路车辆的传动系的其它目标、优势和特征将变得显而易见。
现在转向附图的图1-3，将描述根据第一示例性实施例的包括双功能CVT的传动系10。
传动系10包括内燃发动机(ICE)12形式的原动机、双功能CVT 14和行星齿轮系16。
ICE 12包括输出轴18，其连接至CVT 14的输入盘20和22。输入盘20和22通过CVT轴24互连。CVT 14的输出盘26可转动地安装至CVT轴24，并且限定CVT 14的输出。滚子(roller)28以常规方式将输入盘20和22互连至输出盘26。
相信这样的CVT 14的操作是已知的，并且在此将不作详细描述。需注意，滚子28相对于CVT轴24的角度确定CVT比率。
双功能CVT 14的第一功能是提供动力至非公路车辆的车轮(未示出)。因此，CVT的输出盘26连接至齿轮系30，该齿轮系30包括连接至输出盘26的第一齿轮32，以及啮合第一齿轮32并连接至轴36的第二齿轮34，轴36直接或间接地连接至非公路车辆的车轮(未示出)。因此，车辆车轮的转速由输出轴18的转速以及CVT 14的比率确定。
双功能CVT 14的第二功能是提供动力至附件驱动部。图1-2的传动系10可以同时以不同的转速提供动力至车轮和附件驱动部二者。为此，行星齿轮系16包括形式为太阳齿轮38(其连接至CVT 14的输出盘26)的第一输入；形式为行星架40(其连接至CVT 14的输入盘22-24)的第二输入；形式为环形齿轮42(其限定附件驱动部)的输出，以及行星轮44，该行星轮使太阳齿轮38和环形齿轮42互连。
图1示出传动系10处于完全欠驱动位置，即其中，输出盘26以其相对较低的速度转动；而图2示出传动系10处于完全过驱动位置，即其中，输出盘26以其相对较高的速度转动。
在操作中，由于CVT的输入和输出盘总是沿相反方向转动，因此太阳齿轮38和行星架40也沿相反方向转动，其中，取决于选定的CVT比率，太阳齿轮38的速度可以比行星轮40更慢或更块。因此，作为结果的环形齿轮44的转速随CVT 14的比率变化，其沿着与行星架40相同的方向。换言之，环形齿轮44沿着与行星架40相同的方向转动，并且其速度随CVT比率的增大而增大。
图3以实线相对于CVT比率示出了CVT输出速度，并且，以虚线相对于CVT比率示出了附件驱动部的速度。需注意，在两个元件处于相同速度的情况下CVT比率值与附件驱动部速度的斜率取决于多种因素，包括行星齿轮系16的各种齿轮比。因此，对于特定的非公路车辆，可以计算齿轮比，以在特定的CVT输出速率处产生特定的附件驱动部速度。
对于本领域技术人员显然的是，由于可以在输出轴36和车辆的车轮(未示出)之间设置其他元件，例如多速变速器，因此可以在保持恒定的附件驱动部速度的同时、在一定程度上改变车辆的对地速度。
同样对本领域技术人员显然的是，CVT 14同时提供动力至车辆车轮和附件驱动部二者。
如本领域技术人员将理解的，可以在环形齿轮42和附件驱动部之间设置离合器装置(未示出)，以允许选择性地从传动系分离附件驱动部。
可选地，传动系10可以设置有常规PTO轴46(以虚线示出)，以便以与ICE输出轴18相同的速度驱动附件。
现在转向附图的图4-6，将描述根据第二示例性实施例的传动系100。由于该传动系100和上文描述的传动系10十分相似，为简洁起见，下文仅讨论区别。
总体来说，这两个传动系之间的主要区别涉及行星齿轮系102至传动系的各种元件的互连。
更具体地，在传动系100中，太阳齿轮104连接至CVT 14的输出盘26；环形齿轮106连接至CVT 14的输入盘22-24，并且行星架108限定附件驱动部输出。当然，行星轮110通常地将太阳齿轮104和环形齿轮106互连。
图4示出传动系100处于完全欠驱动位置，即其中，输出盘26以其相对较低的速度转动；而图5示出传动系100处于完全过驱动位置，即其中，输出盘26以其相对较高的速度转动。
在操作中，由于CVT的输入和输出盘总是沿相反方向转动，所以太阳齿轮104和行星架108也沿相反方向转动，其中，取决于选定的CVT比率，太阳齿轮104的速度可以比行星轮108更慢或更块。由于环形齿轮108明显比太阳齿轮大，行星架106沿与环形齿轮106相同的方向转动，并且所产生的速度随CVT 14的比率而相反变化。换言之，随着CVT比率增加，由此CVT输出速度增加，附件驱动部速度降低。
这在附图的图6中是显然的，其以实线相对于CVT比率示出了CVT输出速度，并且，以虚线相对于CVT比率示出了附件驱动部速度。需注意，在两个元件处于相同速度的情况下CVT比率值与附件驱动部速度的斜率取决于多种因素，包括行星齿轮系102的各种齿轮比。
对于本领域技术人员显然的是，由于可以在输出轴36和车轮(未示出)之间设置其他元件，因此可以在保持恒定的附件驱动部的速度的同时在一定程度上改变车辆的对地速度。
另外，同样对本领域技术人员显然的是，CVT 14同时提供动力至车辆车轮和附件驱动部二者。
当例如在使用连接至附件驱动部的液压泵(未示出)的农用车辆中使用时，并且在对地速度较低时使用时，这一构造是吸引人的。例如，当装载拖拉机停止或以较低对地速度行驶时，其使用其液压动力的附属件。当在这一情况中时，设置CVT比率至完全欠驱动(见图4)，并且附件驱动部的速度处于最快。在相反情况下，当拖拉机以全速行驶并且不使用其附属件时，CVT比率被设置在完全过驱动(见图5)，并且未被使用的液压泵处于其较低速度。
本领域技术人员将理解，在一些情况下，行星齿轮系被设计为使得其输出速度在CVT比率被设置至完全过驱动时是零。如本领域技术人员将理解的，可以在行星架108和附件驱动部之间设置离合装置(未示出)，以允许从传动系选择性分离附件驱动部。
本领域技术人员还将理解，尽管已经在上文描述了行星齿轮系至CVT和至附件驱动部的两种连接配置，但是其他互连将是可能的。
现在转向附图的图7，将描述根据第三示例性实施例的传动系200。
传动系200包括原动机12和CVT 14，但通常缺少行星齿轮系。确切地，CVT 14的输出盘26连接至轴202，第一和第二齿轮对204和206安装在该轴上。
更具体地，第一齿轮对204包括可转动地安装至轴202的齿轮208、以及与齿轮208啮合并连接至输出轴36的齿轮210。第二齿轮对206包括可转动地安装至轴202的齿轮212、以及与齿轮212啮合并连接至输出轴216的齿轮214。
传动系200还包括同步器218，其配置为可移除地将齿轮208和212中的一个配合至轴202，以随其转动。
本领域技术人员将理解，图7中示意性示出的同步器218示出为处于中立状态。然而，在致动器(未示出)的动作下，同步器可以移动至右侧，以连接CVT的输出至附件驱动部；或移动至左侧，以连接CVT的输出至车轮。
因此，设置有传动系200的非公路车辆可以使用CVT 14的输出来为接地车轮提供动力，以使车辆运动至具体工作位置，并且随后，当车辆停止时，使用CVT的输出为附件驱动部提供动力，以例如驱动其附属件。
将理解，同步器218可以由其它类型的选择机构(例如离合器)替代。
本领域技术人员将理解，尽管示出齿轮对204和206具有相同的尺寸，但是可以根据车轮和附件驱动部所需要的速度来选择这些齿轮对。
如上文讨论的，本领域技术人员将理解：可以在输出轴36和非公路车辆的车轮(未示出)之间设置其它传动元件。这些传动元件的部分是离合器、同步器和差动传动器。
本领域技术人员将理解，尽管在附图中示出CVT为环形CVT，但是可以使用其他类型的CVT，包括可变尺寸滑轮CVT、磁性CVT、棘轮CVT，静压CVT和锥形CVT。当然，考虑到CVT元件的转动方向(其可以根据使用的CVT技术而变化)，可需要对元件之间的互连进行改变。
本领域技术人员将理解，图1、2、4、5和7的图示是十分概略的，并且，实际的传动系需要诸多其他元件来工作。
需理解，设置有双功能CVT的用于非公路车辆的传动系不限制于其在上文所述和附图中所示的部件和构造细节中的应用。设置有双功能CVT的用于非公路车辆的传动系能够具有其他实施例且能够以各种方式实现。还需理解，本文使用的措辞或术语是为了描述而不是限制的目的。因此，尽管上文已经通过其示例性实施例描述了设置有双功能CVT的非公路车辆传动系，但是在不脱离本发明的精神、范围和本质的情况下，可以对其进行修改。

Claims (18)

1.一种用于包括接地车轮和附件驱动部的车辆的传动系，所述传动系包括：
原动机，其具有输出轴；
CVT，其具有关联于原动机的输出轴的输入部，以及为接地车轮和附件驱动部二者提供动力的输出部。
2.根据权利要求1所述的传动系，其中，CVT的输出部同时为车轮和附件驱动部二者提供动力。
3.根据权利要求1所述的传动系，还包括行星齿轮系，所述行星齿轮系包括连接至原动机的输出轴的第一输入部、连接至CVT的输出部的第二输入部、以及连接至附件驱动部的输出部。
4.根据权利要求3所述的传动系，其中，第一输入部是行星齿轮系的行星架，第二输入部是行星齿轮系的太阳齿轮，并且输出部是行星齿轮系的环形齿轮。
5.根据权利要求3所述的传动系，其中，第一输入部是行星齿轮系的环形齿轮，第二输入部是行星齿轮系的太阳齿轮，并且输出部是行星齿轮系的行星架。
6.根据权利要求1所述的传动系，还包括同步装置，所述同步装置配置为使CVT的输出部与附件驱动部和车轮中的任一者互连。
7.根据权利要求1所述的传动系，其中，CVT是环形CVT。
8.根据权利要求1所述的传动系，还包括连接至原动机的输出轴的PTO输出部。
9.根据权利要求1所述的传动系，其中，原动机包括内燃发动机(ICE)。
10.一种用于车辆的传动系，所述车辆包括接地车轮、具有输出轴的原动机、和附件驱动部，所述传动系包括CVT，所述CVT具有关联于原动机的输出轴的输入部以及为接地车轮和附件驱动部二者提供动力的输出部。
11.根据权利要求10所述的传动系，其中，CVT的输出部同时为车轮和附件驱动部二者提供动力。
12.根据权利要求10所述的传动系，还包括行星齿轮系，所述行星齿轮系包括连接至原动机的输出轴的第一输入部、连接至CVT的输出部的第二输入部、以及连接至附件驱动部的输出部。
13.根据权利要求12所述的传动系，其中，第一输入部是行星齿轮系的行星架，第二输入部是行星齿轮系的太阳齿轮，并且输出部是行星齿轮系的环形齿轮。
14.根据权利要求12所述的传动系，其中，第一输入部是行星齿轮系的环形齿轮，第二输入部是行星齿轮系的太阳齿轮，并且输出部是行星齿轮系的行星架。
15.根据权利要求10所述的传动系，还包括同步装置，所述同步装置配置为使得CVT的输出部与附件驱动部和车轮中的任一者互连。
16.根据权利要求10所述的传动系，其中，CVT是环形CVT。
17.根据权利要求10所述的传动系，还包括连接至原动机的输出轴的PTO输出部。
18.根据权利要求10所述的传动系，其中，原动机包括内燃发动机(ICE)。
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