CN107143637B - 一种装载机用液压机械无级传动装置 - Google Patents

一种装载机用液压机械无级传动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107143637B
CN107143637B CN201710299606.3A CN201710299606A CN107143637B CN 107143637 B CN107143637 B CN 107143637B CN 201710299606 A CN201710299606 A CN 201710299606A CN 107143637 B CN107143637 B CN 107143637B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
clutch
hydraulic
axis
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710299606.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107143637A (zh
Inventor
彭增雄
胡纪滨
魏超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN201710299606.3A priority Critical patent/CN107143637B/zh
Publication of CN107143637A publication Critical patent/CN107143637A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107143637B publication Critical patent/CN107143637B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Motor Power Transmission Devices (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

本发明公开一种装载机用液压机械无级传动装置，采用拉维纳分汇流机构实现两个或三个液压机械段，分别用于起步、低速作业和高速行走；采用液压机械段起步，能够提高低速传动效率；各段都不存在循环功率，具有较高的传动效率。该传动装置包括：液压调速回路、拉维纳分汇流机构、定轴齿轮传动机构和正倒机构。发动机动力经过该液压机械复合无级传动装置后输出到装载机的前后桥。

Description

一种装载机用液压机械无级传动装置
技术领域
发明涉及一种无级传动装置，具体涉及一种装载机用液压机械复合无级传动装置，属于动力传动技术领域。
背景技术
目前，工程机械装载机普遍采用液力机械动力换档变速箱，由于装载作业的需要，车速及发动机负荷变化剧烈，液压变矩器效率较低，导致传动系统最高传动效率约为75％。
静液传动可方便实现无级调速，使装载机发动机常工作于经济转速区间，可提高整车的能源利用效率；但由于静液传动所用的液压泵马达闭式调速回路的效率也较低，故较动力换档液力机械变速箱，静液传动的提升潜力有限。
液压机械传动通过机械功率和液压功率的复合，可实现高效的无级传动，使发动机维持稳定的负荷，有利于提高燃油经济性，成为装载机传动系统的发展方向之一，国内外工程机械厂家积极开展该传动技术的研究。
ZF公司US8328676B2公布了一种装载机液压机械传动装置，采用两个或者三个液压机械段，采用分速汇矩(Output split)和分速汇速(Compound split)的功率分流形式，传动效率更高。但两个液压机械段传动方案所需的液压元件功率较大；三个液压机械段传动方案，第Ⅱ与第Ⅲ段之间切换依然存在液压元件的速度不连续。
Dana Rexroth公司US 2014/0305113A1公布了一种两段式液压机械传动装置，纯液压段起步以及液压机械段作业及行走。Dana Rexroth公司EP 2280192B1公布了一种三段式液压机械传动装置，纯液压段起步，两个液压机械段分别用于作业和行走，可获得较高的传动效率。但两种方案均采用液压段起步，效率较液压机械段起步低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种装载机用液压机械无级传动装置，采用拉维纳分汇流机构实现两个或者三个液压机械段，分别用于起步、低速作业和高速行走；采用液压机械段起步，能够提高低速传动效率；各段都不存在循环功率，具有较高的传动效率。
所述的装载机用液压机械无级传动装置包括：液压调速回路、拉维纳分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构和正倒机构；
所述液压调速回路包括：液压泵、液压马达和补油泵；所述液压泵为双向变量泵，所述液压马达为双向变量马达；所述液压泵和液压马达组成闭式液压回路；所述补油泵维持闭式液压回路的低压压力，并为所述液压泵和液压马达提供控制油压；
发动机的动力通过输入轴输入，所述输入轴上固接有齿轮Q，所述补油泵连接在所述输入轴的端部；
所述正倒机构包括：轴A、轴C、齿轮A、齿轮B、齿轮Q、齿轮R、齿轮S、离合器KV和离合器KR；固接在轴A上的所述齿轮R与所述齿轮Q啮合，所述齿轮R与固接在轴C上的齿轮S啮合；所述离合器KV的主动端与空套在输入轴上的齿轮B固连，被动端与齿轮Q相连；所述离合器KR的主动端和空套在轴A上的齿轮A固连，被动端与所述齿轮R固连；
所述拉维纳分汇流机构包括：拉维纳四杆机构、齿轮C、齿轮N和齿轮P；所述正倒机构中的齿轮B和齿轮A分别与所述齿轮C啮合；所述齿轮C与行星架相连，所述齿轮P与齿圈相连，所述齿轮N与第二太阳轮相连；所述液压泵连接第一太阳轮；
所述液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮D、齿轮M、离合器K1、齿轮E、齿轮L、离合器KL和齿轮G；所述齿轮D和齿轮M与液压马达同轴固连；所述齿轮M与分汇流机构中的齿轮N啮合，所述齿轮D和齿轮E啮合；所述离合器K1的被动端与空套在齿轮L的齿轮轴上的齿轮E相连，主动端与齿轮L的齿轮轴相连；所述齿轮L与空套在输出轴上的齿轮G相啮合；所述离合器KL的主动端与齿轮G相连，被动端和输出轴相连；
所述液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮H、离合器K2、齿轮I、齿轮K以及与液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构共用的齿轮L、离合器KL和齿轮G；所述齿轮H和分汇流机构中的齿轮P啮合；所述齿轮H空套在轴B上，所述齿轮I同轴固接在轴B上；所述离合器K2的被动端与所述齿轮H固连，主动端和轴B固连；所述齿轮I和与齿轮L同轴固接的齿轮K啮合；
所述液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮J、离合器KH、齿轮F以及与液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构共用的齿轮H、离合器K2、齿轮I、齿轮K；所述齿轮J与齿轮K同轴固连，所述齿轮J和空套在输出轴上的齿轮F啮合，所述齿轮F和离合器KH的主动端相连，离合器KH的被动端和输出轴相连。
该无级传动装置的前进档具有三个液压机械段：
当所述离合器KV、离合器K1、离合器KL接合时，处于液压机械Ⅰ段：动力从所述输入轴输入后，依次经过齿轮Q、离合器KV、齿轮B、齿轮C传递到拉维纳分汇流机构的行星架；此后一路功率经过第一太阳轮传递到液压泵，然后经过液压马达传递到齿轮D；另一路经过拉维纳分汇流机构的第二太阳轮，再依次经过齿轮N、齿轮M；最后传递到齿轮D，与液压马达的功率汇合后，再依次通过齿轮E、离合器K1、齿轮L、齿轮G、离合器KL传递至输出轴；
当所述离合器KV、离合器K2、离合器KL接合时，处于压机械Ⅱ段：动力从所述输入轴输入后，依次经过齿轮Q、离合器KV、齿轮B、齿轮C传递到拉维纳分汇流机构的行星架；功率经过第一太阳轮传递到液压泵，然后经过液压马达、齿轮M、齿轮N传递到第二太阳轮；最后经过拉维纳分汇流机构的齿圈传递到齿轮P，然后依次经过齿轮H、离合器K2、齿轮I、齿轮K、齿轮L、齿轮G、离合器KL传递至输出轴；
当所述离合器KV、离合器K2、离合器KH接合时，处于液压机械Ⅲ段：动力从所述输入轴输入后，依次经过齿轮Q、离合器KV、齿轮B、齿轮C传递到拉维纳分汇流机构的行星架；功率经过第一太阳轮传递到液压泵，然后经过液压马达、齿轮M、齿轮N传递到第二太阳轮；最后经过拉维纳分汇流机构的齿圈，传递到齿轮P，然后依次经过齿轮H、离合器K2、齿轮I、齿轮K、齿轮J、齿轮F、离合器KH传递至输出轴。
该无级传动装置的倒车档具有两个液压机械段：
当所述离合器KR、离合器K1、离合器KL接合时，处于倒档液压机械Ⅰ段；动力从所述输入轴输入后，依次经过齿轮Q、离合器KR、齿轮A、齿轮C传递到拉维纳分汇流机构的行星架；此后一路功率经过第一太阳轮传递到液压泵，然后经过液压马达传递到齿轮D；另一路经过拉维纳分汇流机构的第二太阳轮，再依次经过齿轮N、齿轮M；最后传递到齿轮D，与液压马达的功率汇合后，再依次通过齿轮E、离合器K1、齿轮L、齿轮G、离合器KL传递至输出轴；
当所述离合器KR、离合器K2、离合器KL接合时，处于倒档液压机械Ⅱ段；动力从所述输入轴输入后，依次经过齿轮Q、离合器KR、齿轮A、齿轮C传递到拉维纳分汇流机构的行星架；功率经过第一太阳轮传递到液压泵，然后经过液压马达、齿轮M、齿轮N传递到第二太阳轮；最后经过拉维纳分汇流机构的齿圈传递到齿轮P，然后依次经过齿轮H、离合器K2、齿轮I、齿轮K、齿轮L、齿轮G、离合器KL传递至输出轴。
本发明的另一种形式，所述的装载机用液压机械无级传动装置包括：液压调速回路、拉维纳分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构和正倒机构；
所述液压调速回路包括：液压泵、液压马达和补油泵；所述液压泵为双向变量泵，所述液压马达为双向变量马达；所述液压泵和液压马达组成闭式液压回路；所述补油泵维持闭式液压回路的低压压力，并为所述液压泵和液压马达提供控制油压；
发动机的动力通过输入轴输入，所述输入轴上固接有齿轮Q，所述补油泵连接在所述输入轴的端部；
所述正倒机构包括：轴A、轴C、齿轮A、齿轮B、齿轮Q、齿轮R、齿轮S、离合器KV和离合器KR；固接在轴A上的所述齿轮R与所述齿轮Q啮合，所述齿轮R与固接在轴C上的齿轮S啮合；所述离合器KV的主动端与空套在输入轴上的齿轮B固连，被动端与齿轮Q相连；所述离合器KR的主动端和空套在轴A上的齿轮A固连，被动端与所述齿轮R固连；
所述拉维纳分汇流机构包括：拉维纳四杆机构、齿轮C、齿轮N和齿轮P；所述正倒机构中的齿轮B和齿轮A分别与所述齿轮C啮合；所述齿轮C与行星架相连，所述齿轮P与齿圈相连，所述齿轮N与第二太阳轮相连；所述液压泵连接第一太阳轮；
所述液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮D、齿轮M、离合器K1、齿轮E、齿轮L和齿轮G；所述齿轮D和齿轮M与液压马达同轴固连；所述齿轮M与分汇流机构中的齿轮N啮合，所述齿轮D和齿轮E啮合；所述离合器K1的被动端与空套在齿轮L的齿轮轴上的齿轮E相连，主动端与齿轮L的齿轮轴相连；所述齿轮L与同轴固接在输出轴上的齿轮G啮合；
所述液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮H、离合器K2、齿轮I、以及与液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构共用的齿轮L和齿轮G；所述齿轮H和分汇流机构中的齿轮P啮合；所述齿轮H空套在轴B上，所述齿轮I同轴固接在轴B上；所述离合器K2的被动端与所述齿轮H固连，主动端和轴B固连；所述齿轮I和齿轮L啮合。
有益效果：
(1)该传动装置采用液压与机械的功率复合，液压路只传递部分功率，大部分功率通过机械路传递，实现高传动效率及无级变速，可提高作业效率和降低发动机的油耗。全程无级调速，可使发动机常工作于经济转速，提高了燃油经济性，降低了发动机的噪声。
(2)该传动装置采用拉维纳分汇流机构，可实现两个或三个的液压机械段(分别对于两个实施例)，实施例1中第Ⅰ段用于起步，第Ⅱ段用于低速作业，第Ⅲ段用于高速行走；实施例2中可两个的液压机械段，第Ⅰ段用于起步和低速作业，第Ⅱ段用于高速行走；采用液压机械段起步，可提高低速的传动效率；段间切换只需操纵1个离合器，可实现平滑切换。其中第Ⅰ段和第Ⅱ段之间可实现段间离合器的零速差切换，适合于作业工况，提高了离合器摩擦片的寿命，简化了换档逻辑和操纵系统的设计；第Ⅰ段和第Ⅱ段之间，由于液压调速系统的存在，可实现动力换档，先接合下一段的离合器，再松开上一段的离合器，保证动力的不中断输出，保证了作业效率；实施例1中的第Ⅱ段和第Ⅲ段之间为速差切换，但主要用于高速行走转场工况，不影响作业效率。
(3)除分汇流机构，其他部分采用定轴齿轮传动，一方面可实现装载机传动装置输入和输出的中心降距，另一方面可降低工艺和加工成本。
附图说明
图1为本发明的液压机械复合无级传动装置的传动简图；
图2为本发明另一方案的传动简图；
其中：1-壳体、2-齿轮A、3-轴A、4-齿轮B、5-输入轴、6-齿轮C、7-行星架、8-液压泵、9-液压马达、10-齿轮D、11-离合器K1、12-齿轮E、13-轴B、14-齿轮F、15-输出轴、16-离合器KH、17-离合器KL、18-齿轮G、19-齿轮H、20-离合器K2、21-齿轮I、22-齿轮J、23-齿轮K、24-齿轮L、25-齿轮M、26-第一太阳轮、27-齿轮N、28-齿轮P、29-第二太阳轮、30-齿圈、31-齿轮Q、32-离合器KV、33-齿轮R、34-离合器KR、35-齿轮S、36-轴C、37-补油泵37。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明实施例提供了一种装载机用液压机械复合无级传动装置，利用液压调速回路和机械回路的复合，液压路只传递部分的功率，实现了高传动效率及无级调速。
实施例1：该传动装置采用拉维纳分汇流机构实现三个液压机械段，分别用于起步、低速作业和高速行走；倒车档包含两个液压机械段。液压机械Ⅰ段采用分速汇矩(Outputsplit)功率分流形式，液压机械Ⅱ段采用分速汇速(Compound split)功率分流形式，液压机械Ⅲ段采用分速汇速(Compound split)功率分流形式，各段都不存在循环功率。由于采用液压功率和机械功率复合，传动效率较液力机械动力换档变速箱高；可保证作业和转场过程中的高传动效率和低油耗。相比于装载机液力机械动力换档变速箱，该传动装置可大幅提高传动装置的传动效率，并可使发动机常工作于经济转速区间，降低装载机的油耗和噪音水平。
该传动装置的具体传动简图如图1所示，包括：液压调速回路、拉维纳分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构和正倒机构。发动机动力经过该液压机械复合无级传动装置后输出到装载机的前后桥。
其中液压调速回路包括：液压泵8、液压马达9和补油泵37；液压泵8为双向变量泵，液压马达9为双向变量马达；液压泵8和液压马达9组成闭式液压回路，补油泵37维持闭式液压回路的低压压力，并为变量液压泵8和液压马达9提供控制油压。其中，液压泵8和拉维纳分汇流机构中的第一太阳轮26固连，液压马达9和齿轮D10、齿轮M25固连。发动机的动力通过输入轴5输入，输入轴5支撑在壳体1上，输入轴5上固接有齿轮Q31，且补油泵37连接在输入轴5的端部。来自于发动机的功率一部分通过液压泵8和补油泵37进入液压回路将机械能转化为液压能，然后通过液压马达9将这部分液压能重新转化为机械能回到分汇流机构当中。
正倒机构包括：支撑在壳体1上的轴A3和轴C36、齿轮A2、齿轮B4、齿轮Q31、齿轮R33、齿轮S35、离合器KV32和离合器KR34。其中，固接在输入轴5上的齿轮Q31与固接在轴A3上的齿轮R33啮合，齿轮R33与固接在轴C36上的齿轮S35啮合。离合器KV32的主动端与空套在输入轴5上的齿轮B4固连，被动端与齿轮Q31相连，当离合器KV32接合时，输入轴5上动力能够通过齿轮Q31传递至齿轮B4；齿轮B4和拉维纳分汇流机构中的齿轮C6啮合。离合器KR34的主动端和空套在轴A3上的齿轮A2固连，被动端与齿轮R33固连，当离合器KR34接合时，齿轮R33能够将动力传递至齿轮A2；齿轮A2和拉维纳分汇流机构中的齿轮C6啮合。当离合器KV32接合时，输入轴5的功率依次通过齿轮Q31、齿轮B4、齿轮C6进入拉维纳分汇流机构，此时该传动装置处于前进档。当离合器KR34接合时，来自于输入轴5的功率依次通过齿轮Q31、齿轮R33、齿轮A2、齿轮C6进入拉维纳分汇流机构，此时，该传动装置处于倒档。
拉维纳分汇流机构：采用拉维纳四杆机构作为分汇流机构，拉维纳分汇流机构由三个行星排复合形成，其中行星架7和齿轮C6相连，齿圈30和齿轮P28相连，第二太阳轮29和齿轮N27相连。液压泵8连接第一太阳轮26，齿轮M25与齿轮N27啮合，从而使液压马达9通过齿轮M25、齿轮N27连接第二太阳轮29。机械路动力从齿轮C6输入，一部分通过第一太阳轮26传递到液压回路，一部分输出；齿轮N27为液压机械Ⅰ段输出，齿轮P28为液压机械Ⅱ段输出、Ⅲ段输出。
液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮M25、齿轮D10、离合器K111、齿轮E12、齿轮L24、离合器KL17和齿轮G18。其中齿轮M25和分汇流机构中的齿轮N27相啮合，齿轮D10和齿轮E12啮合，离合器K111的被动端与空套在齿轮L24的齿轮轴上的齿轮E12相连，主动端与齿轮L24的齿轮轴相连，当离合器K111接合时，齿轮E12能够将动力传递至齿轮L24。齿轮L24与空套在输出轴15上的齿轮G18相啮合，离合器KL17的主动端与齿轮G18相连，被动端和输出轴15相连，当离合器KL17接合时，齿轮G18能够将动力传递至输出轴15。当离合器K111和离合器KL17接合时，来自于液压马达9的功率和机械功率分别通过齿轮M25和齿轮C6进入拉维纳分汇流机构，经过齿轮M25和齿轮N27啮合的啮合汇流后，依次经齿轮D10、齿轮E12、齿轮L24、齿轮G18，最后经输出轴15输出。
液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮H19、离合器K220、齿轮I21、齿轮K23以及与液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构共用的齿轮L24、离合器KL17和齿轮G18。其中齿轮H19和分汇流机构中的齿轮P28相啮合；齿轮H19空套在轴B13上，齿轮I21同轴固接在轴B13上，离合器K220的被动端与齿轮H19固连，主动端和轴B13固连，当离合器K220接合时，齿轮H19能够将动力传递至齿轮I21。齿轮I21和与齿轮L24同轴固接的齿轮K23相啮合，齿轮L24与空套在输出轴15上的齿轮G18相啮合，离合器KL17的主动端与齿轮G18相连，被动端和输出轴15相连。当离合器K220和离合器KL17接合时，来自于液压马达9的功率和机械功率通过齿轮M25和齿轮C6进入拉维纳分汇流机构汇合，汇合后功率依次通过齿轮P28、齿轮H19、齿轮I21、齿轮K23、齿轮L24、齿轮G18，最后经输出轴15输出。
液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮J22、离合器KH16、齿轮F14以及与液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构共用的齿轮H19、离合器K220、齿轮I21、齿轮K23。其中齿轮H19和分汇流机构中的齿轮P28相啮合；齿轮H19空套在轴B13上，齿轮I21同轴固接在轴B13上，离合器K220的被动端与齿轮H19固连，主动端和轴B13固连，齿轮I21和齿轮K23相啮合，齿轮K23和齿轮J22同轴固连，齿轮J22和空套在输出轴15上的齿轮F14相啮合，齿轮F14和离合器KH16的主动端相连，离合器KH16的被动端和输出轴15相连。当离合器K220和离合器KH16接合时，来自于液压马达9的功率和机械功率通过齿轮M25和齿轮C6进入拉维纳分汇流机构汇合，汇合后功率依次通过齿轮P28、齿轮H19、齿轮I21传递到齿轮K23、齿轮J22、齿轮F14，最后经输出轴15输出。
该传动装置具有两个取力口，为PTO1和PTO2，分别连接轴C36和轴A3。
该无级传动装置各段的传动原理为：
第一段为液压机械Ⅰ段：离合器KV32、离合器K111、离合器KL17接合，发动机动力经过齿轮Q31、离合器KV32、齿轮B4、齿轮C6传递到拉维纳分汇流机构的行星架7。一路功率经过第一太阳轮26传递到液压泵8，然后经过液压马达9传递到齿轮D10；另一路经过拉维纳分汇流机构的第二太阳轮29，再依次经过齿轮N27、齿轮M25,最后传递到齿轮D10，与液压马达的功率汇合后，再依次通过齿轮E12、离合器K111、齿轮L24、齿轮G18、离合器KL17，最后经输出轴15输出。
第二段为液压机械Ⅱ段，离合器KV32、离合器K220、离合器KL17接合，发动机动力经过齿轮Q31、离合器KV32、齿轮B4、齿轮C6传递到拉维纳分汇流机构的行星架7。液压功率经过第一太阳轮26传递到液压泵8，然后经过液压马达9、齿轮M25、齿轮N27传递到第二太阳轮29；功率最后经过拉维纳分汇流机构的齿圈30，传递到齿轮P28，然后依次经过齿轮H19、离合器K220、齿轮I21、齿轮K23、齿轮L24、齿轮G18、离合器KL17，最后经输出轴15输出。
第三段为液压机械Ⅲ段，离合器KV32、离合器K220、离合器KH16接合，发动机动力经过齿轮Q31、离合器KV32、齿轮B4、齿轮C6传递到拉维纳分汇流机构的行星架7。液压功率经过第一太阳轮26传递到液压泵8，然后经过液压马达9、齿轮M25、齿轮N27传递到第二太阳轮29；功率最后经过拉维纳分汇流机构的齿圈30，传递到齿轮P28，然后依次经过齿轮H19、离合器K220、齿轮I21、齿轮K23、齿轮J22、齿轮F14、离合器KH16，最后经输出轴15输出。
倒档液压机械Ⅰ段，离合器KR34、离合器K111、离合器KL17接合，发动机动力经过齿轮Q31、离合器KR34、齿轮A2、齿轮C6传递到拉维纳分汇流机构的行星架7。一路功率经过第一太阳轮26传递到液压泵8，然后经过液压马达9传递到齿轮D10；另一路经过拉维纳分汇流机构的第二太阳轮29，再依次经过齿轮N27、齿轮M25,最后传递到齿轮D10，与液压马达的功率汇合后，再依次通过齿轮E12、离合器K111、齿轮L24、齿轮G18、离合器KL17，最后经输出轴15输出。
倒档液压机械Ⅱ段，离合器KR34、离合器K220、离合器KL17接合，发动机动力经过齿轮Q31、离合器KR34、齿轮A2、齿轮C6传递到拉维纳分汇流机构的行星架7。液压功率经过第一太阳轮26传递到液压泵8，然后经过液压马达9、齿轮M25、齿轮N27传递到第二太阳轮29；功率最后经过拉维纳分汇流机构的齿圈30传递到齿轮P28，然后再依次经过齿轮H19、离合器K220、齿轮I21、齿轮K23、齿轮L24、齿轮G18、离合器KL17，最后经输出轴15输出。
该传动装置的换段逻辑如表1所示。
表1三段式液压机械换段逻辑
该传动装置能够实现动力换段，段间衔接时，可先接合下一段的离合器，再分离上一段的离合器，实现动力的不中断传递，保证动力传输的不中断，提高作业效率，并保证换档的舒适性。
实施例2：相较于实施例1中的方案取消高低档位设计，从而减少齿轮啮合次数增加效率，减少质量提升了变速机构整体的功率密度，相应的也减少了档位，但需要更大液压泵、马达功率。该传动装置采用拉维纳分汇流机构实现两个液压机械段，倒车档包含两个液压机械段。液压机械Ⅰ段用于起步和低速作业，液压机械Ⅱ段用于高速行走。
本实施例中的传动装置的具体传动简图如图2所示，包括：液压调速回路、拉维纳分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构和正倒机构。发动机动力经过该液压机械复合无级传动装置后输出到装载机的前后桥。
其中液压调速回路、拉维纳分汇流机构和正倒机构的结构及连接关系与实施例1相同，在本实施例中取消高低档位设计，即仅包括液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构和液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构，其中液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构与实施例1中的液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构相比，取消了离合器KL17，齿轮L24直接与固接在输出轴15上的齿轮G18相啮合，当离合器K111接合时，来自于液压马达9的功率和机械功率分别通过齿轮M25和齿轮C6进入拉维纳分汇流机构，经过齿轮M25和齿轮N27啮合的啮合汇流后，依次经齿轮D10、齿轮E12、齿轮L24、齿轮G18，最后经输出轴15输出。
本实施例中的液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构与实施例1中的液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构相比，取消了离合器KL17和齿轮K23，齿轮L24直接与固接在输出轴15上的齿轮G18相啮合，齿轮I21与齿轮L24相啮合；当离合器K220接合时，来自于液压马达9的功率和机械功率通过齿轮M25和齿轮C6进入拉维纳分汇流机构汇合，汇合后功率依次通过齿轮P28、齿轮H19、齿轮I21、齿轮L24、齿轮G18，最后经输出轴15输出。
该实施例的换段逻辑如表2所示。
表2二段式液压机械换段逻辑
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种装载机用液压机械无级传动装置，其特征在于，包括：液压调速回路、拉维纳分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构和正倒机构；
所述液压调速回路包括：液压泵(8)、液压马达(9)和补油泵(37)；所述液压泵(8)为双向变量泵，所述液压马达(9)为双向变量马达；所述液压泵(8)和液压马达(9)组成闭式液压回路；所述补油泵(37)维持闭式液压回路的低压压力，并为所述液压泵(8)和液压马达(9)提供控制油压；
发动机的动力通过输入轴(5)输入，所述输入轴(5)上固接有齿轮Q(31)，所述补油泵(37)连接在所述输入轴(5)的端部；
所述正倒机构包括：轴A(3)、轴C(36)、齿轮A(2)、齿轮B(4)、齿轮Q(31)、齿轮R(33)、齿轮S(35)、离合器KV(32)和离合器KR(34)；固接在轴A(3)上的所述齿轮R(33)与所述齿轮Q(31)啮合，所述齿轮R(33)与固接在轴C(36)上的齿轮S(35)啮合；所述离合器KV(32)的主动端与空套在输入轴(5)上的齿轮B(4)固连，被动端与齿轮Q(31)相连；所述离合器KR(34)的主动端和空套在轴A(3)上的齿轮A(2)固连，被动端与所述齿轮R(33)固连；
所述拉维纳分汇流机构包括：拉维纳四杆机构、齿轮C(6)、齿轮N(27)和齿轮P(28)；所述正倒机构中的齿轮B(4)和齿轮A(2)分别与所述齿轮C(6)啮合；所述齿轮C(6)与行星架(7)相连，所述齿轮P(28)与齿圈(30)相连，所述齿轮N(27)与第二太阳轮(29)相连；所述液压泵(8)连接第一太阳轮(26)；
所述液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮D(10)、齿轮M(25)、离合器K1(11)、齿轮E(12)、齿轮L(24)、离合器KL(17)和齿轮G(18)；所述齿轮D(10)和齿轮M(25)与液压马达(9)同轴固连；所述齿轮M(25)与分汇流机构中的齿轮N(27)啮合，所述齿轮D(10)和齿轮E(12)啮合；所述离合器K1(11)的被动端与空套在齿轮L(24)的齿轮轴上的齿轮E(12)相连，主动端与齿轮L(24)的齿轮轴相连；所述齿轮L(24)与空套在输出轴(15)上的齿轮G(18)相啮合；所述离合器KL(17)的主动端与齿轮G(18)相连，被动端和输出轴(15)相连；
所述液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮H(19)、离合器K2(20)、齿轮I(21)、齿轮K(23)以及与液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构共用的齿轮L(24)、离合器KL(17)和齿轮G(18)；所述齿轮H(19)和分汇流机构中的齿轮P(28)啮合；所述齿轮H(19)空套在轴B(13)上，所述齿轮I(21)同轴固接在轴B(13)上；所述离合器K2(20)的被动端与所述齿轮H(19)固连，主动端和轴B(13)固连；所述齿轮I(21)和与齿轮L(24)同轴固接的齿轮K(23)啮合；
所述液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮J(22)、离合器KH(16)、齿轮F(14)以及与液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构共用的齿轮H(19)、离合器K2(20)、齿轮I(21)、齿轮K(23)；所述齿轮J(22)与齿轮K(23)同轴固连，所述齿轮J(22)和空套在输出轴(15)上的齿轮F(14)啮合，所述齿轮F(14)和离合器KH(16)的主动端相连，离合器KH(16)的被动端和输出轴(15)相连。
2.如权利要求1所述的装载机用液压机械无级传动装置，其特征在于，该无级传动装置的前进档具有三个液压机械段：
当所述离合器KV(32)、离合器K1(11)、离合器KL(17)接合时，处于液压机械Ⅰ段：动力从所述输入轴(5)输入后，依次经过齿轮Q(31)、离合器KV(32)、齿轮B(4)、齿轮C(6)传递到拉维纳分汇流机构的行星架(7)；此后一路功率经过第一太阳轮(26)传递到液压泵(8)，然后经过液压马达(9)传递到齿轮D(10)；另一路经过拉维纳分汇流机构的第二太阳轮(29)，再依次经过齿轮N(27)、齿轮M(25)；最后传递到齿轮D(10)，与液压马达的功率汇合后，再依次通过齿轮E(12)、离合器K1(11)、齿轮L(24)、齿轮G(18)、离合器KL(17)传递至输出轴(15)；
当所述离合器KV(32)、离合器K2(20)、离合器KL(17)接合时，处于压机械Ⅱ段：动力从所述输入轴(5)输入后，依次经过齿轮Q(31)、离合器KV(32)、齿轮B(4)、齿轮C(6)传递到拉维纳分汇流机构的行星架(7)；功率经过第一太阳轮(26)传递到液压泵(8)，然后经过液压马达(9)、齿轮M(25)、齿轮N(27)传递到第二太阳轮(29)；最后经过拉维纳分汇流机构的齿圈(30)传递到齿轮P(28)，然后依次经过齿轮H(19)、离合器K2(20)、齿轮I(21)、齿轮K(23)、齿轮L(24)、齿轮G(18)、离合器KL(17)传递至输出轴(15)；
当所述离合器KV(32)、离合器K2(20)、离合器KH(16)接合时，处于液压机械Ⅲ段：动力从所述输入轴(5)输入后，依次经过齿轮Q(31)、离合器KV(32)、齿轮B(4)、齿轮C(6)传递到拉维纳分汇流机构的行星架(7)；功率经过第一太阳轮(26)传递到液压泵(8)，然后经过液压马达(9)、齿轮M(25)、齿轮N(27)传递到第二太阳轮(29)；最后经过拉维纳分汇流机构的齿圈(30)，传递到齿轮P(28)，然后依次经过齿轮H(19)、离合器K2(20)、齿轮I(21)、齿轮K(23)、齿轮J(22)、齿轮F(14)、离合器KH(16)传递至输出轴(15)。
3.如权利要求1所述的装载机用液压机械无级传动装置，其特征在于，该无级传动装置的倒车档具有两个液压机械段：
当所述离合器KR(34)、离合器K1(11)、离合器KL(17)接合时，处于倒档液压机械Ⅰ段；动力从所述输入轴(5)输入后，依次经过齿轮Q(31)、离合器KR(34)、齿轮A(2)、齿轮C(6)传递到拉维纳分汇流机构的行星架(7)；此后一路功率经过第一太阳轮(26)传递到液压泵(8)，然后经过液压马达(9)传递到齿轮D(10)；另一路经过拉维纳分汇流机构的第二太阳轮(29)，再依次经过齿轮N(27)、齿轮M(25)；最后传递到齿轮D(10)，与液压马达的功率汇合后，再依次通过齿轮E(12)、离合器K1(11)、齿轮L(24)、齿轮G(18)、离合器KL(17)传递至输出轴(15)；
当所述离合器KR(34)、离合器K2(20)、离合器KL(17)接合时，处于倒档液压机械Ⅱ段；动力从所述输入轴(5)输入后，依次经过齿轮Q(31)、离合器KR(34)、齿轮A(2)、齿轮C(6)传递到拉维纳分汇流机构的行星架(7)；功率经过第一太阳轮(26)传递到液压泵(8)，然后经过液压马达(9)、齿轮M(25)、齿轮N(27)传递到第二太阳轮(29)；最后经过拉维纳分汇流机构的齿圈(30)传递到齿轮P(28)，然后依次经过齿轮H(19)、离合器K2(20)、齿轮I(21)、齿轮K(23)、齿轮L(24)、齿轮G(18)、离合器KL(17)传递至输出轴(15)。
4.一种装载机用液压机械无级传动装置，其特征在于，包括：液压调速回路、拉维纳分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构和正倒机构；
所述液压调速回路包括：液压泵(8)、液压马达(9)和补油泵(37)；所述液压泵(8)为双向变量泵，所述液压马达(9)为双向变量马达；所述液压泵(8)和液压马达(9)组成闭式液压回路；所述补油泵(37)维持闭式液压回路的低压压力，并为所述液压泵(8)和液压马达(9)提供控制油压；
发动机的动力通过输入轴(5)输入，所述输入轴(5)上固接有齿轮Q(31)，所述补油泵(37)连接在所述输入轴(5)的端部；
所述正倒机构包括：轴A(3)、轴C(36)、齿轮A(2)、齿轮B(4)、齿轮Q(31)、齿轮R(33)、齿轮S(35)、离合器KV(32)和离合器KR(34)；固接在轴A(3)上的所述齿轮R(33)与所述齿轮Q(31)啮合，所述齿轮R(33)与固接在轴C(36)上的齿轮S(35)啮合；所述离合器KV(32)的主动端与空套在输入轴(5)上的齿轮B(4)固连，被动端与齿轮Q(31)相连；所述离合器KR(34)的主动端和空套在轴A(3)上的齿轮A(2)固连，被动端与所述齿轮R(33)固连；
所述拉维纳分汇流机构包括：拉维纳四杆机构、齿轮C(6)、齿轮N(27)和齿轮P(28)；所述正倒机构中的齿轮B(4)和齿轮A(2)分别与所述齿轮C(6)啮合；所述齿轮C(6)与行星架(7)相连，所述齿轮P(28)与齿圈(30)相连，所述齿轮N(27)与第二太阳轮(29)相连；所述液压泵(8)连接第一太阳轮(26)；
所述液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮D(10)、齿轮M(25)、离合器K1(11)、齿轮E(12)、齿轮L(24)和齿轮G(18)；所述齿轮D(10)和齿轮M(25)与液压马达(9)同轴固连；所述齿轮M(25)与分汇流机构中的齿轮N(27)啮合，所述齿轮D(10)和齿轮E(12)啮合；所述离合器K1(11)的被动端与空套在齿轮L(24)的齿轮轴上的齿轮E(12)相连，主动端与齿轮L(24)的齿轮轴相连；所述齿轮L(24)与同轴固接在输出轴(15)上的齿轮G(18)啮合；
所述液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮H(19)、离合器K2(20)、齿轮I(21)、以及与液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构共用的齿轮L(24)和齿轮G(18)；所述齿轮H(19)和分汇流机构中的齿轮P(28)啮合；所述齿轮H(19)空套在轴B(13)上，所述齿轮I(21)同轴固接在轴B(13)上；所述离合器K2(20)的被动端与所述齿轮H(19)固连，主动端和轴B(13)固连；所述齿轮I(21)和齿轮L(24)啮合。
CN201710299606.3A 2017-05-02 2017-05-02 一种装载机用液压机械无级传动装置 Active CN107143637B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710299606.3A CN107143637B (zh) 2017-05-02 2017-05-02 一种装载机用液压机械无级传动装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710299606.3A CN107143637B (zh) 2017-05-02 2017-05-02 一种装载机用液压机械无级传动装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107143637A CN107143637A (zh) 2017-09-08
CN107143637B true CN107143637B (zh) 2019-04-09

Family

ID=59774202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710299606.3A Active CN107143637B (zh) 2017-05-02 2017-05-02 一种装载机用液压机械无级传动装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107143637B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019195993A1 (zh) * 2018-04-10 2019-10-17 北京理工大学 装载机三段式液压机械无级传动装置
WO2019195992A1 (zh) * 2018-04-10 2019-10-17 北京理工大学 一种工程机械用三段式机械复合无级传动装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2714879B2 (ja) * 1990-11-30 1998-02-16 株式会社小松製作所 機械―油圧伝動装置
DE102010001698A1 (de) * 2010-02-09 2011-08-11 ZF Friedrichshafen AG, 88046 Getriebevorrichtung mit Leistungsverzweigung
CN104179925A (zh) * 2014-07-25 2014-12-03 江苏大学 双行星排汇流液压机械无级变速箱
CN105114588B (zh) * 2015-08-31 2017-05-03 北京理工大学 一种等比五段式液压机械复合无级传动装置
CN205859092U (zh) * 2016-06-08 2017-01-04 南京农业大学 多段式大功率拖拉机液压机械无级变速器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107143637A (zh) 2017-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107143638B (zh) 液压机械复合无级传动装置
CN109723789B (zh) 一种混合动力多模式切换的无级变速传动系统
US11155154B1 (en) Multi-pump driven single-motor hydro-mechanical hybrid transmission device and control method thereof
CN104179925A (zh) 双行星排汇流液压机械无级变速箱
CN106989155B (zh) 一种装载机用液压机械复合无级传动装置
CN104819263A (zh) 双离合器液压机械无级变速器
CN108533701B (zh) 一种双行星排多段多离合式液压机械无级变速器
CN109296724A (zh) 双行星五段式液压机械无级变速器
CN107143637B (zh) 一种装载机用液压机械无级传动装置
CN107143636B (zh) 装载机用三段式液压机械无级传动装置
CN104329433A (zh) 拖拉机液压机械双流传动变速箱
CN109764123A (zh) 一种行星齿轮特性参数可变的多模式切换动力传动系统
CN107246467B (zh) 装载机液压机械无级传动装置
CN108397534B (zh) 装载机三段式液压机械无级传动装置
CN113090730B (zh) 多功率流耦合装置
CN107191567B (zh) 装载机液压机械复合无级传动装置
CN108278348B (zh) 一种工程机械用三段式机械复合无级传动装置
CN107152510B (zh) 装载机液压机械无级传动装置
CN104329434A (zh) 液压机械双功率流传动变速箱
CN109268454A (zh) 一种蜗轮式两挡变速装置及其变速方法
CN209245176U (zh) 双行星五段式液压机械无级变速器
CN209324954U (zh) 一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱
CN109578544B (zh) 一种单行星排多模式液压机械无级变速器
EP3584467B1 (en) Loader three-stage hydraulic mechanical stepless transmission device
CN208503397U (zh) 一种无级变速传动装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant