CN109505932A - 一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱及使用方法 - Google Patents

一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱及使用方法，无级变速箱包括一个3Z‑X行星排、一个泵控液压马达，以及多组离合器和齿轮副，较之于传统的多区段液压功率分流无级变速箱，该变速箱的泵控液压马达在跨区段加速时无需改变马达轴加速方向，即跨段加速时对泵控液压马达的操作和只有一个区段的变速箱一样，换段过程连续平稳，易于控制，结构简单、紧凑，有利于降低成本。

Description

一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱及使用方法
技术领域
本发明涉及拖拉机无级变速箱领域，尤其涉及到一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱及使用方法。
背景技术
液压功率分流无级变速箱同时具有机械传动的高效率和液压传动承载能力强的特点，是理想的拖拉机无级调速方法。以往的多区段液压功率分流无级变速箱不仅需要多组湿式离合器或制动器完成段位切换，而且在不同段位下泵控液压马达的泵排量控制规律并不一致，致使变速箱结构和控制过程均较为复杂，例如：对于具有双排行星齿轮交替作业的液压功率分流变速箱，其在某个段位下工作时，拖拉机行驶速度随着马达轴转速的增加而提升，而当其换至邻接段位后，拖拉机行驶速度却随着马达轴转速的减小而提升，这就导致不同段位对应于不同的泵控液压马达控制规律。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱及使用方法，结构简单、段位少，并且泵控液压马达控制规律单一。
本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱，包括动力输入轴、泵控液压马达、3Z-X行星排和动力输出轴，所述动力输入轴上设有泵轴I齿轮；
泵控液压马达的泵轴上设有与泵轴I齿轮啮合的泵轴II齿轮，泵控液压马达的马达轴上布置有马达轴I齿轮；
所述3Z-X行星排包括双联太阳轮、双联行星轮、固接有太阳轮轴的太阳轮和固接有齿圈轴的齿圈，双联行星轮通过行星架与行星架轴连接，齿圈轴、太阳轮轴、行星架轴和双联太阳轮共轴线，双联太阳轮的右侧齿轮与双联行星轮的左侧齿轮啮合，双联太阳轮的左侧齿轮与泵轴I齿轮啮合，双联行星轮的右侧齿轮分别与齿圈、太阳轮啮合；
所述行星架轴上通过R-L段双向离合器连接有R段I齿轮和L段I齿轮；
所述齿圈轴上设有与马达轴I齿轮啮合的马达轴II齿轮；
所述太阳轮轴上通过H段离合器连接有H段I齿轮；
所述动力输出轴上设有与H段I齿轮啮合的H段II齿轮、与L段I齿轮啮合的L段II齿轮，以及通过惰轮与R段I齿轮啮合的R段II齿轮。
本方案使用时，动力输入轴与发动机相连，动力输出轴与拖拉机后桥中央传动齿轮副相连，泵控液压马达在跨区段加速时无需改变马达轴加速方向，即跨段加速时对泵控液压马达的操作和只有一个区段的变速箱一样，换段过程连续平稳，易于控制。
作为优化，R-L段双向离合器和H段离合器均为湿式离合器。本优化方案采用湿式离合器既能满足所需功能，而且动力传递平滑，使用寿命长，故障率低，更适于用于拖拉机上。
作为优化，R-L段双向离合器包括两个独立动作的湿式离合器。本优化方案通过将R-L段双向离合器由两个独立动作的湿式离合器代替，不仅降低了制造难度，而且检修也更加方便。
作为优化，泵控液压马达的泵为变量泵，马达为定量马达或者变量马达。
一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱的使用方法，包括如下步骤：
1、拖拉机起步前的准备：R-L段双向离合器处于中位，H段离合器分离，泵控液压马达的泵排量为0；
2、拖拉机起步及L段无级调速：启动发动机，驱动动力输入轴转动，而后将泵控液压马达的泵排量调至最大后，使R-L段双向离合器右侧接合，同时左侧分离，变速箱工作于L段；逐步反向减小泵控液压马达的泵排量，动力输入轴的转速逐步提高，拖拉机开始起步并在L段无级调速；
3、拖拉机H段无级调速：当L段完成加速后，使R-L段双向离合器回到中位，同时使H段离合器接合，变速箱切换至H段；继续反向调节泵控液压马达的泵排量，动力输入轴的转速进一步增高，拖拉机在H段无级调速；当泵控液压马达的泵排量调至反方向最大值时，拖拉机达到其最高行驶速度；
4、拖拉机倒退行驶工况：如需使拖拉机倒退行驶，在发动机起步时使R-L段双向离合器左侧接合，此时，拖拉机工作于R段；调节泵控液压马达的泵排量，拖拉机在倒退状态下实现无级调速。
本发明的有益效果为：
1、较之于传统的多区段液压功率分流无级变速箱，该变速箱的泵控液压马达在跨区段加速时无需改变马达轴加速方向，即跨段加速时对泵控液压马达的操作和只有一个区段的变速箱一样，换段过程连续平稳，易于控制。
2、3Z-X行星排的行星架轴和太阳轮轴均可作为汇流轴向后传递动力，结构简单、紧凑，有利于降低成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中所示：
1、动力输入轴，2、泵轴I齿轮，3、泵轴II齿轮，4、泵轴，5、泵控液压马达，6、马达轴，7、马达轴I齿轮，8、太阳轮，9、马达轴II齿轮，10、H段I齿轮，11、H段离合器，12、太阳轮轴，13、H段II齿轮，14、3Z-X行星排，15、齿圈轴，16、齿圈，17、双联行星轮，18、行星架，19、双联太阳轮，20、L段II齿轮，21、R段II齿轮，22、动力输出轴，23、惰轮，24、行星架轴，25、R段I齿轮，26、R-L段双向离合器，27、L段I齿轮。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
如图1所示一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱，包括动力输入轴1、泵控液压马达5、3Z-X行星排14和动力输出轴22，所述动力输入轴1上设有泵轴I齿轮2，泵控液压马达5的泵为变量泵，马达为定量马达或者变量马达。
泵控液压马达5的泵轴4上设有与泵轴I齿轮2啮合的泵轴II齿轮3，泵控液压马达5的马达轴6上布置有马达轴I齿轮7。
3Z-X行星排14包括双联太阳轮19、双联行星轮17、固接有太阳轮轴12的太阳轮8和固接有齿圈轴15的齿圈16，双联行星轮17通过行星架18与行星架轴24连接，齿圈轴15、太阳轮轴12、行星架轴24和双联太阳轮19共轴线，双联太阳轮19的右侧齿轮与双联行星轮17的左侧齿轮啮合，双联太阳轮19的左侧齿轮与泵轴I齿轮2啮合，双联行星轮17的右侧齿轮分别与齿圈16、太阳轮8啮合。行星架轴24和双联太阳轮19位于3Z-X行星排14的左侧，太阳轮轴12和齿圈轴15位于3Z-X行星排14的右侧，行星架轴24穿过双联太阳轮19的中心，太阳轮轴12穿过齿圈轴15的中心。
行星架轴24上通过R-L段双向离合器26连接有R段I齿轮25和L段I齿轮27；所述齿圈轴15上设有与马达轴I齿轮7啮合的马达轴II齿轮9；
所述太阳轮轴12上通过H段离合器11连接有H段I齿轮10。
动力输出轴22上设有与H段I齿轮10啮合的H段II齿轮13、与L段I齿轮27啮合的L段II齿轮20，以及通过惰轮23与R段I齿轮25啮合的R段II齿轮21。
作为优化方案，本实施例R-L段双向离合器26和H段离合器11均为湿式离合器，并且R-L段双向离合器26包括两个独立动作的湿式离合器。
上述双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱的使用方法，包括如下步骤：
1、拖拉机起步前的准备：R-L段双向离合器26处于中位，H段离合器11分离，泵控液压马达5的泵排量为0；
2、拖拉机起步及L段无级调速：启动发动机，驱动动力输入轴1转动，而后将泵控液压马达5的泵排量调至最大后，使R-L段双向离合器26右侧接合，同时左侧分离，变速箱工作于L段；逐步反向减小泵控液压马达5的泵排量，动力输出轴22的转速逐步提高，拖拉机开始起步并在L段无级调速；
3、拖拉机H段无级调速：当L段完成加速后，使R-L段双向离合器26回到中位，同时使H段离合器11接合，变速箱切换至H段；继续反向调节泵控液压马达5的泵排量，动力输出轴22的转速进一步增高，拖拉机在H段无级调速；当泵控液压马达5的泵排量调至反方向最大值时，拖拉机达到其最高行驶速度；
4、拖拉机倒退行驶工况：如需使拖拉机倒退行驶，在发动机起步时使R-L段双向离合器26左侧接合，此时，拖拉机工作于R段；调节泵控液压马达5的泵排量，拖拉机在倒退状态下实现无级调速。
较之于传统的多区段液压功率分流无级变速箱，该变速箱的泵控液压马达5在跨区段加速时无需改变马达轴加速方向，换段过程连续平稳，易于控制；而且结构简单、紧凑，有利于降低成本。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (5)

1.一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱，其特征在于：包括动力输入轴（1）、泵控液压马达（5）、3Z-X行星排（14）和动力输出轴（22），所述动力输入轴（1）上设有泵轴I齿轮（2）；
泵控液压马达（5）的泵轴（4）上设有与泵轴I齿轮（2）啮合的泵轴II齿轮（3），泵控液压马达（5）的马达轴（6）上布置有马达轴I齿轮（7）；
所述3Z-X行星排（14）包括双联太阳轮（19）、双联行星轮（17）、固接有太阳轮轴（12）的太阳轮（8）和固接有齿圈轴（15）的齿圈（16），双联行星轮（17）通过行星架（18）与行星架轴（24）连接，齿圈轴（15）、太阳轮轴（12）、行星架轴（24）和双联太阳轮（19）共轴线，双联太阳轮（19）的右侧齿轮与双联行星轮（17）的左侧齿轮啮合，双联太阳轮（19）的左侧齿轮与泵轴I齿轮（2）啮合，双联行星轮（17）的右侧齿轮分别与齿圈（16）、太阳轮（8）啮合；
所述行星架轴（24）上通过R-L段双向离合器（26）连接有R段I齿轮（25）和L段I齿轮（27）；
所述齿圈轴（15）上设有与马达轴I齿轮（7）啮合的马达轴II齿轮（9）；
所述太阳轮轴（12）上通过H段离合器（11）连接有H段I齿轮（10）；
所述动力输出轴（22）上设有与H段I齿轮（10）啮合的H段II齿轮（13）、与L段I齿轮（27）啮合的L段II齿轮（20），以及通过惰轮（23）与R段I齿轮（25）啮合的R段II齿轮（21）。
2.根据权利要求1所述的一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱，其特征在于：R-L段双向离合器（26）和H段离合器（11）均为湿式离合器。
3.根据权利要求1所述的一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱，其特征在于：R-L段双向离合器（26）包括两个独立动作的湿式离合器。
4.根据权利要求1所述的一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱，其特征在于：泵控液压马达（5）的泵为变量泵，马达为定量马达或者变量马达。
5.一种双轴汇流输出的拖拉机无级变速箱的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）拖拉机起步前的准备：R-L段双向离合器处于中位，H段离合器分离，泵控液压马达的泵排量为0；
（2）拖拉机起步及L段无级调速：启动发动机，驱动动力输入轴转动，而后将泵控液压马达的泵排量调至最大后，使R-L段双向离合器右侧接合，同时左侧分离，变速箱工作于L段；逐步反向减小泵控液压马达的泵排量，动力输入轴的转速逐步提高，拖拉机开始起步并在L段无级调速；
（3）拖拉机H段无级调速：当L段完成加速后，使R-L段双向离合器回到中位，同时使H段离合器接合，变速箱切换至H段；继续反向调节泵控液压马达的泵排量，动力输入轴的转速进一步增高，拖拉机在H段无级调速；当泵控液压马达的泵排量调至反方向最大值时，拖拉机达到其最高行驶速度；
（4）拖拉机倒退行驶工况：如需使拖拉机倒退行驶，在发动机起步时使R-L段双向离合器左侧接合，此时，拖拉机工作于R段；调节泵控液压马达的泵排量，拖拉机在倒退状态下实现无级调速。
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