CN116985627A - 一种拖拉机的机械液压无级传动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于拖拉机技术领域，特指一种拖拉机的机械液压无级传动系统，包括有发动机输出轴、行星齿轮轴、传动输出轴、HMT及HST离合器，发动机输出轴与变量泵的输入端联动、并通过输入齿轮与行星架传动，变量泵的液压输出端与定量马达的进液端连通，定量马达的输出端通过HMT传动齿、HST传动齿分别与太阳轮、HMT及HST离合器的HST侧齿轮传动连接，内齿圈与HMT及HST离合器的HMT侧齿轮联动，HMT及HST离合器的输出端与传动输出轴通过变速挡位机构传动连接，传动输出轴与后桥总成或/和前桥总成传动配合。本发明同时具备HST与HMT两条传动路径，借助HMT及HST离合器实现HST与HMT两条传动路径的切换，使HST与HMT的速度叠加而扩大了传动系统的输出速度范围、并具备较高的传动效率。

Description

一种拖拉机的机械液压无级传动系统
技术领域：
本发明属于拖拉机技术领域，特指一种拖拉机的机械液压无级传动系统。
背景技术：
拖拉机作为重要的农业生产机械，其在农业作业中的需求也越来越多。目前，HST传动系统作为一种“泵+马达”组成的闭式液压回路，通过液压传动实现无级变速的目的，其具备着较好的操纵灵活性，并能拥有较好的爬行速度，广泛应用于农业生产机械中；但在实际应用中，HST传动系统最多只能达到70％-75％的传动效率，并不理想。而HMT传动系统是一种液压与机械动力合流的综合传动技术，不仅能够实现无级变速的目的，同时，传动效率可达到85％，可具备较高的最大速度。
发明内容：
本发明的目的是提供一种拖拉机的机械液压无级传动系统，其具备HST与HMT两条传动路径，可由HST传动路径单独进行输出、而HMT传动路径不传递动力，同时，待达到切换速度时、HMT及HST离合器切换为HMT传动路径进行输出，行星机构机械传动与HST液压传动并联传递，使得HST与HMT的速度叠加而有效扩大了传动系统的输出速度范围、并具备较高的传动效率。
本发明是这样实现的：
一种拖拉机的机械液压无级传动系统，包括有发动机输出轴、行星齿轮轴、传动输出轴、以及具有HMT侧齿轮与HST侧齿轮的HMT及HST离合器，所述发动机输出轴与变量泵的输入端联动、并通过输入齿轮与转动在行星齿轮轴上的行星架传动连接，变量泵的液压输出端与定量马达的进液端连通，定量马达的输出端通过HMT传动齿以及HST传动齿分别与套设在行星齿轮轴上的太阳轮、HMT及HST离合器的HST侧齿轮传动连接，太阳轮通过转动在行星架上的行星轮与内齿圈啮合，内齿圈与HMT及HST离合器的HMT侧齿轮联动，HMT及HST离合器的输出端与传动输出轴之间通过变速挡位机构传动连接，传动输出轴与后桥总成或/和前桥总成传动配合。
在上述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统中，所述行星齿轮轴上套设有转动轴套，转动轴套上固套有中心齿轮，所述太阳轮固套在转动轴套上，所述HMT传动齿啮合连接在中心齿轮上。
在上述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统中，所述内齿圈与HMT及HST离合器的HMT侧齿轮为一体式结构。
在上述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统中，所述HMT及HST离合器的输出端与中间转轴联动配合，所述变速挡位机构包括有套装在中间转轴上的高速挡主动齿与低速挡主动齿，所述传动输出轴上设有高低速挡位离合器，高低速挡位离合器具有与高速挡主动齿啮合的高速挡从动齿、以及与低速挡主动齿啮合的低速挡从动齿，高速挡从动齿以及低速挡从动齿通过高低速挡位离合器与传动输出轴传动结合或分离。
在上述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统中，所述后桥总成包括有后桥差速器，后桥差速器的输入端与传动输出轴的对应端之间通过锥齿啮合传动，后桥差速器的两输出半轴分别通过后轮行星机构与驱动后轮连接。
在上述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统中，所述后轮行星机构包括有周向固定的后桥齿圈、套设在后桥差速器对应输出半轴上的后桥太阳轮、以及啮合在后桥齿圈与后桥太阳轮之间的后桥行星轮，后桥行星轮转动连接在后桥行星架上，且所述驱动后轮与后桥行星架同步转动配合。
在上述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统中，所述前桥总成包括有前桥变速离合器与前桥差速器，所述传动输出轴的对应端上套设有前桥高挡主动齿与前桥低挡主动齿，前桥变速离合器具有与前桥高挡主动齿啮合的前桥高挡侧齿轮、以及与前桥低挡主动齿啮合的前桥低挡侧齿轮，前桥变速离合器的输出端通过万向节传动轴与前桥差速器的输入端传动连接，前桥差速器的两输出半轴分别通过前桥减速机构与驱动前轮连接。
在上述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统中，所述前桥减速机构包括有减速前轴，减速前轴的后端与前桥差速器的对应输出半轴之间通过锥齿啮合传动，所述驱动前轮套设在前轮轴上，减速前轴的前端与前轮轴之间通过锥齿啮合传动。
本发明相比现有技术突出的优点是：
本发明同时具备HST与HMT两条传动路径，并借助HMT及HST离合器实现HST与HMT两条传动路径的切换，其中，先由HST传动路径单独进行输出，待达到切换速度时，HMT及HST离合器再切换为HMT传动路径进行输出，行星机构机械传动与HST液压传动并联传递输出，实现了功率的分流与汇流。同时，两条传动路径均可通过调节变量泵的流量输出以控制定量马达的转速，实现整个传动系统的无级变速功能，并使得HST与HMT的速度叠加而有效扩大了传动系统的输出速度范围、并具备较高的传动效率。
附图说明：
图1是本发明的传动路线原理图。
图中：1、发动机输出轴；2、行星齿轮轴；3、传动输出轴；4、HMT及HST离合器；5、HMT侧齿轮；6、HST侧齿轮；7、变量泵；8、输入齿轮；9、行星架；10、定量马达；11、HMT传动齿；12、HST传动齿；13、太阳轮；14、行星轮；15、内齿圈；16、中心齿轮；17、中间转轴；18、高速挡主动齿；19、低速挡主动齿；20、高低速挡位离合器；21、高速挡从动齿；22、低速挡从动齿；23、后桥差速器；24、驱动后轮；25、后桥齿圈；26、后桥太阳轮；27、后桥行星轮；28、后桥行星架；29、前桥变速离合器；30、前桥差速器；31、前桥高挡主动齿；32、前桥低挡主动齿；33、前桥高挡侧齿轮；34、前桥低挡侧齿轮；35、万向节传动轴；36、驱动前轮；37、减速前轴。
具体实施方式：
下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1：
一种拖拉机的机械液压无级传动系统，包括有发动机输出轴1、行星齿轮轴 2、传动输出轴 3、以及具有HMT侧齿轮5与HST侧齿轮6的HMT及HST离合器4，所述发动机输出轴1与变量泵7的输入端联动、并通过输入齿轮8与转动在行星齿轮轴2上的行星架9传动连接，变量泵7的液压输出端与定量马达10的进液端连通，定量马达10的输出端通过HMT传动齿11以及HST传动齿12分别与套设在行星齿轮轴2上的太阳轮13、HMT及HST离合器4的HST侧齿轮6传动连接，太阳轮13通过转动在行星架9上的行星轮14与内齿圈15啮合，内齿圈15与HMT及HST离合器4的HMT侧齿轮5联动，HMT及HST离合器4的输出端与传动输出轴3之间通过变速挡位机构传动连接，传动输出轴3与后桥总成或/和前桥总成传动配合。其中，行星齿轮轴 2、行星架 9、太阳轮13、行星轮14以及内齿圈15形成一行星机构，并且在本实施例中，传动输出轴3的两端分别与后桥总成、前桥总成传动配合。而HMT及HST离合器4可以采用的是常见的摩擦片式离合器。
HST传动路径为：发动机输出轴1→变量泵7→定量马达10→HST传动齿12→HMT及HST离合器4→变速挡位机构→传动输出轴3→后桥总成与前桥总成；
HMT传动路径为：发动机输出轴1→机械传动路径与液压传动路径，机械传动路径：输入齿轮8→行星机构的行星架9，液压传动路径：变量泵7→定量马达10→HMT传动齿11→行星机构的太阳轮13，机械传动路径与液压传动路径合成输出至行星机构的内齿圈15→HMT及HST离合器4→变速挡位机构→传动输出轴3→后桥总成与前桥总成；
本发明同时具备HST与HMT两条传动路径，并借助HMT及HST离合器4实现HST与HMT两条传动路径的切换，其中，先由HST传动路径单独进行输出，待达到切换速度时，HMT及HST离合器4再切换为HMT传动路径进行输出，行星机构机械传动与HST液压传动并联传递输出，实现了功率的分流与汇流。同时，两条传动路径均可通过调节变量泵7的流量输出以控制定量马达10的转速，实现整个传动系统的无级变速功能，并使得HST与HMT的速度叠加而有效扩大了传动系统的输出速度范围、并具备较高的传动效率。
与此同时，为了使得HMT传动齿11能够将动力传递给行星机构的太阳轮13上，在本实施例中，所述行星齿轮轴2上套设有转动轴套，转动轴套上固套有中心齿轮16，所述太阳轮固套在转动轴套上，所述HMT传动齿11啮合连接在中心齿轮16上。即由HMT传动齿11将动力传递给中心齿轮16上，再通过转动轴套带动太阳轮13的同步转动。
并且，为了提高HMT及HST离合器4的配合稳定性，并减少传动零件数量，在本实施例中，所述内齿圈15与HMT及HST离合器4的HMT侧齿轮5为一体式结构。
更进一步，本传动系统还借助变速挡位机构实现了多挡速度挡位切换的功能，其在本实施例中，变速挡位机构具备高速挡与低速挡，其具体结构为：所述HMT及HST离合器4的输出端与中间转轴17联动配合，所述变速挡位机构包括有套装在中间转轴17上的高速挡主动齿18与低速挡主动齿19，所述传动输出轴3上设有高低速挡位离合器20，高低速挡位离合器20具有与高速挡主动齿18啮合的高速挡从动齿21、以及与低速挡主动齿19啮合的低速挡从动齿22，高速挡从动齿21以及低速挡从动齿22通过高低速挡位离合器20与传动输出轴3传动结合或分离。即操作人员通过控制高低速挡位离合器20与高速挡从动齿21或低速挡从动齿22的传动结合，实现本传动系统的高、低速挡位切换。
更进一步，在本实施例中，传动输出轴3与后桥总成之间的具体连接结构、以及后桥总成的具体组成结构为：所述后桥总成包括有后桥差速器23，后桥差速器23的输入端与传动输出轴3的对应端之间通过锥齿啮合传动，后桥差速器23的两输出半轴分别通过后轮行星机构与驱动后轮24连接。其中，后轮行星机构起到进一步减速增矩的作用，以使得驱动后轮24能够具备较低的爬行速度。同时，在本实施例中，后轮行星机构的具体配合结构为：所述后轮行星机构包括有周向固定的后桥齿圈25、套设在后桥差速器23对应输出半轴上的后桥太阳轮26、以及啮合在后桥齿圈25与后桥太阳轮26之间的后桥行星轮27，后桥行星轮27转动连接在后桥行星架28上，且所述驱动后轮24与后桥行星架28同步转动配合。
相对应的在本实施例中，传动输出轴3与前桥总成之间的具体连接结构、以及前桥总成的具体组成结构为：所述前桥总成包括有前桥变速离合器29与前桥差速器30，所述传动输出轴3的对应端上套设有前桥高挡主动齿31与前桥低挡主动齿32，前桥变速离合器29具有与前桥高挡主动齿31啮合的前桥高挡侧齿轮33、以及与前桥低挡主动齿32啮合的前桥低挡侧齿轮34，前桥变速离合器29的输出端通过万向节传动轴35与前桥差速器30的输入端传动连接，前桥差速器30的两输出半轴分别通过前桥减速机构与驱动前轮36连接。前桥变速离合器29的高低挡位设置，可有效改变动力在万向节传动轴35中传递扭矩的大小，并由减速机构进一步调整驱动后轮24的输出扭矩。同时，在本实施例中，减前桥减速机构的具体结构为：所述前桥减速机构包括有减速前轴37，减速前轴37的后端与前桥差速器30的对应输出半轴之间通过锥齿啮合传动，所述驱动前轮36套设在前轮轴上，减速前轴37的前端与前轮轴之间通过锥齿啮合传动。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例之一，并非以此限制本发明的实施范围，故：凡依本发明的形状、结构、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种拖拉机的机械液压无级传动系统，其特征在于：包括有发动机输出轴(1)、行星齿轮轴(2)、传动输出轴(3)、以及具有HMT侧齿轮(5)与HST侧齿轮(6)的HMT及HST离合器(4)，所述发动机输出轴(1)与变量泵(7)的输入端联动、并通过输入齿轮(8)与转动在行星齿轮轴(2)上的行星架(9)传动连接，变量泵(7)的液压输出端与定量马达(10)的进液端连通，定量马达(10)的输出端通过HMT传动齿(11)以及HST传动齿(12)分别与套设在行星齿轮轴(2)上的太阳轮(13)、HMT及HST离合器(4)的HST侧齿轮(6)传动连接，太阳轮(13)通过转动在行星架(9)上的行星轮(14)与内齿圈(15)啮合，内齿圈(15)与HMT及HST离合器(4)的HMT侧齿轮(5)联动，HMT及HST离合器(4)的输出端与传动输出轴(3)之间通过变速挡位机构传动连接，传动输出轴(3)与后桥总成或/和前桥总成传动配合。
2.根据权利要求1所述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统，其特征在于：所述行星齿轮轴(2)上套设有转动轴套，转动轴套上固套有中心齿轮(16)，所述太阳轮固套在转动轴套上，所述HMT传动齿(11)啮合连接在中心齿轮(16)上。
3.根据权利要求1所述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统，其特征在于：所述内齿圈(15)与HMT及HST离合器(4)的HMT侧齿轮(5)为一体式结构。
4.根据权利要求1所述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统，其特征在于：所述HMT及HST离合器(4)的输出端与中间转轴(17)联动配合，所述变速挡位机构包括有套装在中间转轴(17)上的高速挡主动齿(18)与低速挡主动齿(19)，所述传动输出轴(3)上设有高低速挡位离合器(20)，高低速挡位离合器(20)具有与高速挡主动齿(18)啮合的高速挡从动齿(21)、以及与低速挡主动齿(19)啮合的低速挡从动齿(22)，高速挡从动齿(21)以及低速挡从动齿(22)通过高低速挡位离合器(20)与传动输出轴(3)传动结合或分离。
5.根据权利要求1或4所述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统，其特征在于：所述后桥总成包括有后桥差速器(23)，后桥差速器(23)的输入端与传动输出轴(3)的对应端之间通过锥齿啮合传动，后桥差速器(23)的两输出半轴分别通过后轮行星机构与驱动后轮(24)连接。
6.根据权利要求5所述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统，其特征在于：所述后轮行星机构包括有周向固定的后桥齿圈(25)、套设在后桥差速器(23)对应输出半轴上的后桥太阳轮(26)、以及啮合在后桥齿圈(25)与后桥太阳轮(26)之间的后桥行星轮(27)，后桥行星轮(27)转动连接在后桥行星架(28)上，且所述驱动后轮(24)与后桥行星架(28)同步转动配合。
7.根据权利要求1或4所述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统，其特征在于：所述前桥总成包括有前桥变速离合器(29)与前桥差速器(30)，所述传动输出轴(3)的对应端上套设有前桥高挡主动齿(31)与前桥低挡主动齿(32)，前桥变速离合器(29)具有与前桥高挡主动齿(31)啮合的前桥高挡侧齿轮(33)、以及与前桥低挡主动齿(32)啮合的前桥低挡侧齿轮(34)，前桥变速离合器(29)的输出端通过万向节传动轴(35)与前桥差速器(30)的输入端传动连接，前桥差速器(30)的两输出半轴分别通过前桥减速机构与驱动前轮(36)连接。
8.根据权利要求7所述的一种拖拉机的机械液压无级传动系统，其特征在于：所述前桥减速机构包括有减速前轴(37)，减速前轴(37)的后端与前桥差速器(30)的对应输出半轴之间通过锥齿啮合传动，所述驱动前轮(36)套设在前轮轴上，减速前轴(37)的前端与前轮轴之间通过锥齿啮合传动。
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