CN108437786A - 一种宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，包括前箱体和后箱体，前箱体包括发动机、液力变矩器、行星变速机构和两组差速泵，后箱体包括多档定轴变速机构、零轴和两组差速液压马达；动力由发动机输出进入液力变矩器后通过行星变速机构和多档定轴变速机构实现工作；行星变速机构与多档定轴变速机构串联连接，零轴上安装有闭锁离合器。本发明中的综合传动装置，提出了低速工况下前进和倒退的液压无级变速与高速工况下液力机械有级变速相结合的综合式变速机构方案，能够增大传动范围，具有可无级调节的稳定超低速性能，具有良好的变型适应能力，整机具有超宽传动范围、无级与有级调速复合、高功率密度、操纵简便和变型能力强的特点。

Description

一种宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置

技术领域

本发明涉及车辆变速系统技术领域，特别是涉及一种宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置。

背景技术

液力机械综合传动装置一般由液力变矩器、变速机构、前传动、汇流排、转向机构(中小功率一般为液压转向机构)、电液自动操纵系统、液压系统、风扇传动机构等部件组成，能实现车辆的自动或手动换档、无级转向等功能。履带式车辆或工程车辆优越的传动装置是实现高机动性能的关键，传动装置可以扩大发动机有限转矩和转速范围，满足履带式车辆或工程车辆在复杂道路行驶所需驱动力和速度要求，是实现变速直驶、灵活转向、减速制动等多种使用工况的核心系统。现在传动箱大多采用的是发动机与传动装置集成，构成履带式装甲车辆动力驱动系统，也就是我们常说的综合式传动装置，但是传统的综合式传动装置，变速传动范围较窄，灵活性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，以解决上述现有技术存在的问题，提出了低速工况下前进和倒退的液压无级变速与高速工况下液力机械有级变速相结合的综合式变速机构方案，并且能够增大传动范围，具有可无级调节的稳定超低速性能，并拥有液力机械在高转速下的高传动效率，具有良好的变型适应能力，整机具有多功能、超宽传动范围、无级与有级调速复合、高功率密度、操纵简便和变型能力强的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，包括前箱体和后箱体，所述前箱体包括发动机、液力变矩器、行星变速机构和两组差速泵，所述后箱体包括多档定轴变速机构、零轴和两组差速液压马达；动力由所述发动机输出进入所述液力变矩器后通过所述行星变速机构和多档定轴变速机构实现工作；所述行星变速机构与所述多档定轴变速机构串联连接，所述零轴设置于所述行星变速机构与多档定轴变速机构之间，且所述零轴上安装有闭锁离合器；两侧所述差速液压马达分别驱动汇流排工作。

可选的，所述行星变速机构为两档行星变速机构，所述行星变速机构的行星排与所述多档定轴变速机构混合搭配。

可选的，所述多档定轴变速机构采用两轴定轴变速机构，所述两轴定轴变速机构有两个双侧离合器。

可选的，所述前箱体还包括有与所述发动机连接并用于对变速箱进行冷却的风扇泵。

可选的，当所述综合传动装置应用于高机动履带式车辆或工程车辆时，所述行星变速机构是一个行星排从而有两个传动比，所述两轴定轴变速机构实现4个前进挡之间的转换，从而使综合传动具有8个前进挡的直驶变速；所述两轴定轴变速机构有两个双侧离合器，分别根据需要得到4个不同的传动比；独立转向机构主要是由所述差速液压泵、零轴、闭锁离合器和差速液压马达组成。

可选的，当高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶时，动力由所述发动机输出，风扇泵对变速箱进行冷却，进入液力变矩器，通过行星变速机构和两轴定轴变速机构混合搭配得到一个直驶传动比，此时所述零轴上的所述闭锁离合器闭合，所述差速液压马达不转，两侧汇流排太阳轮制动，动力由齿圈输入，行星架输出，左右两侧汇流排输出转速相同，高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶。

可选的，当高机动履带式车辆或工程车辆直线低速行驶时，所述闭锁离合器闭合，所述差速液压马达转动，两侧所述汇流排的太阳轮共同向前或向后，实现直线无级前进或无级倒退。

可选的，在高机动履带式车辆或工程车辆转向时，所述零轴上的闭锁离合器分离，动力装置的功率在所述液力变矩器处后分流，并行输入到变速机构和所述差速液压马达后，分别在两侧汇流排处实现功率汇流后输出，变速机构使得综合传动两侧齿圈输入转速相同，当调节两侧的差速转向液压泵的排量时，两侧差速液压马达的输出转速经转向流后模块后，使综合传动左右两侧输出无级变化的速差，进而驱动车辆无级转向。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中的宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，提出了低速工况下前进和倒退的液压无级变速与高速工况下液力机械有级变速相结合的综合式变速机构方案，通过所述前箱体的行星变速机构得到的两个挡位(高低挡)与所述定轴变速机构得到的4个挡位进行混合匹配，这相当于所述前箱体变速机构与所述后箱体变速机构串联，使变速机构具有8个档位。运用液压差速双流传动原理，在变速机构零轴加入一个闭锁离合器，采用两套独立的差速液压泵和差速液压马达为核心元件构成液压独立差速机构，实现低速无级变速直驶或无级差速转向。前箱体由液力变矩器、风扇泵、行星变速机构、两组差速液压泵组成，后箱体由多档定轴变速机构、零轴、两组变量或定量差速液压马达组成，所设计综合传动装置，传动范围是常规变速装置的2倍以上，具有可无级调节的稳定超低速性能，并拥有液力机械在高转速下的高传动效率，两套液压差速机构具备直驶与转向复合的创新性能，整机采用前后箱体组合式，具有良好的变型适应能力，整机具有多功能、超宽传动范围、无级与有级调速复合、高功率密度、操纵简便和变型能力强的特点，可满足具有超低速工程作业需求的高速履带车辆或工程车辆使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置的结构示意图；

其中，1为发动机；2风扇泵；3液力变矩器；4右侧差速液压泵；5行星变速机构；6右双侧离合器；7左双侧离合器；8右侧汇流排；9右侧差速液压马达；10左侧差速液压马达；11左侧汇流排；12左侧差速液压泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，以解决上述现有技术存在的问题，提出了低速工况下前进和倒退的液压无级变速与高速工况下液力机械有级变速相结合的综合式变速机构方案，并且能够增大传动范围，具有可无级调节的稳定超低速性能，并拥有液力机械在高转速下的高传动效率，具有良好的变型适应能力，整机具有多功能、超宽传动范围、无级与有级调速复合、高功率密度、操纵简便和变型能力强的特点。

本发明提供的宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，包括前箱体和后箱体，前箱体包括发动机、液力变矩器、行星变速机构和两组差速泵，后箱体包括多档定轴变速机构、零轴和两组差速液压马达；动力由发动机输出进入液力变矩器后通过行星变速机构和多档定轴变速机构实现工作；行星变速机构与多档定轴变速机构串联连接，零轴设置于行星变速机构与多档定轴变速机构之间，且零轴上安装有闭锁离合器；两侧差速液压马达分别驱动汇流排工作。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1，其中，图1为本发明中宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置的结构示意图。

如图1所示，本发明提供一种宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，包括前箱体和后箱体，前箱体包括发动机1、液力变矩器3、行星变速机构5和两组差速液压泵，后箱体包括多档定轴变速机构、零轴和两组差速液压马达；动力由发动机1输出进入液力变矩器3后通过行星变速机构5和多档定轴变速机构实现工作；行星变速机构5与多档定轴变速机构串联连接，零轴设置于行星变速机构5与多档定轴变速机构之间，且零轴上安装有闭锁离合器；两侧差速液压马达分别驱动汇流排工作。

行星变速机构5为两档行星变速机构，行星变速机构5的行星排与多档定轴变速机构混合搭配。多档定轴变速机构采用两轴定轴变速机构，两轴定轴变速机构有两个双侧离合器，分别为右双侧离合器6和左双侧离合器7。前箱体还包括有与发动机1连接并用于对变速箱进行冷却的风扇泵2。

本发明传动系统整车采用后驱或前驱均可，由发动机1提供动力，驱动组合式综合传动装置，传动装置的后直驶变速模块与转向流后模块集成、转向流前模块与前传动模块集成，采用液力机械综合传动装置集直驶、转向、操纵等于一体，液力变矩器3后分流，前箱体模块为液力变矩器3加上一个两档行星变速机构，双差速转向泵，发动机1，一个风扇泵2组成，后箱体则由后箱体变速机构与双差速转向马达、闭锁离合器、零轴、汇流机构组成。由于差速液压马达可以正转和反转，所以马达反转可以实现车辆倒挡缓速行驶，而不用在后箱体特意加上倒挡，使变速箱结构相对简单，最终得到2×n个前进挡(n为后箱体模块变速机构挡位)，液压马达实现缓速倒挡。

当应用于高机动履带式车辆或工程车辆时，变速机构由前箱体行星变速机构5和后箱体两轴定轴机械变速机构组成，前箱体行星变速机构5是一个行星排，可以得到两个传动比(高低档)，行星变速机构5的主要功能是实现综合传动在换档过程中切断动力，并实现综合传动高速档与低速档的转换，后箱体两轴定轴机械变速机构的主要功能是实现4(可以根据需要调节前进挡n个数)个前进档之间的转换，通过行星变速机构5与定轴变速机构的混合匹配，使综合传动具有8(相应的有2×n)个前进档的直驶变速功能，两轴定轴变速机构有两个双侧离合器，分别可以根据需要得到4个不同的传动比。液压独立转向机构主要是由变量转向液压泵、零轴、闭锁离合器、转向液压马达组成。

当高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶时，动力由发动机1输出，风扇泵2可以对变速箱进行冷却，进入液力变矩器3，通过行星变速机构5和两轴定轴机械变速机构混合搭配得到一个直驶传动比，此时零轴上的闭锁离合器闭合，左侧差速液压马达10和右侧差速液压马达9均不转，左侧汇流排11和右侧汇流排8太阳轮制动，动力由齿圈输入，行星架输出，左右两侧输出转速相同，高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶。同时在低速时，闭锁离合器闭合，差速液压马达可以转动，两太阳轮共同向前或向后，实现直驶无级前进或无级倒退，车辆可以蠕行着前进、后退。

在高机动履带式车辆或工程车辆转向时，转向流后模块零轴的闭锁离合器分离，动力装置的功率在液力变矩器3处后分流，并行输入到液压独立转向机构和机械变速机构后，分别在左汇流行星排11和右汇流行星排8处实现功率汇流后输出，机械变速机构使得综合传动两侧齿圈输入转速相同，当调节左侧差速液压泵12和右侧差速液压泵4的排量时，左侧差速液压马达10和右侧差速液压马达9的输出转速经转向流后模块后，使综合传动左右两侧输出无级变化的速差，进而驱动车辆无级转向。

整车采用后驱或者前驱，由发动机1提供动力，驱动组合式综合传动装置，前箱体由风扇泵2，液力变矩器3，右侧差速液压泵4、左侧差速液压泵12和行星变速机构5组成，后箱体由两轴定轴式变速箱，左侧汇流排11、右侧汇流排8，零轴，右侧差速液压马达9、左侧差速液压马达10组成，模块化设计，更有利于维修与更换，并且可以根据需要改变两轴定轴式变速箱的挡位n，实现2×n的前进挡设计。由于液压泵马达独立式转向机构的设置，可以实现无级低速蠕行，无级倒挡，以及独立式液压无级转向。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，其特征在于：包括前箱体和后箱体，所述前箱体包括发动机、液力变矩器、行星变速机构和两组差速泵，所述后箱体包括多档定轴变速机构、零轴和两组差速液压马达；动力由所述发动机输出进入所述液力变矩器后通过所述行星变速机构和多档定轴变速机构实现工作；所述行星变速机构与所述多档定轴变速机构串联连接，所述零轴设置于所述行星变速机构与多档定轴变速机构之间，且所述零轴上安装有闭锁离合器；两侧所述差速液压马达分别驱动汇流排工作。

2.根据权利要求1所述的宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，其特征在于：所述行星变速机构为两档行星变速机构，所述行星变速机构的行星排与所述多档定轴变速机构混合搭配。

3.根据权利要求2所述的宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，其特征在于：所述多档定轴变速机构采用两轴定轴变速机构，所述两轴定轴变速机构有两个双侧离合器。

4.根据权利要求3所述的宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，其特征在于：所述前箱体还包括有与所述发动机连接并用于对变速箱进行冷却的风扇泵。

5.根据权利要求3所述的宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，其特征在于：当所述综合传动装置应用于高机动履带式车辆或工程车辆时，所述行星变速机构是一个行星排从而有两个传动比，两轴定轴变速机构实现n个前进挡之间的转换，从而使综合传动具有2×n个有级前进档位，n为后箱体模块变速机构挡位；所述后箱体模块变速机构典型形式的挡位数为4，综合传动具有8个直驶变速前进挡；所述两轴定轴变速机构的典型形式有两个双侧离合器，分别根据需要得到4个不同的传动比；独立转向机构主要是由所述差速液压泵、零轴、闭锁离合器和差速液压马达组成。

6.根据权利要求4所述的宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，其特征在于：当高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶时，动力由所述发动机输出，风扇泵对变速箱进行冷却，进入液力变矩器，通过行星变速机构和两轴定轴变速机构混合搭配得到一个直驶传动比，此时所述零轴上的所述闭锁离合器闭合，所述差速液压马达不转，两侧汇流排太阳轮制动，动力由齿圈输入，行星架输出，左右两侧汇流排输出转速相同，高机动履带式车辆或工程车辆直线行驶。

7.根据权利要求6所述的宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，其特征在于：当高机动履带式车辆或工程车辆直线低速行驶时，两轴变速机构处于空挡，所述闭锁离合器闭合，所述差速液压马达转动，两侧所述汇流排的太阳轮共同向前或向后，实现直线无级前进或无级倒退。

8.根据权利要求3所述的宽传动范围液压液力机械复合式综合传动装置，其特征在于：在高机动履带式车辆或工程车辆转向时，所述零轴上的闭锁离合器分离，动力装置的功率在所述液力变矩器处后分流，并行输入到变速机构和所述差速液压马达后，分别在两侧汇流排处实现功率汇流后输出，变速机构使得综合传动两侧齿圈输入转速相同，当调节两侧的差速转向液压泵的排量时，两侧差速液压马达的输出转速经转向流后模块后，使综合传动左右两侧输出无级变化的速差，进而驱动车辆无级转向。