CN108374875A - 一种变频变排量机械液压无级变速传动系统 - Google Patents

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程宏
冷述元
邹文竹
黄智�
李梦如
汪砚池
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Tongji University
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    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
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Abstract

本发明涉及一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，包括变频器(9)、三相异步电机(8)、变量泵、马达和行星机构(6)，变频器(9)与三相异步电机(8)连接，变量泵与马达连接，三相异步电机(8)和马达分别与行星机构(6)连接，行星机构(6)用于输出转速，传动系统的调速方式包括以下三种：通过变频器(9)调节三相异步电机(8)的输出频率实现调速，通过变量泵的排量调节传动比实现调速，通过联合调节输出频率和传动比实现调速。与现有技术相比，本发明存在频率与排量两个变量，实现功率流纯机械传动模式、液压机械混合调速传动模式和电‑机‑液复合调速传动多种模式，具有调速范围广、适应力强的特性。

Description

一种变频变排量机械液压无级变速传动系统
技术领域
本发明属于工程车辆行业的自动变速器传动领域，涉及一种传动系统，尤其是涉及一种变频变排量机械液压无级变速传动系统。
背景技术
工程车辆的使用条件和目的与普通车辆不同，一般情况下，其工作所需要的转矩与转速，与其动力源所能提供的转矩和转速之间的差异是比较大的。因此，需要及时地调节发动机，使与其匹配的传动系统，始终能达到最佳的工作状态，从而最大限度地发挥该传动系统的功能，让动力能够方便地传递到驱动轮，以适应不断变化的外界负载。
近年来，在固定的液压系统中，普遍的设计方案采用变频调速或变容积调速作为整个系统的驱动单元。常用类型的驱动单元一般由变频器、电动机及定量泵所组成，这是继变频调速驱动单元、变容积调速驱动单元之后的又一节能型液压动力源，在相关的能量效率研究中也显现出比前两种更大的功率与效率优势。目前国内外流行的机械液压无级变速传动系统通常只有一个变量，一种是通过电机带动变量泵，此时可以通过改变排量来改变传动比；另一种是使用变频调速带动定量泵，通过改变变频器的频率来改变电机的转速，以实现传动比的变换。然而，基于变频变排量复合调速系统的设计却鲜有报道。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，该系统将变频与变排量结合起来，具有多项选择性，可实现动力源与变速器的匹配。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，包括变频器、三相异步电机、变量泵、马达和行星机构，所述的变频器与三相异步电机连接，所述的变量泵与马达连接，所述的三相异步电机和马达分别与行星机构连接，所述的行星机构用于输出转速。
所述的传动系统的调速方式包括以下三种：通过变频器调节三相异步电机的输出频率实现调速，通过变量泵的排量调节传动比实现调速，通过联合调节所述的输出频率和传动比实现调速。
所述的传动系统还包括用于控制变量泵的排量的双比例阀电子控制器。
所述的传动系统还包括用于控制变频器和双比例阀电子控制器的总控制器。
所述的行星机构输出端连有扭矩传感仪，所述的扭矩传感仪的输出端与总控制器连接。
所述的变量泵为双向变量泵。
所述的马达为定量马达。
所述的三相异步电机与行星机构中的齿圈相连接，定量马达与行星机构中的太阳轮相连接，行星机构中的行星架作为传动系统的输出端。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)整个变速系统中存在频率与排量两个变量，两个控制变量可以独立进行调节，可以实现功率流纯机械传动模式、液压机械混合调速传动模式和电-机-液复合调速传动多种模式，整个传动系统具有调速范围广，适应力强的特性。
(2)系统结构简单，控制效率高。
(3)行星机构输出端连有扭矩传感仪，对扭转力矩进行同步检测，并将扭力的物理变化转换成精确的电信号及时传回到总控制器的人机互动界面，便于对于扭矩的输出情况及时记录，并及时转换成该传动机构的输出功率值。便于对于功率输出，扭矩输出及时掌控，从而便于及时选择控制策略，转换调速方式。
(4)双向变量泵是本专利的关键部件，通过电信号改变变量泵的流量，因为输出液压油的压力一定，所以通过给泵的双比例阀一电信号，便可以改变变量泵的摆角，也就可以成比例的改变泵的流量，从而便可以改变油泵的最大输出功率，且最大功率的输出是在一定范围内与流量的变化成比例变化。
(5)定量马达的最大转矩取决于系统的最高压力，最高压力一定，马达的输出转速决定于变量泵的流量，泵的流量变化，油马达的输出功率就跟着变化。在调速的时候，油马达的转矩不变，此时的调速为恒转速调速。这种调速系统具有较大的调速范围。而且由于泵也是双向的，所以该系统可以在正反方向之间实现连续的无级变速。
附图说明
图1为本发明传动系统的结构示意图；
附图说明：1、总控制器；2、流量压力信号；3、双向变量泵；4、双比例阀电子控制器；5、定量马达；6、行星机构；7、扭距传感仪；8、三相异步电机；9、变频器；10、转矩转速信号；11、齿圈；12、太阳轮；13、行星架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，本实施例变频变排量机械液压无级变速传动系统的结构如下：总控制器1与变频器9和双比例阀电子控制器4连接，变频器2与三相异步电机8连接，三相异步电机8与行星机构6中的齿圈11连接，双向变量泵3与定量马达5连接，定量马达5与行星机构6中的太阳轮12连接，最后通过行星机构6中的行星架13输出转速。
本系统动力源采用的是三相异步电机8，通过变频器9来控制三相异步电机8，以实现通过改变频率这一变量来实现调速；机械液压无级变速器是通过双向变量泵3排量的变化来改变传动比，而双向变量泵3排量的变化是通过双比例阀电子控制器4来改变的，以实现通过改变排量这一变量来实现调速。整个传动系统通过控制器1来实现控制，总控制器1与变频器9和双比例阀电子控制器4连接，变频器9与三相异步电机8连接，三相异步电机8与行星机构6连接，双向变量泵3与定量马达5连接，定量马达5与行星机构6连接，最后通过行星机构6输出转速。整个控制过程中，两个控制变量可以独立进行调节，又可以联合调速，可以实现功率流纯机械传动模式、液压机械混合调速传动模式和电-机-液复合调速传动多种模式。
通过双向变量泵3上的压力传感器和流量传感器把压力信号2发送给总控制器1，总控制器便可以记录和显示出泵的输出油的压力和输出油的流量，从而可以获知变量泵的输出功率和输出扭矩。
扭矩传感仪4将转矩转速信号10发送给总控制器1，便于记录和保存输出的转速和转矩，从而比较调速预期效果和实际效果的差异，决策变量泵的流量控制大小，也为控制策略和调速模式选择提供反馈信息。

Claims (7)

1.一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，其特征在于，包括变频器(9)、三相异步电机(8)、变量泵、马达和行星机构(6)，所述的变频器(9)与三相异步电机(8)连接，所述的变量泵与马达连接，所述的三相异步电机(8)和马达分别与行星机构(6)连接，所述的行星机构(6)用于输出转速，
所述的传动系统的调速方式包括以下三种：通过变频器(9)调节三相异步电机(8)的输出频率实现调速，通过变量泵的排量调节传动比实现调速，通过联合调节所述的输出频率和传动比实现调速。
2.根据权利要求1所述的一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，其特征在于，所述的传动系统还包括用于控制变量泵的排量的双比例阀电子控制器(4)。
3.根据权利要求2所述的一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，其特征在于，所述的传动系统还包括用于控制变频器(9)和双比例阀电子控制器(4)的总控制器(1)。
4.根据权利要求3所述的一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，其特征在于，所述的行星机构(6)输出端连有扭矩传感仪(7)，所述的扭矩传感仪(7)的输出端与总控制器(1)连接。
5.根据权利要求1所述的一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，其特征在于，所述的变量泵为双向变量泵(3)。
6.根据权利要求1所述的一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，其特征在于，所述的马达为定量马达(5)。
7.根据权利要求6所述的一种变频变排量机械液压无级变速传动系统，其特征在于，所述的三相异步电机(8)与行星机构(6)中的齿圈(11)相连接，定量马达(5)与行星机构(6)中的太阳轮(12)相连接，行星机构(6)中的行星架(13)作为传动系统的输出端。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109850493A (zh) * 2019-03-08 2019-06-07 太原理工大学 基于差动行星轮系的带式输送机电液混合驱动装置
CN109883694A (zh) * 2019-01-31 2019-06-14 山东科技大学 一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台及其应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1096581C (zh) * 1996-03-04 2002-12-18 三菱重工业株式会社 可变速动力传递装置
EP1338458A1 (de) * 2002-02-25 2003-08-27 Deere & Company Vorrichtung zum Übertragen von Antriebskraft von einer Antriebswelle auf eine Zapfwelle
US20030168862A1 (en) * 2001-12-21 2003-09-11 Komatsu Ltd. Aerogenerator
CN101255907A (zh) * 2006-09-13 2008-09-03 普拉德研究及开发股份有限公司 用于泵驱动的传动系统
US7588509B1 (en) * 2006-03-14 2009-09-15 John David Marsha Infinitely variable gear transmission with parallel hydraulic ratio control
CN106740082A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 长安大学 一种低速大扭矩输出的平地机行驶液压驱动装置
CN107654605A (zh) * 2017-11-10 2018-02-02 石河子大学 一种单排复合行星齿轮式多区段液压机械无级变速器
CN207018464U (zh) * 2017-06-06 2018-02-16 浙江大学 一种基于压力控制的机液复合传动系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1096581C (zh) * 1996-03-04 2002-12-18 三菱重工业株式会社 可变速动力传递装置
US20030168862A1 (en) * 2001-12-21 2003-09-11 Komatsu Ltd. Aerogenerator
EP1338458A1 (de) * 2002-02-25 2003-08-27 Deere & Company Vorrichtung zum Übertragen von Antriebskraft von einer Antriebswelle auf eine Zapfwelle
US7588509B1 (en) * 2006-03-14 2009-09-15 John David Marsha Infinitely variable gear transmission with parallel hydraulic ratio control
CN101255907A (zh) * 2006-09-13 2008-09-03 普拉德研究及开发股份有限公司 用于泵驱动的传动系统
CN106740082A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 长安大学 一种低速大扭矩输出的平地机行驶液压驱动装置
CN207018464U (zh) * 2017-06-06 2018-02-16 浙江大学 一种基于压力控制的机液复合传动系统
CN107654605A (zh) * 2017-11-10 2018-02-02 石河子大学 一种单排复合行星齿轮式多区段液压机械无级变速器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109883694A (zh) * 2019-01-31 2019-06-14 山东科技大学 一种功率分流液压机械复合传动系统电加载多功能测试试验台及其应用
CN109850493A (zh) * 2019-03-08 2019-06-07 太原理工大学 基于差动行星轮系的带式输送机电液混合驱动装置

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