CN111946793A - 一种带有能量管理机构的机液复合传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种带有能量管理机构的机液复合传动装置，包括输入构件、机械传动机构、能量管理机构、动力输出机构、输出构件、汇流机构、起步机构、液压传动机构、离合器组件和制动器组件；所述离合器组件将所述输入构件分别连接到机械传动机构、动力输出机构和液压传动机构，将能量管理机构分别连接到机械传动机构和动力输出机构；所述离合器组件和制动器组件提供输入构件与输出构件和/或动力输出机构之间，提供能量管理机构与输出构件和/或动力输出机构之间，提供能量管理机构和输入构件共同与输出构件和/或动力输出机构之间连续的传动比。本发明集液压传动、机液传动和机械传动为一体，实现传动机构和动力输出机构能量的回收再利用功能。

Description

一种带有能量管理机构的机液复合传动装置
技术领域
本发明涉及自动变速装置领域，特别涉及一种带有能量管理机构的机液复合传动装置。
背景技术
由液压传动和机械传动构成的机液复合传动装置适用于大功率农用或工程车辆。液压传动的低速大转矩特性适用于起步工况，机液传动的高效无级调速特性适用于作业工况，机械传动的高效变速特性适用于行驶工况，集液压传动、机液传动和机械传动为一体的机液复合传动装置具有较高的工程应用价值。
大功率车辆之所以功率较大，主要是动力源除提供传动系统外，还要提供给动力输出系统驱动其它装置对外做功。因此，合理分配传动系统和动力输出系统的能量，并对多余能量进行回收再利用，是提高此类车辆牵引功率和传动效率的重要环节。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种带有能量管理机构的机液复合传动装置。本发明集液压传动、机液传动和机械传动为一体，并能够实现传动机构和动力输出机构能量的回收再利用功能。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种带有能量管理机构的机液复合传动装置，包括输入构件、机械传动机构、能量管理机构、动力输出机构、输出构件、汇流机构、起步机构、液压传动机构、离合器组件和制动器组件；所述离合器组件将所述输入构件分别连接到机械传动机构、动力输出机构和液压传动机构，将液压传动机构的输出分别连接到机械传动机构和输出构件，将机械传动机构的输出与汇流机构连接，将所述输出构件与汇流机构连接，将能量管理机构分别连接到机械传动机构和动力输出机构；所述离合器组件和制动器组件提供输入构件与输出构件和/或动力输出机构之间，提供能量管理机构与输出构件和/或动力输出机构之间，提供能量管理机构和输入构件共同与输出构件和/或动力输出机构之间连续的传动比。
进一步，通过调节液压传动机构的排量比和选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供输入构件与输出构件之间的传动方式包括：液压传动、机液传动和机械传动。
进一步，所述机械传动机构包括前行星齿轮机构和中行星齿轮机构，所述前行星齿轮机构的行星架与输入构件连接，所述前行星齿轮机构的行星架与中行星齿轮机构的齿圈连接，所述前行星齿轮机构的太阳轮与中行星齿轮机构的太阳轮连接，中行星齿轮机构的太阳轮与液压传动机构输出端连接；所述汇流机构包括后行星齿轮机构，所述后行星齿轮机构的齿圈与输出构件连接，所述离合器组件将前行星齿轮机构的齿圈或中行星齿轮机构的行星架与后行星齿轮机构的太阳轮连接；
所述离合器组件包括离合器C2和离合器C3；所述离合器C2用于选择性的将液压传动机构的输入端与输入构件连接以共同旋转；所述离合器C3用于选择性的将液压传动机构的输出端与输出构件连接以共同旋转；通过调节液压传动机构的排量比和选择性控制所述离合器C2和离合器C3的接合，提供输入构件与输出构件之间的连续前进或后退液压传动。
进一步，所述离合器组件还包括离合器C1、离合器C4、离合器C5和离合器C6；所述离合器C1用于选择性的将输入构件与前行星齿轮机构的行星架连接以共同旋转；所述离合器C4用于选择性的将中行星齿轮机构的行星架与后行星齿轮机构的太阳轮连接以共同旋转；所述离合器C5用于选择性的将前行星齿轮机构的齿圈与后行星齿轮机构的太阳轮连接以共同旋转；所述离合器C6用于选择性的将后行星齿轮机构的齿圈与后行星齿轮机构的太阳轮连接以共同旋转；所述制动器组件包括制动器B2，所述制动器B2用于选择性的将后行星齿轮行星架连接到固定件；通过调节液压传动机构的排量比和选择性控制所述离合器C1、离合器C2、离合器C4、离合器C5、离合器C6和制动器B2的接合，提供输入构件与输出构件之间的连续前进或后退的机液传动。
进一步，接合所述离合器C1、离合器C2、离合器C4和离合器C6，接合所述离合器C1、离合器C2、离合器C5和离合器C6，接合所述离合器C1、离合器C2、离合器C4和制动器B2，接合所述离合器C1、离合器C2、离合器C5和制动器B2，分别提供输入构件与输出构件之间前进或后退各自相异的机液传动。
进一步，所述制动器组件还包括制动器B1；所述制动器B1用于选择性的将液压传动机构的输出端连接到固定件；接合所述离合器C1、离合器C4、离合器C6和制动器B1，接合所述离合器C1、离合器C5、离合器C6和制动器B1，接合所述离合器C1、离合器C4、制动器B1和制动器B2，接合所述离合器C1、离合器C5、制动器B1和制动器B2，分别提供输入构件与输出构件之间前进或后退各自相异的机械传动。
进一步，所述能量管理机构包括泵/马达机构、电磁换向阀V1、先导比例溢流阀V2、蓄能器A1、电磁换向阀V3、先导比例溢流阀V4和蓄能器A2；所述泵/马达机构分别与蓄能器A1和蓄能器A2连接；所述电磁换向阀V1用于控制泵/马达机构与蓄能器A1连接，泵/马达机构与蓄能器A1之间安装先导比例溢流阀V2，所述电磁换向阀V3用于控制泵/马达机构与蓄能器A2连接，泵/马达机构与蓄能器A2之间先导比例溢流阀V4；所述离合器组件还包括离合器C7、离合器C8和离合器C9，所述离合器C7用于选择性的将泵/马达机构与前行星齿轮机构的行星架连接以共同旋转；所述离合器C9用于选择性的将泵/马达机构与动力输出机构连接以共同旋转；所述离合器C8用于选择性的将输入构件与动力输出机构连接以共同旋转。
进一步，当所述输出构件制动时，接合所述离合器C7、制动器B1和离合器C4，或接合所述离合器C7、制动器B1和离合器C5，分别提供输出构件与泵/马达机构之间连续的传动比；通过选择性的控制电磁换向阀V1和电磁换向阀V3，用于将所述输出构件制动时产生的能量输入蓄能器A1或/和蓄能器A2；
当所述动力输出机构制动时，接合所述离合器C9提供动力输出机构与泵/马达机构之间连续的传动比；通过选择性的控制电磁换向阀V1和电磁换向阀V3，用于将所述动力输出机构制动时产生的能量输入蓄能器A1或/和蓄能器A2。
进一步，通过选择性控制电磁换向阀V1和/或电磁换向阀V3使蓄能器A1或/和蓄能器A2作为能量管理机构的输出；
接合离合器C1、离合器C2、离合器C3和离合器C7，提供能量管理机构与输出构件之间，能量管理机构和输入构件与输出构件之间连续的传动比；
接合离合器C9提供能量管理机构与动力输出机构之间连续的传动比；
接合离合器C8和离合器C9，提供输入构件和能量管理机构与动力输出机构之间连续的传动比。
进一步，接合所述离合器C8和离合器C9，接合所述离合器C1和离合器C7、分别提供输入构件与泵/马达机构之间连续的传动比；通过选择性的控制电磁换向阀V1和电磁换向阀V3，用于将所述输入构件的能量输入蓄能器A1或/和蓄能器A2。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，为一款集液压传动、机液传动和机械传动为一体的多模式机液复合传动装置，适用于不同工况的要求。
2.本发明所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，采用不同的蓄能系统增加能量管理机构的自由度，能量管理机构可单独，或与发动机一道驱动传动机构或动力输出机构。
3.本发明所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，发动机先给能量管理机构存储能量，然后能量管理机构释放能量，与发动机一起满足极端工况的动力性要求；
4.本发明所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，通过控制汇流机构中离合器C6或制动器B2的接合，或改变液压传动机构的排量比的正负，控制能量管理机构中泵/马达机构的旋转方向。
附图说明
图1为本发明的结构原理图；
图2为本发明的F(H)档位功率流向示意图；
图3为本发明的F1(HM)档位功率流向示意图；
图4为本发明的F2(HM)档位功率流向示意图；
图5为本发明的R(H)档位功率流向示意图；
图6为本发明的R1(HM)档位功率流向示意图；
图7为本发明的R2(HM)档位功率流向示意图；
图8为本发明的输出-输入转速比与排量比关系图；
图9为本发明的传动机构能量回收功率流向示意图；
图10为本发明的动力输出机构能量回收功率流向示意图；
图11为本发明的能量管理机构单独驱动传动机构功率流向示意图；
图12为本发明的能量管理机构和发动机共同驱动传动机构功率流向示意图；
图13为本发明的能量管理机构单独驱动动力输出机构功率流向示意图；
图14为本发明的能量管理机构和发动机共同驱动动力输出机构功率流向示意图。
图15本发明的发动机向能量管理机构储能功率流向示意图。
图中：
1-输入轴；2-机械传动机构；21-离合器C1；22-前行星齿轮行星架；23-前行星齿轮太阳轮；24-中行星齿轮太阳轮；25-中行星齿轮齿圈；26-中行星齿轮行星架；27-前行星齿轮齿圈；28-离合器C4；29-离合器C5；3-能量管理机构；31-传动机构与能量管理机构齿轮副；32-离合器C7；33-泵/马达机构；34-电磁换向阀V1；35-先导比例溢流阀V2；36-蓄能器A1；37-电磁换向阀V3；38-先导比例溢流阀V4；39-蓄能器A2；310-动力输出机构与能量管理机构齿轮副；311-离合器C9；4-动力输出机构；41-动力输出齿轮副；42-离合器C8；43-动力输出轴；5-输出轴；6-汇流机构；61-后行星齿轮太阳轮；62-后行星齿轮行星架；63-后行星齿轮齿圈；64-离合器C6；65-制动器B2；66-机械传动机构与汇流机构齿轮副；7-起步机构；71-起步机构齿轮副；72-离合器C3；8-液压传动机构；81-离合器C2；82-液压传动输入齿轮副；83-泵输入轴；84-变量泵；85-定量马达；86-马达输出轴；87-液压传动输出齿轮副；88-制动器B1。
具体实施方式
下面结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，本发明所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，包括输入轴1、机械传动机构2、能量管理机构3、动力输出机构4、输出轴5、汇流机构6、起步机构7、液压传动机构8、离合器组件和制动器组件。
所述液压传动机构8包括离合器C2 81、液压传动输入齿轮副82、泵输入轴83、变量泵84、定量马达85、马达输出轴86、液压传动输出齿轮副87和制动器B1 88。所述泵输入轴83与输入轴1通过液压传动输入齿轮副82连接，所述定量马达85的马达输出轴86通过液压传动输出齿轮副87与中行星齿轮太阳轮24，所述定量马达85的马达输出轴86还通过起步机构7的起步机构齿轮副71与输出轴5连接，所述变量泵84用于提供定量马达85的液压能。所述制动器B1 88用于选择性的将马达输出轴86连接到固定件；所述离合器C2 81用于选择性的将液压传动机构8的泵输入轴83通过液压传动输入齿轮副82与输入轴1连接以共同旋转。所述起步机构7包括起步机构齿轮副71和离合器C3 72；所述离合器C3 72用于选择性的将马达输出轴86通过起步机构齿轮副71与输出轴5连接以共同旋转。泵输入轴83带动变量泵84，变量泵84通过改变斜盘倾角驱动定量马达85，继而马达输出轴86输出动力给机械传动机构2或起步机构7。
所述机械传动机构2包括离合器C1 21、前行星齿轮行星架22、前行星齿轮太阳轮23、中行星齿轮太阳轮24、中行星齿轮齿圈25、中行星齿轮行星架26、前行星齿轮齿圈27、离合器C4 28和离合器C5 29。所述前行星齿轮行星架22、前行星齿轮太阳轮23和前行星齿轮齿圈27构成前行星齿轮机构；所述中行星齿轮太阳轮24、中行星齿轮齿圈25和中行星齿轮行星架26构成中行星齿轮机构；所述前行星齿轮行星架22作为机械传动机构2输入端，通过离合器C121与输入轴1连接，所述前行星齿轮行星架22与中行星齿轮齿圈25连接，所述前行星齿轮太阳轮23与中行星齿轮太阳轮24连接，并通过液压传动输出齿轮副87与马达输出轴86连接。前行星齿轮齿圈27和中行星齿轮行星架26可分别通过离合器C5 29和离合器C4 28与汇流机构6输入端连接。所述汇流机构6包括后行星齿轮太阳轮61、后行星齿轮行星架62、后行星齿轮齿圈63、离合器C6 64、制动器B2 65和机械传动机构与汇流机构齿轮副66；所述后行星齿轮太阳轮61、后行星齿轮行星架62和后行星齿轮齿圈63构成后行星齿轮机构；后行星齿轮齿圈63与输出轴5连接。所述离合器C1 21用于选择性连接输入轴1和前行星齿轮行星架22；所述离合器C4 28用于选择性的将中行星齿轮行星架26通过机械传动机构与汇流机构齿轮副66与后行星齿轮太阳轮61连接以共同旋转；所述离合器C5 29用于选择性的将前行星齿轮齿圈27通过机械传动机构与汇流机构齿轮副66与后行星齿轮太阳轮61连接以共同旋转；所述离合器C6 64用于选择性的将后行星齿轮太阳轮61和后行星齿轮齿圈63连接；所述制动器B2 65用于选择性的将后行星齿轮行星架62固定。
能量管理机构3包括传动机构与能量管理机构齿轮副31、离合器C7 32、泵/马达机构33、电磁换向阀V1 34、先导比例溢流阀V2 35、蓄能器A1 36、电磁换向阀V3 37、先导比例溢流阀V4 38、蓄能器A2 39，动力输出机构与能量管理机构齿轮副310和离合器C9 311；所述泵/马达机构33为可以在泵和液压马达之间进行功能切换的装置，即当泵/马达机构33输入机械能，所述泵/马达机构33输出液压能，当泵/马达机构33输入液压能，所述泵/马达机构33输出机械能。所述泵/马达机构33通过传动机构与能量管理机构齿轮副31与前行星齿轮行星架22连接。所述泵/马达机构33通过动力输出机构与能量管理机构齿轮副310与动力输出机构4连接；所述电磁换向阀V134、先导比例溢流阀V235和蓄能器A136连接，构成第一蓄能系统，所述电磁换向阀V337、先导比例溢流阀V438和蓄能器A239连接，构成第二蓄能系统，所述第一蓄能系统和第二蓄能系统并联，并与泵/马达机构33连接。所述动力输出机构4包括动力输出齿轮副41、离合器C8 42和动力输出轴43；动力输出轴43通过动力输出齿轮副41与输入轴1连接。所述离合器C7 32用于选择性的将泵/马达机构33通过传动机构与能量管理机构齿轮副31与前行星齿轮行星架22连接以共同旋转；所述离合器C9 311用于选择性的将泵/马达机构33通过动力输出机构与能量管理机构齿轮副310与动力输出轴43连接以共同旋转；所述离合器C8 42用于选择性的将输入轴1通过动力输出齿轮副41与动力输出轴43连接以共同旋转。
通过调节液压传动机构8的排量比和选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供输入构件与输出构件之间的传动方式包括：液压传动、机液传动和机械传动。下面结合表1具体举例说明：
如图2和图5所示，液压传动包括前进液压传动F(H)和后退液压传动R(H)。
本发明的F(H)档位功率流向如图2所示。当接合离合器C2 81和离合器C3 72时，发动机提供的动力经输入轴1、液压传动机构8和起步机构7，从输出轴5输出，当液压传动机构8的排量比为正时，为F(H)档位。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000061
式中，no为输出轴转速，nI为输入轴转速，e为液压传动机构的排量比，i1为液压传动输入齿轮副82的传动比。i3为起步机构齿轮副71的传动比。
本发明的R(H)档位功率流向如图5所示。当接合离合器C2 81和离合器C3 72时，发动机提供的动力经输入轴1、液压传动机构8和起步机构7，从输出轴5输出，当液压传动机构8的排量比为负时，为R(H)档位。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000062
如图3、图4、图6和图7所示，机液传动包括前进机液传动F1(HM)、前进机液传动F2(HM)、后退机液传动R1(HM)、后退机液传动R2(HM)。
本发明的F1(HM)档位功率流向如图3所示。当接合离合器C1 21、离合器C2 81、离合器C4 28和离合器C6 64时，发动机提供的动力在输入轴1处分流，一路经前行星齿轮行星架22传递到中行星齿轮齿圈25，一路经液压传动机构8传递到中行星齿轮太阳轮24，到达中行星齿轮齿圈25的机械动力和到达中行星齿轮太阳轮24的液压动力在中行星齿轮行星架26处汇流后，经机械传动机构与汇流机构齿轮副66传递到汇流机构6，此时汇流机构6连为一体，动力从输出轴5输出。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000071
式中，i2为液压传动输出齿轮副的传动比，k2为中行星齿轮机构特性参数。
本发明的F2(HM)档位功率流向如图4所示。当接合离合器C1 21、离合器C2 81、离合器C5 29和离合器C6 64时，发动机提供的动力在输入轴1处分流，一路直接传递到前行星齿轮行星架22，一路经液压传动机构8传递到前行星齿轮太阳轮23，到达前行星齿轮行星架22的机械动力和到达前行星齿轮太阳轮23的液压动力在前行星齿轮齿圈27处汇流后，经机械传动机构与汇流机构齿轮副66传递到汇流机构6，此时汇流机构6连为一体，动力从输出轴5输出。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000072
式中，k1为前行星齿轮机构特性参数。
本发明的R1(HM)档位功率流向如图6所示。当接合离合器C1 21、离合器C2 81、离合器C4 28和制动器B2 65时，发动机提供的动力在输入轴1处分流，一路经前行星齿轮行星架22传递到中行星齿轮齿圈25，一路经液压传动机构8传递到中行星齿轮太阳轮24，到达中行星齿轮齿圈25的机械动力和到达中行星齿轮太阳轮24的液压动力在中行星齿轮行星架26处汇流后，经机械传动机构与汇流机构齿轮副66传递到后行星齿轮太阳轮61，经后行星齿轮齿圈63，从输出轴5输出。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000073
式中，k3为后行星齿轮机构特性参数。
本发明的R2(HM)档位功率流向如图7所示。当接合离合器C1 21、离合器C2 81、离合器C5 29和制动器B2 65时，发动机提供的动力在输入轴1处分流，一路直接传递到前行星齿轮行星架22，一路经液压传动机构8传递到前行星齿轮太阳轮23，到达前行星齿轮行星架22的机械动力和到达前行星齿轮太阳轮23的液压动力在前行星齿轮齿圈27处汇流后，经机械传动机构与汇流机构齿轮副66传递到后行星齿轮太阳轮61，再经后行星齿轮齿圈63，从输出轴5输出。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000081
机械传动包括前进机械传动F1(M)、前进机械传动F2(M)、后退机械传动R1(M)、后退机械传动R2(M)。
本发明的F1(M)档位功率流向借鉴图3所示，此时液压路不传递动力。当接合离合器C1 21、离合器C4 28、离合器C6 64和制动器B1 88时，发动机提供的动力经输入轴1、前行星齿轮行星架22、中行星齿轮齿圈25、中行星齿轮行星架26、机械传动机构与汇流机构齿轮副66和汇流机构6，从输出轴5输出。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000082
本发明的F2(M)档位功率流向借鉴图4所示，此时液压路不传递动力。当接合离合器C1 21、离合器C5 29、离合器C6 64和制动器B1 88时，发动机提供的动力经输入轴1、前行星齿轮行星架22、前行星齿轮齿圈27、机械传动机构与汇流机构齿轮副66和汇流机构6，从输出轴5输出。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000083
本发明的R1(M)档位功率流向借鉴图6所示，此时液压路不传递动力。当接合离合器C1 21、离合器C4 28、制动器B1 88和制动器B2 65时，发动机提供的动力经输入轴1、前行星齿轮行星架22、中行星齿轮齿圈25、中行星齿轮行星架26、机械传动机构与汇流机构齿轮副66、后行星齿轮太阳轮61和后行星齿轮齿圈63，从输出轴5输出。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000084
本发明的R2(M)档位功率流向借鉴图7所示，此时液压路不传递动力。当接合离合器C1 21、离合器C5 29、制动器B1 88和制动器B2 65时，发动机提供的动力经输入轴1、前行星齿轮行星架22、前行星齿轮齿圈27、机械传动机构与汇流机构齿轮副66、后行星齿轮太阳轮61和后行星齿轮齿圈63，从输出轴5输出。此时，输出轴转速与发动机转速关系为：
Figure BDA0002591673730000091
表1各元件接合表
Figure BDA0002591673730000092
表中：1.“B”代表制动器，“C”代表离合器，“F”代表前进挡，“R”代表后退档，“H”代表液压传动，“M”代表机械传动，“HM”代表机液复合传动。
2.“▲”代表换挡元件接合，“△”代表换挡元件分离。
实施例，选取参数如下：i1i21.00，i1i31.00，k11.56，k2k32.56。
本发明的输出-输入转速比与排量比关系如图8所示。当e∈[0，1.00]范围内，F(H)档位调速范围为[0，1.00]nI；当e∈[-1.00，1.00]范围内，F1(HM)档位调速范围为[0.44，1.00]nI；当e∈[-1.00，1.00]范围内，F2(HM)档位调速范围为[1.00，2.28]nI；当e∈[-1.00，0]范围内，R(H)档位调速范围为[-1.00，0]nI；当e∈[-1.00，1.00]范围内，R1(HM)档位调速范围为[-0.39，-0.17]nI；R2(HM)档位调速范围为[-0.89，-0.39]nI。F1(M)档位和F2(M)档位的速度分别为0.72nI和1.64nI；R1(M)档位和R2(M)档位的速度分别为-0.28nI和-0.64nI。当e＝1.00时，F(H)档位切换到F1(HM)档位可实现无动力中断调速，此时no＝nI；当e＝1.00时，F(H)档位切换到F2(HM)档位可实现无动力中断调速，此时no＝nI；当e＝1.00时，F1(HM)档位切换到F2(HM)档位可实现无动力中断调速，此时no＝nI。当e＝-0.25时，R(H)档位切换到R1(HM)档位可实现无动力中断调速，此时no＝-0.25nI；当e＝-0.85时，R(H)档位切换到R2(HM)档位可实现无动力中断调速，此时no＝-0.85nI；当e＝1.00时，R1(HM)档位切换到R2(HM)档位可实现无动力中断调速，此时no＝-0.39nI。
电磁换向阀V1 34、先导比例溢流阀V2 35和蓄能器A1 36连接，构成第一蓄能系统。通电磁换向阀V1 34控制液压油通断，先导比例溢流阀V2 35控制系统压力，小蓄能系统单独使用适用于低制动能量工况。
电磁换向阀V3 37、先导比例溢流阀V4 38和蓄能器A2 39连接，构成第二蓄能系统。电磁换向阀V3 37控制液压油通断，先导比例溢流阀V4 38控制系统压力，第二蓄能系统单独使用适用于中制动能量工况。
第一蓄能系统和第二蓄能系统共同使用适用于大制动能量工况。此时电磁换向阀V1 34和电磁换向阀V3 37分别控制第一蓄能系统和第二蓄能系统的液压油通断，此刻所述先导比例溢流阀V2 35和先导比例溢流阀V4 38的设定压力相同。
传动机构制动能量回收功率流向如图9所示，当所述输出轴5制动时，泵/马达机构33的旋转方向由汇流机构6决定，接合所述离合器C7 32、制动器B1 88和离合器C4 28，接合所述离合器C7 32、制动器B1 88和离合器C5 29，分别提供输出构件与泵/马达机构33之间连续的传动比；传动机构产生的制动能量经汇流机构6、机械传动机构2、传动机构与能量管理机构齿轮副31和离合器C732，传递到泵/马达机构33。通过选择性单独控制电磁换向阀V134或电磁换向阀V337，将所述输出构件制动时产生的能量输入到蓄能器A136或蓄能器A239里，此时蓄能器A136或蓄能器A239内的蓄能大小由先导比例溢流阀V235或先导比例溢流阀V438分别控制；通过选择性共同控制电磁换向阀V134和电磁换向阀V337，将所述输出构件制动时产生的能量输入到蓄能器A136和蓄能器A239里，此时先导比例溢流阀V235和先导比例溢流阀V438的设定值相同，且决定蓄能器A136和蓄能器A239内的蓄能大小。
动力输出机构制动能量回收功率流向如图10所示，当所述动力输出机构4制动时，接合所述离合器C9 311，动力输出机构产生的制动能量经离合器C9311和动力输出机构与能量管理机构齿轮副310，传递到泵/马达机构33。通过选择性单独控制电磁换向阀V134或电磁换向阀V337，将所述动力输出机构4制动时产生的能量输入到蓄能器A136或蓄能器A239里，此时蓄能器A136或蓄能器A239内的蓄能大小由先导比例溢流阀V235或先导比例溢流阀V438分别控制；通过选择性共同控制电磁换向阀V134和电磁换向阀V337，将所述动力输出机构4制动时产生的能量输入到蓄能器A136和蓄能器A239里，此时先导比例溢流阀V235和先导比例溢流阀V438的设定值相同，且决定蓄能器A136和蓄能器A239内的蓄能大小。
能量管理机构单独驱动传动机构功率流向如图11所示，此时只需接合离合器C121、离合器C2 81、离合器C3 72和离合器C7 32，能量管理机构3输出的动力经传动机构与能量管理机构齿轮副31、输入轴1、液压传动机构8和起步机构7，从输出轴5输出。
能量管理机构和发动机共同驱动传动机构功率流向如图12所示，此时只需接合离合器C1 21、离合器C2 81、离合器C3 72和离合器C7 32，能量管理机构3输出的动力经传动机构与能量管理机构齿轮副31，与传递到输入轴1的发动机动力混合，混合动力经液压传动机构8和起步机构7，从输出轴5输出。
能量管理机构单独驱动动力输出机构功率流向如图13所示，此时只需接合离合器C9 311，能量管理机构3输出的动力经动力输出机构与能量管理机构齿轮副310和离合器C9311，从动力输出轴43输出。
能量管理机构和发动机共同驱动动力输出机构功率流向如图14所示，此时只需接合离合器C8 42和离合器C9 311，能量管理机构3输出的动力经传动机构与能量管理机构齿轮副31和C9 311，与经动力输出齿轮副41和离合器C8 42传递到动力输出轴43的发动机动力汇合，从动力输出轴43输出。
通过选择性单独控制电磁换向阀V134或电磁换向阀V337，将存储到蓄能器A136或蓄能器A239里的能量分别释放出来，此时泵/马达机构33的输入油压由先导比例溢流阀V235或先导比例溢流阀V438分别控制；通过选择性共同控制电磁换向阀V134和电磁换向阀V337，将存储到蓄能器A136和蓄能器A239里的能量同时释放出来，此时先导比例溢流阀V235和先导比例溢流阀V438油压的设定值相同，共同决定泵/马达机构33的输入油压。
发动机向能量管理机构储能功率流向如图15所示，有两种方式；当离合器C8 42和离合器C9 311接合时为方式一，发动机动力经动力输出齿轮副41、离合器C8 42、离合器C9311和动力输出机构与能量管理机构齿轮副310，传递到能量管理机构3，此时泵/马达机构33旋转方向与发动机旋转方向相同；当离合器C1 21和离合器C7 32接合时为方式二，发动机动力经传动机构与能量管理机构齿轮副31和离合器C7 32，传递到能量管理机构3，此时泵/马达机构33旋转方向与发动机旋转方向相反。通过选择性单独控制电磁换向阀V134或电磁换向阀V337，将所述发动机传递的能量输入到蓄能器A136或蓄能器A239里，此时蓄能器A136或蓄能器A239内的蓄能大小由先导比例溢流阀V235或先导比例溢流阀V438分别控制；通过选择性共同控制电磁换向阀V134和电磁换向阀V337，将所述输入轴1制动时产生的能量输入到蓄能器A136和蓄能器A239里，此时先导比例溢流阀V235和先导比例溢流阀V438的设定值相同，且决定蓄能器A136和蓄能器A239内的蓄能大小。
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 (10)

1.一种带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，包括输入构件、机械传动机构(2)、能量管理机构(3)、动力输出机构(4)、输出构件、汇流机构(6)、起步机构(7)、液压传动机构(8)、离合器组件和制动器组件；所述离合器组件将所述输入构件分别连接到机械传动机构(2)、动力输出机构(4)和液压传动机构(8)，将液压传动机构(8)的输出分别连接到机械传动机构(2)和输出构件，将机械传动机构(2)的输出与汇流机构(6)连接，将所述输出构件与汇流机构(6)连接，将能量管理机构(3)分别连接到机械传动机构(2)和动力输出机构(4)；所述离合器组件和制动器组件提供输入构件与输出构件和/或动力输出机构(7)之间，提供能量管理机构(3)与输出构件和/或动力输出机构(7)之间，提供能量管理机构(3)和输入构件共同与输出构件和/或动力输出机构(7)之间连续的传动比。
2.根据权利要求1所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，通过调节液压传动机构(8)的排量比和选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供输入构件与输出构件之间的传动方式包括：液压传动、机液传动和机械传动。
3.根据权利要求2所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，所述机械传动机构(2)包括前行星齿轮机构和中行星齿轮机构，所述前行星齿轮机构的行星架与输入构件连接，所述前行星齿轮机构的行星架与中行星齿轮机构的齿圈连接，所述前行星齿轮机构的太阳轮与中行星齿轮机构的太阳轮连接，中行星齿轮机构的太阳轮与液压传动机构(8)输出端连接；所述汇流机构(6)包括后行星齿轮机构，所述后行星齿轮机构的齿圈与输出构件连接，所述离合器组件将前行星齿轮机构的齿圈或中行星齿轮机构的行星架与后行星齿轮机构的太阳轮连接；
所述离合器组件包括离合器C2(81)和离合器C3(72)；所述离合器C2(81)用于选择性的将液压传动机构(8)的输入端与输入构件连接以共同旋转；所述离合器C3(72)用于选择性的将液压传动机构(8)的输出端与输出构件连接以共同旋转；通过调节液压传动机构(8)的排量比和选择性控制所述离合器C2(81)和离合器C3(72)的接合，提供输入构件与输出构件之间的连续前进或后退液压传动。
4.根据权利要求3所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，所述离合器组件还包括离合器C1(21)、离合器C4(28)、离合器C5(29)和离合器C6(64)；所述离合器C1(21)用于选择性的将输入构件与前行星齿轮机构的行星架连接以共同旋转；所述离合器C4(28)用于选择性的将中行星齿轮机构的行星架与后行星齿轮机构的太阳轮连接以共同旋转；所述离合器C5(29)用于选择性的将前行星齿轮机构的齿圈与后行星齿轮机构的太阳轮连接以共同旋转；所述离合器C6(64)用于选择性的将后行星齿轮机构的齿圈与后行星齿轮机构的太阳轮连接以共同旋转；所述制动器组件包括制动器B2(65)，所述制动器B2(65)用于选择性的将后行星齿轮机构的行星架连接到固定件；通过调节液压传动机构(8)的排量比和选择性控制所述离合器C1(21)、离合器C2(81)、离合器C4(28)、离合器C5(29)、离合器C6(64)和制动器B2(65)的接合，提供输入构件与输出构件之间的连续前进或后退的机液传动。
5.根据权利要求4所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，接合所述离合器C1(21)、离合器C2(81)、离合器C4(28)和离合器C6(64)，接合所述离合器C1(21)、离合器C2(81)、离合器C5(29)和离合器C6(64)，接合所述离合器C1(21)、离合器C2(81)、离合器C4(28)和制动器B2(65)，接合所述离合器C1(21)、离合器C2(81)、离合器C5(29)和制动器B2(65)，分别提供输入构件与输出构件之间前进或后退各自相异的机液传动。
6.根据权利要求4所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，所述制动器组件还包括制动器B1(88)；所述制动器B1(88)用于选择性的将液压传动机构(8)的输出端连接到固定件；接合所述离合器C1(21)、离合器C4(28)、离合器C6(64)和制动器B1(88)，接合所述离合器C1(21)、离合器C5(29)、离合器C6(64)和制动器B1(88)，接合所述离合器C1(21)、离合器C4(28)、制动器B1(88)和制动器B2(65)，接合所述离合器C1(21)、离合器C5(29)、制动器B1(88)和制动器B2(65)，分别提供输入构件与输出构件之间前进或后退各自相异的机械传动。
7.根据权利要求6所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，所述能量管理机构(3)包括泵/马达机构(33)、电磁换向阀V1(34)、先导比例溢流阀V2(35)、蓄能器A1(36)、电磁换向阀V3(37)、先导比例溢流阀V4(38)和蓄能器A2(39)；所述泵/马达机构(33)分别与蓄能器A1(36)和蓄能器A2(39)连接；所述电磁换向阀V1(34)用于控制泵/马达机构(33)与蓄能器A1(36)连接，泵/马达机构(33)与蓄能器A1(36)之间安装先导比例溢流阀V2(35)，所述电磁换向阀V3(37)用于控制泵/马达机构(33)与蓄能器A2(39)连接，泵/马达机构(33)与蓄能器A2(39)之间安装先导比例溢流阀V4(38)；所述离合器组件还包括离合器C7(32)、离合器C8(42)和离合器C9(311)，所述离合器C7(32)用于选择性的将泵/马达机构(33)与前行星齿轮机构的行星架连接以共同旋转；所述离合器C9(311)用于选择性的将泵/马达机构(33)与动力输出机构(4)连接以共同旋转；所述离合器C8(42)用于选择性的将输入构件与动力输出机构(4)连接以共同旋转。
8.根据权利要求7所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，当所述输出构件制动时，接合所述离合器C7(32)、制动器B1(88)和离合器C4(28)，或接合所述离合器C7(32)、制动器B1(88)和离合器C5(29)，分别提供输出构件与泵/马达机构(33)之间连续的传动比；通过选择性的控制电磁换向阀V1(34)和电磁换向阀V3(37)，用于将所述输出构件制动时产生的能量输入蓄能器A1(36)或/和蓄能器A2(39)；
当所述动力输出机构(4)制动时，接合所述离合器C9(311)提供动力输出机构(4)与泵/马达机构(33)之间连续的传动比；通过选择性的控制电磁换向阀V1(34)和电磁换向阀V3(37)，用于将所述动力输出机构(4)制动时产生的能量输入蓄能器A1(36)或/和蓄能器A2(39)。
9.根据权利要求7所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，通过选择性控制电磁换向阀V1(34)和/或电磁换向阀V3(37)，使蓄能器A1(36)或/和蓄能器A2(39)作为能量管理机构(3)的输出；
接合离合器C1(21)、离合器C2(81)、离合器C3(72)和离合器C7(32)，提供能量管理机构(3)与输出构件之间，能量管理机构(3)和输入构件与输出构件之间连续的传动比；
接合离合器C9(311)提供能量管理机构(3)与动力输出机构(4)之间连续的传动比；
接合离合器C8(42)和离合器C9(311)，提供能量管理机构(3)和输入构件与动力输出机构(4)之间连续的传动比。
10.根据权利要求7所述的带有能量管理机构的机液复合传动装置，其特征在于，接合所述离合器C8(42)和离合器C9(311)，接合所述离合器C1(21)和离合器C7(32)，分别提供输入构件与泵/马达机构(33)之间连续的传动比；通过选择性的控制电磁换向阀V1(34)和电磁换向阀V3(37)，用于将所述输入构件的能量输入蓄能器A1(36)或/和蓄能器A2(39)。
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