CN113983140B - 一种大扭矩的液压机械复合式综合传动装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其第一行星排连接液压变量泵、调速马达和发动机进行功率耦合，第二行星排和第三行星排降速增扭，行星排执行元件在这三个行星排内设置三个离合器和两个制动器；本方案根据行星排执行元件的工作状态不同和液压变量泵相对变量率(排量比)ε的变化，可以实现宽传动范围的无级变速，实现了输出功率对液压功率的放大作用，输出更大的扭矩，能够满足车辆复杂工况的需求，且灵活性高，装置结构精简。本发明还公开了一种应用上述大扭矩的液压机械复合式综合传动装置的车辆。

Description

一种大扭矩的液压机械复合式综合传动装置和车辆
技术领域
本发明涉及技术车辆传动领域，特别涉及一种大扭矩的液压机械复合式综合传动装置和车辆。
背景技术
传动装置把动力源的运动和动力传递给执行机构，可以改变运动速度、运动方式和力或转矩的大小。
其中，液力机械复合传动装置适用于特种作业车辆，如履带式车辆或工程车辆，以扩大发动机有限转矩和转速范围，满足复杂道路行驶所需驱动力和速度要求。
现有结构车辆对困难路面的适应能力还有待进一步提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，可提高车辆对困难路面的适应能力，同时也可以将液压泵马达的排量降低，可减小尺寸，降低成本。
本发明还提供了一种应用上述大扭矩的液压机械复合式综合传动装置的车辆。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，包括：传动轴、设置于多根所述传动轴之间的、机械传动部和液压传动部；
所述传动轴包括：第一轴和第二轴；
所述机械传动部包括：第一行星排、第二行星排、第三行星排、汇流行星排、动力输入齿轮组和行星排执行元件；
所述液压传动部包括：液压变量泵和调速马达；
来自发动机的动力依次经过所述动力输入齿轮组和所述第一轴与所述液压变量泵的输出汇流后传递至第四齿轮；
所述行星排执行元件包括：第零离合器、第一离合器、第二离合器、第一制动器和第二制动器；
所述第零离合器连接所述第四齿轮和第五齿轮，所述第五齿轮连接于所述第一行星排的第一行星轮，所述第一行星排的第一齿圈连接于所述第二行星排的第二太阳轮，所述第二太阳轮连接于所述第三行星排的第三太阳轮；所述第一制动器用于制动所述第一行星排的第一行星架；
所述第一离合器连接所述第一行星架和所述第二行星排的第二行星架；所述第二行星排的第二齿圈连接于所述第三行星排的第三行星轮；所述第二制动器用于制动所述第三行星排的第三齿圈；所述第二离合器连接所述第三齿圈和所述第三行星排的第三行星架；
所述第三行星架连接于所述第二轴；所述汇流行星排的第四齿圈连接于所述第二轴，所述汇流行星排的第四太阳轮输出动力。
优选地，所述动力输入齿轮组途经所述液压变量泵的输出汇流后至所述第四齿轮的第一传动比为i1，所述调速马达通过第七齿轮至所述第一太阳轮的第二传动比为i2，且i1＝i2＝1；所述第三行星架途径所述第二轴至所述汇流行星排输出的第三传动比为ih。
优选地，当仅所述第一制动器和所述第二制动器结合，所述液压变量泵的相对变量率ε为0～-1时，装置为前进H0挡；所述调速马达的动力依次经过所述第七齿轮-所述第一太阳轮、所述第一行星轮-所述第一齿圈-所述第二太阳轮-所述第二太阳轮-所述第三行星轮-所述第三行星架-所述第二轴-所述汇流行星排输出，输出转速nb和所述调速马达输入转速n0的比值为
优选地，当仅所述第一离合器和所述第一制动器结合时为前进H1挡，所述调速马达的动力依次经过所述第七齿轮-所述第一太阳轮、所述第一行星轮-所述第一行星架-所述第二行星架-所述第二行星轮-所述第二齿圈-所述第三行星轮-所述第三行星架-所述第二轴-所述汇流行星排输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为0～+1或0.5～+1，输出转速nb和所述调速马达输入转速n0的比值为
优选地，当仅所述第零离合器和所述第二制动器结合时为前进FHM1挡，所述发动机的动力依次经过所述动力输入齿轮组-所述第四齿轮-所述第五齿轮-所述第一行星轮-所述第一齿圈-所述第二太阳轮-所述第三太阳轮-所述第三行星轮-所述第三行星架-所述第二轴-所述汇流行星排输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为+1～-1，输出转速nb和输入转速n0的比值为
优选地，当仅所述第零离合器和所述第一离合器结合时为前进FHM2挡，所述发动机的动力依次经过所述动力输入齿轮组-所述第四齿轮-所述第五齿轮-所述第一行星轮-所述第一行星架-所述第二行星架-所述第二行星轮-所述第二齿圈-所述第三行星轮-所述第三行星架-所述第二轴-所述汇流行星排输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为-1～+1，输出转速nb和输入转速n0的比值为
优选地，当仅所述第零离合器和所述第二离合器结合时为前进FHM3挡，所述发动机的动力依次经过所述动力输入齿轮组-所述第四齿轮-所述第五齿轮-所述第一行星轮-所述第一齿圈-所述第二太阳轮-所述第二行星轮-所述第二齿圈-所述第三行星轮-所述第三行星架-所述第二轴-所述汇流行星排输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为+1～-1，输出转速nb和输入转速n0的比值为
优选地，当仅所述第一制动器和所述第二制动器结合，所述液压变量泵的相对变量率ε为0～+1时，装置为倒车H-1挡；所述调速马达的动力依次经过所述第七齿轮-所述第一太阳轮、所述第一行星轮-所述第一齿圈-所述第二太阳轮-所述第二太阳轮-所述第三行星轮-所述第三行星架-所述第二轴-所述汇流行星排输出，输出转速nb和所述调速马达输入转速n0的比值为
优选地，当仅所述第二离合器和所述第一制动器时结合为倒车H-2挡，所述调速马达的动力依次经过所述第七齿轮-所述第一太阳轮、所述第一行星轮-所述第一齿圈-所述第二太阳轮-所述第三太阳轮-所述第三行星轮-所述第三行星架-所述第二轴-所述汇流行星排输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为0～+1时，输出转速nb和所述调速马达输入转速n0的比值为
优选地，所述第一行星排的参数k1＝2，所述第二行星排的参数k2＝2，所述第三行星排的参数k2＝3，所述汇流行星排的参数kh＝2.857。
优选地，所述第一轴设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述动力输入齿轮组配合传递来自所述发动机的动力；
所述液压变量泵包括：转向泵和调速泵；
所述转向泵的输出端连接于所述第二齿轮，
所述调速泵的输出端连接于第三齿轮，所述第三齿轮啮合于所述第二齿轮和所述第四齿轮之间。
优选地，所述转向泵的排量为135ml/r，所述调速泵的排量为210ml/r。
优选地，所述调速马达的额定输出扭矩为1404Nm，最大功率为397kw，最高转速为3500rpm。
优选地，所述传动轴还包括：第三轴；
所述第三轴设有第九齿轮、第十齿轮和第十一齿轮，所述第十齿轮与一侧所述汇流行星排的第三太阳轮传动配合，所述第十一齿轮与另一侧所述汇流行星排的第三太阳轮传动配合；
所述液压传动部包括：转向马达；
所述转向马达的输出端通过第八齿轮与所述第九齿轮传动配合。
一种车辆，包括传动装置，所述传动装置为上述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其第一行星排连接液压变量泵、调速马达和发动机进行功率耦合，第二行星排和第三行星排降速增扭，行星排执行元件在这三个行星排内设置三个离合器和两个制动器；本方案根据行星排执行元件的工作状态不同和液压变量泵相对变量率(排量比)ε的变化，可以实现宽传动范围的无级变速，实现了输出功率对液压功率的放大作用，输出更大的扭矩，能够满足车辆复杂工况的需求，且灵活性高，装置结构精简。
本发明还提供了一种车辆，由于采用了上述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例提供的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置的结构示意图。
其中，0为第零齿轮，1为第一齿轮，2为第二齿轮，3为第三齿轮，4为第四齿轮，5为第五齿轮，6为第六齿轮，7为第七齿轮，8为第八齿轮，9为第九齿轮，10为第十齿轮，15为第十一齿轮，16为第十二齿轮；
S1为第一轴，S2为第二轴，S3为第三轴；
k1为第一行星排，k2为第二行星排，Kh为汇流行星排；
11为第一太阳轮，12为第一行星轮，13为第一行星架，14为第一齿圈；
21为第二太阳轮，22为第二行星轮，23为第二行星架，34为第二齿圈；
31为第三太阳轮，32为第三行星轮，33为第三行星架，34为第三齿圈；
41为第四太阳轮，42为第四行星轮，43为第四行星架，44为第四齿圈；
51为转向泵，52为调速泵，53为调速马达，54为转向马达；
L0为第零离合器，L1为第一离合器，L2为第二离合器，Z1为第一制动器，Z2为第二制动器。
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。
本发明实施例提供的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，包括：传动轴、设置于多根传动轴之间的、机械传动部和液压传动部，其结构可以参照图1所示；
其中，传动轴包括：第一轴S1和第二轴S2；
机械传动部包括：第一行星排K1、第二行星排K2、第三行星排K3、汇流行星排Kh、动力输入齿轮组和行星排执行元件；
液压传动部包括：液压变量泵和调速马达53；
来自发动机的动力依次经过动力输入齿轮组和第一轴S1与液压变量泵的输出汇流后传递至第四齿轮4；
行星排执行元件包括：第零离合器L0、第一离合器L1、第二离合器L2、第一制动器Z1和第二制动器Z2；
第零离合器L0连接第四齿轮4和第五齿轮5，第五齿轮5连接于第一行星排k1的第一行星轮12，第一行星排k1的第一齿圈14连接于第二行星排k2的第二太阳轮21，第二太阳轮21连接于第三行星排k3的第三太阳轮31；第一制动器Z1用于制动第一行星排k1的第一行星架13；
第一离合器L1连接第一行星架13和第二行星排k2的第二行星架23；第二行星排k2的第二齿圈24连接于第三行星排k3的第三行星轮32；第二制动器Z2用于制动第三行星排k3的第三齿圈34；第二离合器L2连接第三齿圈34和第三行星排k3的第三行星架33；
第三行星架33连接于第二轴S2；汇流行星排Kh的第四齿圈44连接于第二轴S2，汇流行星排Kh的第四太阳轮41输出动力。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的液压机械复合式综合传动装置，其第一行星排k1连接液压变量泵、调速马达53和发动机进行功率耦合，第二行星排k2和第三行星排k3降速增扭，行星排执行元件在这三个行星排内设置三个离合器和两个制动器；本方案根据行星排执行元件的工作状态不同和液压变量泵相对变量率(排量比)ε的变化，可以实现宽传动范围的无级变速，实现了输出功率对液压功率的放大作用，输出更大的扭矩，能够满足车辆复杂工况的需求，且灵活性高，装置结构精简。
作为优选，动力输入齿轮组途经液压变量泵的输出汇流后至第四齿轮4的第一传动比为i1，调速马达53通过第六齿轮Z6至第一太阳轮11的第二传动比为i2，且i1＝i2＝1，可实现机械功率和液压功率的良好耦合，便于输出更大的扭矩；第三行星架33途径第二轴S2至汇流行星排Kh输出的第三传动比为ih。其结构可以参照图1所示。
具体的，当仅第一制动器Z1和第二制动器Z2结合，第二行星排K2空转，液压变量泵的相对变量率ε为0～-1时，装置为前进H0挡；调速马达53的动力依次经过第六齿轮Z6-第一太阳轮11、第一行星轮12-第一齿圈14-第二太阳轮21--第三太阳轮31-第三行星轮32-第三行星架33-所述第二轴S2-汇流行星排Kh输出，输出转速nb和调速马达53输入转速n0的比值为
该前进H0挡主要用于在困难路面起车或作业甚至爬更大坡度时使用，最好在这一段结束后停车换档，因为H0与H1两段不衔接。如果在H0段结束后迅速将排量比由-1调到+0.5，两段也可以衔接，对液压系统响应时间要求高，可靠性要求也高。不过，一般情况下用不到H0段。但是，有了H0段，可提高车辆对困难路面的适应能力，同时也可以将液压泵马达的排量降低，可减小尺寸，降低成本。
当仅第一离合器L1和第一制动器Z1结合时为前进H1挡，机械路没有功率输入，第一行星排K1和第二行星排K2工作，第三行星排K3空转；调速马达53的动力依次经过第六齿轮Z6-第一太阳轮11、第一行星轮12-第一行星架13-第二行星架23-第二行星轮22-第二齿圈24-第三行星轮32-第三行星架33-所述第二轴S2-汇流行星排Kh输出，液压变量泵的相对变量率ε为0～+1或0.5～+1，输出转速nb和调速马达53输入转速n0的比值为
该前进H1挡可满足大传动比的前进工况。
当仅第零离合器L0和第二制动器Z2结合时为前进FHM1挡，机械和液压功率耦合，第一行星排K1和第三行星排K3工作，第二行星排K2空转，第三行星排K3只起到降速增扭作用；发动机的动力依次经过动力输入齿轮组-第四齿4-第五齿轮5-第一行星轮12-第一齿圈14-第二太阳轮21-第三太阳轮31-第三行星轮32-第三行星架33-第二轴S2-汇流行星排Kh输出，液压变量泵的相对变量率ε为+1～-1，输出转速nb和输入转速n0的比值为
当仅第零离合器L0和第一离合器L1结合时为前进FHM2挡，第一行星排K1和第二行星排K2工作，第三行星排K3空转；发动机的动力依次经过动力输入齿轮组-第四齿轮4-第五齿轮5-第一行星轮12-第一行星架13-第二行星架23-第二行星轮22-第二齿圈24-第三行星轮32-第三行星架33-所述第二轴S2-汇流行星排Kh输出，液压变量泵的相对变量率ε为-1～+1，输出转速nb和输入转速n0的比值为
当仅第零离合器L0和第二离合器L2结合时为前进FHM3挡，第三齿圈34和第三行星架33连接成一体，第三行星排K3整体回转；此时第一行星排K1和第三行星排K3工作，第三行星排K3整体回转；发动机的动力依次经过动力输入齿轮组-第四齿轮4-第五齿轮5-第一行星轮12-第一齿圈14-第二太阳轮21-第二行星轮22-第二齿圈24-第三行星轮32-第三行星架33-第二轴S2-汇流行星排Kh输出，液压变量泵的相对变量率ε为+1～-1，输出转速nb和输入转速n0的比值为
该前进FHM3挡可满足小传动比的前进工况。
当仅第一制动器Z1和第二制动器Z2结合，第二行星排K2空转，液压变量泵的相对变量率ε为0～+1时，装置为倒车H-1挡；调速马达53的动力依次经过第六齿轮Z6-第一太阳轮11、第一行星轮12-第一齿圈14-第二太阳轮21--第三太阳轮31-第三行星轮32-第三行星架33-所述第二轴S2-汇流行星排Kh输出，输出转速nb和调速马达53输入转速n0的比值为
该倒车H-1挡可满足大传动比的倒车工况。
当仅第二离合器L2和第一制动器Z1时结合为倒车H-2挡，第二行星排K2和第三行星排K3空转；调速马达53的动力依次经过第六齿轮Z6-第一太阳轮11-第一行星轮12-第一齿圈14-第二太阳轮21-第三太阳轮31-第三行星轮32-第三行星架33-所述第二轴S2-汇流行星排Kh输出，液压变量泵的相对变量率ε为0～+1时，输出转速nb和调速马达53输入转速n0的比值为
该倒车H-2挡可满足小传动比的倒车工况。
倒车时，由H-1段到H-2段也需要将泵的排量比由+1迅速调到+0.25，然后再到+1，要求液压元件具备快速的变量能力。
作为优选，第一行星排k1的参数k1＝2，第二行星排k2的参数k2＝2，第三行星排k3的参数k2＝3，汇流行星排Kh的参数kh＝2.857，则第四传动比为
本方案通过如此设置行星排参数，能够实现良好的传动变速效果。当然，本领域技术人员还可以根据实际情况对各特征参数作出相应的调整，在此不再赘述。
进一步的，第一轴S1设有第一齿轮1和第二齿轮2，其中的第一齿轮1与动力输入齿轮组配合传递来自发动机的动力；
液压变量泵包括：转向泵51和调速泵52；
转向泵51的输出端连接于第二齿轮2，
调速泵52的输出端连接于第三齿轮3，第三齿轮3啮合于第二齿轮2和第四齿轮4之间。其结构可以参照图1所示，本方案如此将转向泵51和调速泵52的动力耦合，有助于输出更大的扭矩。
具体的，输入齿轮组包括：与第一齿轮1通过斜齿轮结构配合的第零齿轮0，发动机的输出端连接于第零齿轮0，以满足传动方向和空间布置的需求。
如图1所示，传动轴还包括：第三轴S3；
第三轴S3设有第九齿轮9、第十齿轮10和第十二齿轮16，其中的第十齿轮10与一侧汇流行星排Kh的第三太阳轮34传动配合，第十二齿轮16与另一侧汇流行星排Kh的第三太阳轮34传动配合；
液压传动部包括：转向马达54；
转向马达54的输出端通过第八齿轮8与第九齿轮9传动配合，进而实现将其动力传递至汇流行星排Kh。两侧的汇流行星排汇集Kh车辆直驶功率流和转向功率流将动力输出。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括传动装置，该传动装置为如上述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置。在本方案中的车辆，由于采用了上述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。本方案特别适用于特种作业车辆、重型车辆。
下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：
调速泵、马达均采用210排量的(马达的额定输出扭矩1404Nm，最大功率397kw，最高转速3500rpm)。
转向泵、马达均采用135排量的(马达的额定输出扭矩906Nm，最大功率304kw，最高转速4000rpm)。
i1＝i2＝1
泵在2500rpm输入转速下的流量：
Qp＝VPsx×npsx×ηV/1000＝472.5l/min在此流量下，马达的转速：
nMmax＝QM×1000×ηVM/VMmax＝2025rpm
变速部分最大输入扭矩2780Nm，最高输入转速2500rpm。
两侧汇流排最大输出扭矩在H0段，15163.2Nm。
具体的，根据行星排执行元件离合器的工作状态不同和液压变量泵相对变量率(排量比)ε的变化，变速器的传动比如下表1，行星排参数：
k1＝k2＝2,k3＝3,kh＝2.857,
表1
H0主要用于在困难路面起车或作业甚至爬更大坡度时使用，最好在这一段结束后停车换档，因为H0与H1两段不衔接。如果在H0段结束后迅速将排量比由-1调到+0.5，两段也可以衔接，对液压系统响应时间要求高，可靠性要求也高。不过，一般情况下用不到H0段。但是，有了H0段，可提高车辆对困难路面的适应能力，同时也可以将液压泵马达的排量降低，可减小尺寸，降低成本。
倒车时，由H-1段到H-2段也需要将泵的排量比由+1迅速调到+0.25，然后再到+1，要求液压元件具备快速的变量能力。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，包括：传动轴、设置于多根所述传动轴之间的、机械传动部和液压传动部；
所述传动轴包括：第一轴(S1)和第二轴(S2)；
所述机械传动部包括：第一行星排(K1)、第二行星排(K2)、第三行星排(K3)、汇流行星排(Kh)、动力输入齿轮组和行星排执行元件；
所述液压传动部包括：液压变量泵和调速马达(53)；
来自发动机的动力依次经过所述动力输入齿轮组和所述第一轴(S1)与所述液压变量泵的输出汇流后传递至第四齿轮(4)；
所述行星排执行元件包括：第零离合器(L0)、第一离合器(L1)、第二离合器(L2)、第一制动器(Z1)和第二制动器(Z2)；
所述第零离合器(L0)连接所述第四齿轮(4)和第五齿轮(5)，所述第五齿轮(5)连接于所述第一行星排(K1)的第一行星轮(12)，所述第一行星排(K1)的第一齿圈(14)连接于所述第二行星排(K2)的第二太阳轮(21)，所述第二太阳轮(21)连接于所述第三行星排(K3)的第三太阳轮(31)；所述第一制动器(Z1)用于制动所述第一行星排(K1)的第一行星架(13)；
所述第一离合器(L1)连接所述第一行星架(13)和所述第二行星排(K2)的第二行星架(23)；所述第二行星排(K2)的第二齿圈(24)连接于所述第三行星排(K3)的第三行星轮(32)；所述第二制动器(Z2)用于制动所述第三行星排(K3)的第三齿圈(34)；所述第二离合器(L2)连接所述第三齿圈(34)和所述第三行星排(K3)的第三行星架(33)；
所述第三行星架(33)连接于所述第二轴(S2)；所述汇流行星排(Kh)的第四齿圈(44)连接于所述第二轴(S2)，所述汇流行星排(Kh)的第四太阳轮(41)输出动力；
所述调速马达(53)通过第六齿轮(Z6)传动至第一太阳轮(11)。
2.根据权利要求1所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，所述动力输入齿轮组途经所述液压变量泵的输出汇流后至所述第四齿轮(4)的第一传动比为i1，所述调速马达(53)通过第六齿轮(Z6)至第一太阳轮(11)的第二传动比为i2，且i1＝i2＝1；所述第三行星架(33)途径所述第二轴(S2)至所述汇流行星排(Kh)输出的第三传动比为ih。
3.根据权利要求2所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，当仅所述第一制动器(Z1)和所述第二制动器(Z2)结合，所述液压变量泵的相对变量率ε为0～-1时，装置为前进H0挡；所述调速马达(53)的动力依次经过所述第六齿轮(Z6)-所述第一太阳轮(11)、所述第一行星轮(12)-所述第一齿圈(14)-所述第二太阳轮(21)-所述第三太阳轮(31)-所述第三行星轮(32)-所述第三行星架(33)-所述第二轴(S2)-所述汇流行星排(Kh)输出，输出转速nb和所述调速马达(53)输入转速n0的比值为其中k1为所述第一行星排(K1)的齿圈与太阳轮齿数之比，k3为所述第三行星排(K3)的齿圈与太阳轮齿数之比。
4.根据权利要求2所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，当仅所述第一离合器(L1)和所述第一制动器(Z1)结合时为前进H1挡；所述调速马达(53)的动力依次经过所述第六齿轮(Z6)-所述第一太阳轮(11)、所述第一行星轮(12)-所述第一行星架(13)-所述第二行星架(23)-第二行星轮(22)-所述第二齿圈(24)-所述第三行星轮(32)-所述第三行星架(33)-所述第二轴(S2)-所述汇流行星排(Kh)输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为0～+1或0.5～+1，输出转速nb和所述调速马达(53)输入转速n0的比值为其中k1为所述第一行星排(K1)的齿圈与太阳轮齿数之比，k2为所述第二行星排(K2)的齿圈与太阳轮齿数之比。
5.根据权利要求2所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，当仅所述第零离合器(L0)和所述第二制动器(Z2)结合时为前进FHM1挡，所述发动机的动力依次经过所述动力输入齿轮组-所述第四齿轮(4)-所述第五齿轮(5)-所述第一行星轮(12)-所述第一齿圈(14)-所述第二太阳轮(21)-所述第三太阳轮(31)-所述第三行星轮(32)-所述第三行星架(33)-所述第二轴(S2)-所述汇流行星排(Kh)输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为+1～-1，输出转速nb和输入转速n0的比值为其中k1为所述第一行星排(K1)的齿圈与太阳轮齿数之比，k3为所述第三行星排(K3)的齿圈与太阳轮齿数之比。
6.根据权利要求2所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，当仅所述第零离合器(L0)和所述第一离合器(L1)结合时为前进FHM2挡，所述发动机的动力依次经过所述动力输入齿轮组-所述第四齿轮(4)-所述第五齿轮(5)-所述第一行星轮(12)-所述第一行星架(13)-所述第二行星架(23)-第二行星轮(22)-所述第二齿圈(24)-所述第三行星轮(32)-所述第三行星架(33)-所述第二轴(S2)-所述汇流行星排(Kh)输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为-1～+1，输出转速nb和输入转速n0的比值为其中k1为所述第一行星排(K1)的齿圈与太阳轮齿数之比，k2为所述第二行星排(K2)的齿圈与太阳轮齿数之比。
7.根据权利要求2所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，当仅所述第零离合器(L0)和所述第二离合器(L2)结合时为前进FHM3挡，所述发动机的动力依次经过所述动力输入齿轮组-所述第四齿轮(4)-所述第五齿轮(5)-所述第一行星轮(12)-所述第一齿圈(14)-所述第二太阳轮(21)-第二行星轮(22)-所述第二齿圈(24)-所述第三行星轮(32)-所述第三行星架(33)-所述第二轴(S2)-所述汇流行星排(Kh)输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为+1～-1，输出转速nb和输入转速n0的比值为其中k1为所述第一行星排(K1)的齿圈与太阳轮齿数之比。
8.根据权利要求2所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，当仅所述第一制动器(Z1)和所述第二制动器(Z2)结合，所述液压变量泵的相对变量率ε为0～+1时，装置为倒车H-1挡；所述调速马达(53)的动力依次经过所述第六齿轮(Z6)-所述第一太阳轮(11)、所述第一行星轮(12)-所述第一齿圈(14)-所述第二太阳轮(21)-所述第三太阳轮(31)-所述第三行星轮(32)-所述第三行星架(33)-所述第二轴(S2)-所述汇流行星排(Kh)输出，输出转速nb和所述调速马达(53)输入转速n0的比值为其中k1为所述第一行星排(K1)的齿圈与太阳轮齿数之比，k3为所述第三行星排(K3)的齿圈与太阳轮齿数之比。
9.根据权利要求2所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，当仅所述第二离合器(L2)和所述第一制动器(Z1)时结合为倒车H-2挡，所述调速马达(53)的动力依次经过所述第六齿轮(Z6)-所述第一太阳轮(11)、所述第一行星轮(12)-所述第一齿圈(14)-所述第二太阳轮(21)-所述第三太阳轮(31)-所述第三行星轮(32)-所述第三行星架(33)-所述第二轴(S2)-所述汇流行星排(Kh)输出，所述液压变量泵的相对变量率ε为0～+1时，输出转速nb和所述调速马达(53)输入转速n0的比值为其中k1为所述第一行星排(K1)的齿圈与太阳轮齿数之比，k3为所述第三行星排(K3)的齿圈与太阳轮齿数之比。
10.根据权利要求1所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，所述第一行星排(K1)的齿圈与太阳轮齿数之比k1＝2，所述第二行星排(K2)的齿圈与太阳轮齿数之比k2＝2，所述第三行星排(K3)的齿圈与太阳轮齿数之比k3＝3，所述汇流行星排(Kh)的齿圈与太阳轮齿数之比kh＝2.857。
11.根据权利要求1所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，所述第一轴(S1)设有第一齿轮(1)和第二齿轮(2)，所述第一齿轮(1)与所述动力输入齿轮组配合传递来自所述发动机的动力；
所述液压变量泵包括：转向泵(51)和调速泵(52)；
所述转向泵(51)的输出端连接于所述第二齿轮(2)，
所述调速泵(52)的输出端连接于第三齿轮(3)，所述第三齿轮(3)啮合于所述第二齿轮(2)和所述第四齿轮(4)之间。
12.根据权利要求11所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，所述转向泵(51)的排量为135ml/r，所述调速泵(52)的排量为210ml/r。
13.根据权利要求1所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，所述调速马达(53)的额定输出扭矩为1404Nm，最大功率为397kw，最高转速为3500rpm。
14.根据权利要求1所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置，其特征在于，所述传动轴还包括：第三轴(S3)；
所述第三轴(S3)设有第九齿轮(9)、第十齿轮(10)和第十二齿轮(16)，所述第十齿轮(10)与一侧所述汇流行星排(Kh)的第四太阳轮(41)传动配合，所述第十二齿轮(16)与另一侧所述汇流行星排(Kh)的第四太阳轮(41)传动配合；
所述液压传动部包括：转向马达(54)；
所述转向马达(54)的输出端通过第八齿轮(8)与所述第九齿轮(9)传动配合。
15.一种车辆，包括传动装置，其特征在于，所述传动装置为如权利要求1-14任意一项所述的大扭矩的液压机械复合式综合传动装置。
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Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3554056A (en) * 1969-07-02 1971-01-12 Gen Motors Corp Vehicular transmission pump drives
JPH01279139A (ja) * 1988-04-30 1989-11-09 Shimadzu Corp 無段変速装置
JPH05332418A (ja) * 1992-05-25 1993-12-14 Komatsu Ltd 装輪車両用変速装置
JP2006248341A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 車両用走行伝動装置
DE102007000619A1 (de) * 2007-11-05 2009-05-07 Zf Friedrichshafen Ag Hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe
CH703429A1 (de) * 2010-07-09 2012-01-13 Mali Holding Ag Stufenloses hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, Verfahren zum Betrieb eines solchen Leistungsverzweigungsgetriebes, sowie Radlader mit einem solchen Leistungsverzweigungsgetriebe.
CN102434647A (zh) * 2011-10-13 2012-05-02 西南交通大学 具有制动能量回收功能的工程车辆机液复合无级变速器
DE102011084573A1 (de) * 2011-10-14 2013-04-18 Sauer-Danfoss Gmbh & Co. Ohg Strömungskraftmaschine und getriebe zum betreiben derselbigen
CN103591247A (zh) * 2013-11-19 2014-02-19 北京理工大学 等比四段式液压机械复合无级传动装置
EP2860426A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-15 Vredo Beheer B.V. Hydro-mechanical transmission
CN108591410A (zh) * 2018-04-25 2018-09-28 中国北方车辆研究所 一种用于履带车辆的四段式液压机械无级传动装置
CN109915547A (zh) * 2019-04-10 2019-06-21 苏州科峰英诺传动技术有限公司 一种超短一体式行星减速机
CN110056634A (zh) * 2019-01-24 2019-07-26 南京农业大学 三行星排四段液压机械无级变速箱
CN210661264U (zh) * 2019-10-10 2020-06-02 浙江海天机械有限公司 一种收获机械用机械液压并联传动变速箱总成
CN111692300A (zh) * 2020-03-25 2020-09-22 中国北方车辆研究所 一种适用重型车辆的机械液压复合传动装置
CN111927933A (zh) * 2020-06-05 2020-11-13 南京农业大学 一种hmcvt的三排并联行星齿轮传动机构
CN112606674A (zh) * 2020-12-16 2021-04-06 浙江盘毂动力科技有限公司 机电混合传动无级变速结构及车辆
DE102019219344A1 (de) * 2019-12-11 2021-06-17 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3941058B2 (ja) * 2003-06-12 2007-07-04 本田技研工業株式会社 駆動装置
AT504432B8 (de) * 2006-10-24 2008-09-15 Hofer Forschungs & Entw Gmbh Triebwerk für ein kraftfahrzeug
DE102008030093A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-29 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Achtganggetriebe mit Planetenrad- und Nebenwellenzahnradanordnung
DE102008026515A1 (de) * 2008-06-03 2009-12-10 Robert Bosch Gmbh Hybridantrieb
US8758181B2 (en) * 2011-10-26 2014-06-24 Caterpillar Inc. Continuously variable transmission with nested clutch and planetary output

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3554056A (en) * 1969-07-02 1971-01-12 Gen Motors Corp Vehicular transmission pump drives
JPH01279139A (ja) * 1988-04-30 1989-11-09 Shimadzu Corp 無段変速装置
JPH05332418A (ja) * 1992-05-25 1993-12-14 Komatsu Ltd 装輪車両用変速装置
JP2006248341A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 車両用走行伝動装置
DE102007000619A1 (de) * 2007-11-05 2009-05-07 Zf Friedrichshafen Ag Hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe
CH703429A1 (de) * 2010-07-09 2012-01-13 Mali Holding Ag Stufenloses hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, Verfahren zum Betrieb eines solchen Leistungsverzweigungsgetriebes, sowie Radlader mit einem solchen Leistungsverzweigungsgetriebe.
CN102434647A (zh) * 2011-10-13 2012-05-02 西南交通大学 具有制动能量回收功能的工程车辆机液复合无级变速器
DE102011084573A1 (de) * 2011-10-14 2013-04-18 Sauer-Danfoss Gmbh & Co. Ohg Strömungskraftmaschine und getriebe zum betreiben derselbigen
EP2860426A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-15 Vredo Beheer B.V. Hydro-mechanical transmission
CN103591247A (zh) * 2013-11-19 2014-02-19 北京理工大学 等比四段式液压机械复合无级传动装置
CN108591410A (zh) * 2018-04-25 2018-09-28 中国北方车辆研究所 一种用于履带车辆的四段式液压机械无级传动装置
CN110056634A (zh) * 2019-01-24 2019-07-26 南京农业大学 三行星排四段液压机械无级变速箱
CN109915547A (zh) * 2019-04-10 2019-06-21 苏州科峰英诺传动技术有限公司 一种超短一体式行星减速机
CN210661264U (zh) * 2019-10-10 2020-06-02 浙江海天机械有限公司 一种收获机械用机械液压并联传动变速箱总成
DE102019219344A1 (de) * 2019-12-11 2021-06-17 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe
CN111692300A (zh) * 2020-03-25 2020-09-22 中国北方车辆研究所 一种适用重型车辆的机械液压复合传动装置
CN111927933A (zh) * 2020-06-05 2020-11-13 南京农业大学 一种hmcvt的三排并联行星齿轮传动机构
CN112606674A (zh) * 2020-12-16 2021-04-06 浙江盘毂动力科技有限公司 机电混合传动无级变速结构及车辆

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
新型液驱混合动力系统节能关键技术研究;常振;胡军科;陶圣壬;王丽娟;;现代制造工程(第02期);46-51 *
行走机械的液压复合传动技术;王意;液压气动与密封(第01期);18-23 *

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Publication number Publication date
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