CN109720198B - 一种静液压驱动双轴的多功能变速传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，包括输入构件、离合器组件、后桥输出构件、前桥输出构件、机械传动总成和液压传动总成；所述输入构件与机械传动总成连接，所述机械传动总成与液压传动总成连接；所述液压传动总成分别与后桥输出构件和前桥输出构件连接；所述离合器组件将机械传动总成连接到液压传动总成、将液压传动总成分别连接到后桥输出构件与前桥输出构件，所述离合器组件提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件中的一种或者二种组合的连续传动比。本发明通过切换离合器和控制换向阀，实现前桥驱动、后桥驱动和双桥驱动的切换。
Description
技术领域
本发明涉及变速传输器领域，特别涉及一种静液压驱动双轴的多功能变速传动装置。
背景技术
静液压驱动装置最主要的目的是将发动机传递的动力进行降速增矩，以适应车辆行驶的要求。由变量泵和定量马达构成的容积调速回路，相对于由定量泵和变量马达构成的节流调速回路和由变量泵和变量马达构成的节流容积调速回路而言，具有调速范围较宽，成本可接受的特点，常用于静液压传动系统。
通常的静液压系统采用一泵一马达或一泵多马达的配置，例如采用整体式或分置式的一泵一马达静液压驱动系统，一泵二马达驱动前后桥的静液压驱动系统，或一泵四马达驱动四轮的静液压驱动系统。一方面，对变量泵规格的要求仍旧很高，大功率变量泵的成本和技术要求较难达到；另一方面，独立分置定量马达驱动相应车桥和车轮较难控制，还必须处理好悬架和车体间的连接和承载问题，对个别车轮产生的滑转，也是较为棘手的问题。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，两套静液压系统采用一个动力源，当关闭换向阀时，各自独立工作，当打开换向阀时，采用两套液压系统驱动前、后桥，各泵间同步变量，使前、后桥中驱动轮轮缘线速度基本相同，但允许有不同的压力以适应不同的转矩需求。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，其特征在于，包括输入构件、离合器组件、后桥输出构件、前桥输出构件、机械传动总成和液压传动总成；所述输入构件与机械传动总成连接，所述机械传动总成与液压传动总成连接；所述液压传动总成分别与后桥输出构件和前桥输出构件连接；所述离合器组件将机械传动总成连接到液压传动总成、将液压传动总成分别连接到后桥输出构件与前桥输出构件，所述离合器组件提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件中的一种或者二种组合的连续传动比。
进一步，通过选择性控制所述离合器组件的接合，提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件之间的传动方式包括：前桥驱动、后桥驱动和双桥驱动。
进一步，所述液压传动总成包括后桥液压传动总成和前桥液压传动总成；所述机械传动总成分别与后桥液压传动总成和前桥液压传动总成连接；所述后桥液压传动总成与后桥输出构件连接，所述前桥液压传动总成与前桥输出构件连接。
进一步，所述离合器组件包括第三离合器和第四离合器，所述第三离合器用于选择性将机械传动总成连接到后桥液压传动总成以共同旋转；所述第四离合器用于选择性将机械传动总成连接到前桥液压传动总成以共同旋转。
进一步，通过选择性控制第三离合器的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间的后桥驱动；通过选择性控制第四离合器的接合，提供输入构件与前桥输出构件之间的前桥驱动。
进一步，所述后桥液压传动总成和前桥液压传动总成通过换向阀连通；通过选择性控制第三离合器和第四离合器的接合和控制换向阀得电，提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件之间的双桥驱动。
进一步，所述机械传动总成包括高档位齿轮副和低档位齿轮副；第一离合器用于选择性将低档位齿轮副连接到输入构件、输入构件连接到前桥液压传动总成以共同旋转；第二离合器用于选择性将高档位齿轮副连接到输入构件以共同旋转；所述高档位齿轮副和低档位齿轮副分别与后桥液压传动总成连接。
进一步，通过选择性控制第一离合器和第三离合器的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间的低速后桥驱动；通过选择性控制第二离合器和第三离合器的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间的高速后桥驱动；通过选择性控制第一离合器和第四离合器的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间的低速前桥驱动；通过选择性控制第三离合器、第四离合器和第一离合器的接合和控制换向阀得电，提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件之间的双桥驱动。
进一步，还包括动力输出总成，所述机械传动总成与动力输出总成连接；所述离合器组件还包括第五离合器，所述第五离合器用于选择性将机械传动总成连接到动力输出总成以共同旋转。
进一步，通过选择性控制第三离合器和第五离合器的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间有动力输出的后桥驱动；通过选择性控制第四离合器和第五离合器的接合，提供输入构件与前桥输出构件之间有动力输出的前桥驱动；通过选择性控制第三离合器、第四离合器和第五离合器的接合和控制换向阀得电，提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件之间有动力输出的双桥驱动。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，通过切换离合器和控制换向阀，实现前桥驱动、后桥驱动和双桥驱动的切换。
2.本发明所述的静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，在静止、前桥驱动、后桥驱动或双桥驱动时，都可根据要求输出动力以驱动工作装置。
3.本发明所述的静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，该系统结构简单、紧凑，可操作性强，布置灵活。
4.本发明所述的静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，由于车辆同向行驶时，后桥用变量泵和前桥用变量泵排量运行相反，且两种泵型号相同，故在中期维修时，可进行置换，以提高使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述的静液压驱动双轴的多功能变速传动装置原理图。
图中：
1-输入轴；2-机械传动总成；2-1-第一离合器；2-2-第二离合器；2-3-高档位齿轮副；2-4-低档位齿轮副；3-中间轴；4-后桥液压传动总成；4-1-第三离合器；4-2-后桥液压动力输入齿轮副；4-3-后桥液压动力输出齿轮副；4-4-后桥用定量马达；4-5-后桥用变量泵；5-动力输出总成；5-1-动力输出轴；5-2-第五离合器；5-3-动力输出齿轮副；5-4-动力输出液压泵；6-前输出轴；7-前桥液压传动总成；7-1-前桥液压动力输入齿轮副；7-2-第四离合器；7-3-前桥液压动力输出齿轮副；7-4-前桥用变量泵；7-5-前桥用定量马达；8-换向阀；9-后输出轴。
具体实施方式
下面接合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明所述的静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，包括输入轴1、离合器组件、后输出轴9、前输出轴6、机械传动总成2和液压传动总成；所述输入轴1与机械传动总成2连接，所述机械传动总成2与液压传动总成连接；所述液压传动总成分别与后输出轴9和前输出轴6连接；所述离合器组件将机械传动总成2连接到液压传动总成、将液压传动总成分别连接到后输出轴9与前输出轴6，所述离合器组件提供输入轴1与后输出轴9和前输出轴6中的一种或者二种组合的连续传动比。
所述液压传动总成包括后桥液压传动总成4和前桥液压传动总成7；所述后桥液压传动总成4包括后桥液压动力输入齿轮副4-2、后桥液压动力输出齿轮副4-3、后桥用定量马达4-4和后桥用变量泵4-5；所述后桥液压动力输入齿轮副4-2用于连接后桥用变量泵4-5与机械传动总成2；所述后桥用变量泵4-5与后桥用定量马达4-4连接，所述后桥液压动力输出齿轮副4-3用于连接后桥用定量马达4-4与后输出轴9；所述后桥液压动力输入齿轮副4-2上设有第三离合器4-1。所述前桥液压传动总成7包括前桥液压动力输入齿轮副7-1、前桥液压动力输出齿轮副7-3、前桥用变量泵7-4和前桥用定量马达7-5；所述前桥液压动力输入齿轮副7-1用于连接前桥用变量泵7-4与机械传动总成2；所述前桥液压动力输出齿轮副7-3用于连接前桥用定量马达7-5与前输出轴6；所述前桥用变量泵7-4与前桥用定量马达7-5连接；所述前桥液压动力输入齿轮副7-1上设有第四离合器7-2。所述后桥用变量泵4-5和后桥用定量马达4-4通过换向阀8与前桥用变量泵7-4和前桥用定量马达7-5连通。
所述机械传动总成2包括高档位齿轮副2-3和低档位齿轮副2-4；第一离合器2-1用于选择性将低档位齿轮副2-4连接到输入轴1，输入构件连接到前桥液压传动总成7以共同旋转；第二离合器2-2用于选择性将高档位齿轮副2-3连接到输入轴1以共同旋转；所述高档位齿轮副2-3和低档位齿轮副2-4分别通过中间轴3与后桥液压传动总成4连接；所述低档位齿轮副2-4带动动力输出轴5-1旋转，动力输出轴5-1与前桥液压传动总成7连接。
所述动力输出总成5包括动力输出轴5-1、动力输出齿轮副5-3和动力输出液压泵5-4；所述动力输出轴5-1与低档位齿轮副2-4连接，当第一离合器2-1接合时，低档位齿轮副2-4带动动力输出轴5-1旋转；所述动力输出轴5-1与动力输出液压泵5-4通过动力输出齿轮副5-3连接，所述动力输出齿轮副5-3上设有第五离合器5-2。
通过选择性控制所述离合器组件的接合，提供输入轴1与后输出轴9和前输出轴6之间的传动方式包括：前桥驱动、后桥驱动和双桥驱动。如表1所示：
表1变速传动装置各档位元件接合状态
| C<sub>1</sub> | C<sub>2</sub> | C<sub>3</sub> | C<sub>4</sub> | C<sub>5</sub> | V | |
| 静止(怠速) | 不工作 | |||||
| 静止(有动力输出) | ▲ | ▲ | 不工作 | |||
| 前桥驱动(无动力输出) | ▲ | ▲ | 不工作 | |||
| 前桥驱动(有动力输出) | ▲ | ▲ | ▲ | 不工作 | ||
| 后桥驱动(低档位，无动力输出) | ▲ | ▲ | 不工作 | |||
| 后桥驱动(低档位，有动力输出) | ▲ | ▲ | ▲ | 不工作 | ||
| 后桥驱动(高档位，无动力输出) | ▲ | ▲ | 不工作 | |||
| 后桥驱动(高档位，有动力输出) | ▲ | ▲ | ▲ | 不工作 | ||
| 双桥驱动(无动力输出) | ▲ | ▲ | ▲ | 工作 | ||
| 双桥驱动(有动力输出) | ▲ | ▲ | ▲ | ▲ | 工作 |
注：“▲”代表元件的接合状态。
表1中：C1为第一离合器2-1；C2为第二离合器2-2；C3为第三离合器4-1；C4为第四离合器7-2；C5为第五离合器5-2；V为换向阀8。
当C1和C5接合时，车辆处于静止状态，输出轴1传递动力给动力输出轴5-1，动力输出轴5-1带动动力输出齿轮副5-3旋转，从而使动力输出液压泵5-4工作，所述动力输出液压泵5-4可以输出压力给工作装置中的液压执行元件。
当C1和C4接合时，输出轴1传递动力给动力输出轴5-1，从动力输出轴5-1传递的动力经前桥液压动力输入齿轮副7-1，驱动前桥用变量泵7-4，从而带动前桥用定量马达7-5旋转，动力从前桥液压动力输出齿轮副7-3传递到前输出轴6上，实现前桥驱动。若此时C5接合，则所述动力输出液压泵5-4可以输出压力给工作装置中的液压执行元件，实现有动力输出的前桥驱动。
当C1和C3接合时，输出轴1通过低档位齿轮副2-4传递动力给中间轴3，从中间轴3传递的动力经后桥液压动力输入齿轮副4-2，驱动后桥用变量泵4-5，从而带动后桥用定量马达4-4旋转，动力从后桥液压动力输出齿轮副4-3传递到后输出轴9上，实现低速后桥驱动。若此时C5接合，则所述动力输出液压泵5-4可以输出压力给工作装置中的液压执行元件，实现有动力输出的低速后桥驱动。
当C2和C3接合时，输出轴1通过高档位齿轮副2-3传递动力给中间轴3，从中间轴3传递的动力经后桥液压动力输入齿轮副4-2，驱动后桥用变量泵4-5，从而带动后桥用定量马达4-4旋转，动力从后桥液压动力输出齿轮副4-3传递到后输出轴9上，实现高速后桥驱动。若此时C5接合，则所述动力输出液压泵5-4可以输出压力给工作装置中的液压执行元件，实现有动力输出的高速后桥驱动。
当C1、C3和C4接合且V得电时，输出轴1传递的发动机动力经机械传动总成2分为两路：一路经动力输出轴5-1传递到前桥液压动力输入齿轮副7-1上，再经前桥液压传动总成7，从前输出轴6传递到前桥上；另一路经高档位齿轮副2-3传递到后桥液压动力输入齿轮副4-2上，再经后桥液压传动总成4，从后输出轴9传递到后桥上。换向阀阀此时打开，使前、后桥中驱动轮轮缘线速度基本相同，但允许有不同的压力以适应不同的转矩需求，实现双桥驱动。若此时C5接合，则所述动力输出液压泵5-4可以输出压力给工作装置中的液压执行元件，实现有动力输出的双桥驱动。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，其特征在于，包括输入构件、离合器组件、后桥输出构件、前桥输出构件、机械传动总成（2）和液压传动总成；所述输入构件与机械传动总成（2）连接，所述机械传动总成（2）与液压传动总成连接；所述液压传动总成分别与后桥输出构件和前桥输出构件连接；所述离合器组件将机械传动总成（2）连接到液压传动总成、将液压传动总成分别连接到后桥输出构件与前桥输出构件，所述离合器组件提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件中的一种或者二种组合的连续传动比；所述液压传动总成包括后桥液压传动总成（4）和前桥液压传动总成（7）；所述机械传动总成（2）分别与后桥液压传动总成（4）和前桥液压传动总成（7）连接；所述后桥液压传动总成（4）与后桥输出构件连接，所述前桥液压传动总成（7）与前桥输出构件连接；所述离合器组件包括第三离合器（4-1）和第四离合器（7-2），所述第三离合器（4-1）用于选择性将机械传动总成（2）连接到后桥液压传动总成（4）以共同旋转；所述第四离合器（7-2）用于选择性将机械传动总成（2）连接到前桥液压传动总成（7）以共同旋转；所述后桥液压传动总成（4）和前桥液压传动总成（7）通过换向阀（8）连通；通过选择性控制第三离合器（4-1）和第四离合器（7-2）的接合和控制换向阀（8）得电，提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件之间的双桥驱动；
所述机械传动总成（2）包括高档位齿轮副（2-3）和低档位齿轮副（2-4）；第一离合器（2-1）用于选择性将低档位齿轮副（2-4）连接到输入构件、输入构件连接到前桥液压传动总成（7）以共同旋转；第二离合器（2-2）用于选择性将高档位齿轮副（2-3）连接到输入构件以共同旋转；所述高档位齿轮副（2-3）和低档位齿轮副（2-4）分别与后桥液压传动总成（4）连接；通过选择性控制第一离合器（2-1）和第三离合器（4-1）的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间的低速后桥驱动；通过选择性控制第二离合器（2-2）和第三离合器（4-1）的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间的高速后桥驱动；通过选择性控制第一离合器（2-1）和第四离合器（7-2）的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间的低速前桥驱动；通过选择性控制第三离合器（4-1）、第四离合器（7-2）和第一离合器（2-1）的接合和控制换向阀（8）得电，提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件之间的双桥驱动。
2.根据权利要求1所述的静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，其特征在于，通过选择性控制第三离合器（4-1）的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间的后桥驱动；通过选择性控制第四离合器（7-2）的接合，提供输入构件与前桥输出构件之间的前桥驱动。
3.根据权利要求1-2任一项所述的静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，其特征在于，还包括动力输出总成（5），所述机械传动总成（2）与动力输出总成（5）连接；所述离合器组件还包括第五离合器（5-2），所述第五离合器（5-2）用于选择性将机械传动总成（2）连接到动力输出总成（5）以共同旋转。
4.根据权利要求3所述的静液压驱动双轴的多功能变速传动装置，其特征在于，通过选择性控制第三离合器（4-1）和第五离合器（5-2）的接合，提供输入构件与后桥输出构件之间有动力输出的后桥驱动；通过选择性控制第四离合器（7-2）和第五离合器（5-2）的接合，提供输入构件与前桥输出构件之间有动力输出的前桥驱动；通过选择性控制第三离合器（4-1）、第四离合器（7-2）和第五离合器（5-2）的接合和控制换向阀（8）得电，提供输入构件与后桥输出构件和前桥输出构件之间有动力输出的双桥驱动。
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| GR01 | Patent grant | ||
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