CN117780871A - 一种二行星排三段电液混控无级变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二行星排三段电液混控无级变速箱。其包括电机控制构件、输入主轴、控件输入轴、电机输出轴、中间轴、动力输出轴、第一行星排、第二行星排、第一离合器、第二离合器、第三离合器、前进倒退离合器及多个输入输出定齿轮副。本发明将二行星排合理结合，通过利用三个离合器控制二行星排的不同构件输出，可实现三个档位的变速；同时，在二行星排内部通过离合器的切断和连接行星排内部元件，可实现不同的输出。这样通过对二行星排的内部结构和连接的控制，使变速箱内部结构更加紧凑。本发明将发动机的机械动力和电动机的电动力混合输出，具有传递扭矩大、传递功率范围大、容易控制、发动机油耗低等特点。

Description

一种二行星排三段电液混控无级变速箱

技术领域

本发明涉及一种二行星排三段电液混控无级变速箱，主要用于拖拉机变速箱，属于拖拉机变速箱技术领域。

背景技术

现有技术中，拖拉机大部分都是采用啮合套换挡、滑移齿轮换挡、同步器换挡等机械式换挡。采用机械式换挡的拖拉机在换挡过程中需要用离合器切断传动动力，导致车辆动力损失，传动比不连续，传动效率低，工作挡位多，操作复杂。部分拖拉机采用动力换挡，换挡过程中不切断传动动力，操作比较简单，但传动比同样不连续，无法根据车辆负荷选择合适的传动比，无法保证发动机在最佳工况下工作，传动系统较为复杂。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种可根据车辆负荷实现无级调速的二行星排三段电液混控无级变速箱。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种二行星排三段电液混控无级变速箱，其特征是：包括电机控制构件、输入主轴、控件输入轴、电机输出轴、中间轴、动力输出轴、第一行星排、第二行星排、第一离合器、第二离合器、第三离合器、前进倒退离合器、第一定齿轮副、第二定齿轮副、第三定齿轮副、第四定齿轮副、第五定齿轮副、第六定齿轮副、第七定齿轮副、第八定齿轮副；

所述电机控制构件包括有电动机、发电机，所述电机控制构件通过发电机的电流变化来调节电动机的输出功率；所述发电机与所述控件输入轴连接，所述电机控制构件的输出端与所述电机输出轴连接；所述控件输入轴与第二定齿轮副连接；所述电机输出轴与第一定齿轮副的主动齿轮连接；

所述输入主轴的输出端设置有齿轮与所述第二定齿轮副啮合；

所述第一行星排包括第一齿圈、第一行星轮、第一太阳轮、第一行星架，第一太阳轮通过其空心轴转动设置在输入主轴上，第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈之间啮合连接，第一行星架转动设置在第一太阳轮的空心轴上，第一行星架的一端与第一行星轮连接，第一行星架的另一端与所述第八定齿轮副的主动齿轮连接，所述第一定齿轮副的从动齿轮与第一太阳轮的空心轴连接；

所述第二行星排包括第二齿圈、第二行星轮、第二太阳轮、第二行星架，第二太阳轮通过其空心轴转动设置在输入主轴上，第二太阳轮、第二行星轮、第二齿圈之间啮合连接，第二行星架与所述输入主轴连接，第二行星架的一端与所述第一齿圈连接，第二行星架的另一端与第二行星轮连接，且第二齿圈与第一行星架相连接；

所述第一离合器、所述第二离合器均设置在第二太阳轮的空心轴上，所述第二离合器分别与所述第二齿圈和所述第七定齿轮副的主动齿轮连接，所述第一离合器分别与所述第二太阳轮和所述第六定齿轮副的主动齿轮连接；

第四定齿轮副的其中一个齿轮和第五定齿轮副的其中一个齿轮均转动设置在输入主轴上；

所述中间轴上依次设置有所述第三离合器、所述第八定齿轮副的从动齿轮、所述第七定齿轮副的从动齿轮、所述第六定齿轮副的从动齿轮、所述前进倒退离合器，所述第三离合器与所述第八定齿轮副的从动齿轮连接，所述前进倒退离合器设置有齿轮分别与所述第五定齿轮副和所述第四定齿轮副的齿轮啮合连接；

第一离合器、第二离合器、第三离合器、前进倒退离合器均为多片湿式离合器。

本发明中，输入主轴输入的动力一路通过第二定齿轮副传递给电机控制构件，通过电机控制构件来调整电动力经由第一定齿轮副传递至第一太阳轮作为电动力输入；发动机经输入主轴与第一齿圈连接构成机械动力输入。机械动力输入与电动力输入通过二行星排汇流输出。本发明可以通过电机控制构件控制电动机动力输出，通过液压控制不同离合器的结合可以控制行星排构件的输出，达到不同的动力输出。

进一步的，电机控制构件还包括有与发电机连接的蓄电池组，蓄电池组给电动机供电。

本发明的有益效果是：本发明将二行星排合理结合，通过利用三个离合器控制二行星排的不同构件输出，可实现三个档位的变速；同时，在二行星排内部通过离合器的切断和连接行星排内部元件，可实现不同的输出。这样通过对二行星排的内部结构和连接的控制，使变速箱内部结构更加紧凑。本发明将发动机的机械动力和电动机的电动力混合输出，具有传递扭矩大、传递功率范围大、容易控制、发动机油耗低等特点。与现有技术相比，本发明可以减少成本并且可将发动机动力最大化利用，电动力的引入提高了输出扭矩，可保证车辆始终工作在最佳动力性工作线或最佳燃油经济性工作线上。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的1档动力传递路线示意图；

图3为本发明的2档动力传递路线示意图；

图4为本发明的3档动力传递路线示意图；

图中，1、第一定齿轮副，2、电机输出轴，3、第一太阳轮，4、第一行星架，5、第一行星轮，6、第一齿圈，7、第二行星架，8、第二齿圈，9、第二行星轮，10、第二太阳轮，11、电机控制构件，12、控件输入轴，13、第二定齿轮副，14、惰轮轴，15、动力输出轴，16、第三齿轮副，17、第四齿轮副，18、第五齿轮副，19、第六定齿轮副，20、第七定齿轮副，21、中间轴，22、第八定齿轮副，23、输入主轴，24、第一离合器，25、第二离合器，26、第三离合器，27、前进倒退离合器。

具体实施方式

下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明作进一步的说明：

如附图1所示，一种二行星排三段电液混控无级变速箱，包括电机控制构件11、输入主轴23、惰轮轴14、控件输入轴12、电机输出轴2、中间轴21、动力输出轴15、第一行星排P1、第二行星排P2、第一离合器27、第二离合器28、第三离合器29、前进倒退离合器30、第一定齿轮副1、第二定齿轮副13、第三定齿轮副16、第四定齿轮副17、第五定齿轮副18、第六定齿轮副19、第七定齿轮副20、第八定齿轮副22。

所述电机控制构件11包括有电动机、发电机、蓄电池组、控制部件，发电机与所述控件输入轴12连接，电机控制构件11可通过发电机的电流变化来调节电动机的输出功率。所述控制部件为现有技术。发电机与蓄电池组连接，蓄电池组用于储电和给电动机供电。电机控制构件11的电动机与所述电机输出轴2连接，电机输出轴2与第一定齿轮副1的主动齿轮连接。所述控件输入轴12与第二定齿轮副13连接。

所述输入主轴23的输出端设置有齿轮与所述第二定齿轮副13啮合。

所述第一行星排P1包括第一齿圈6、第一行星轮5、第一太阳轮3、第一行星架4。第一太阳轮3带有空心轴，第一太阳轮3通过其空心轴转动设置在输入主轴23上，第一太阳轮3、第一行星轮5、第一齿圈6之间啮合连接，第一行星架4转动设置在第一太阳轮3的空心轴上，第一行星架4的一端通过行星轮内部安装柔性销轴与第一行星轮5连接，第一行星架4的另一端与所述第八定齿轮副22的主动齿轮通过螺栓连接。所述第一定齿轮副1的从动齿轮与第一太阳轮3的空心轴连接。

所述第二行星排P2包括第二齿圈8、第二行星轮9、第二太阳轮10、第二行星架7，第二太阳轮10带有空心轴，第二太阳轮10通过其空心轴转动设置在输入主轴23上，第二太阳轮10、第二行星轮9、第二齿圈8之间啮合连接，第二行星架7与所述输入主轴23连接，第二行星架7的一端与所述第一齿圈6连接，第二行星架7的另一端通过行星轮内部安装柔性销轴与第二行星轮9连接，且第二齿圈8与第一行星架4相连接。

所述第一离合器24、所述第二离合器25均设置在第二太阳轮10的空心轴上。所述第二离合器25与所述第二齿圈8相连，所述第七定齿轮副20的主动齿轮与第二离合器25内的摩擦片通过花键连接，所述第六定齿轮副19的主动齿轮与所述第一离合器24内的摩擦片通过花键连接，所述第一离合器24通过螺栓与所述第二太阳轮10连接。

第四定齿轮副17的其中一个齿轮和第五定齿轮副18的其中一个齿轮均转动设置在输入主轴23上。

所述中间轴21上依次设置有所述第三离合器26、所述第八定齿轮副22的从动齿轮、所述第七定齿轮副20的从动齿轮、所述第六定齿轮副19的从动齿轮、所述前进倒退离合器27。第三离合器26和前进倒退离合器27均通过花键与中间轴21连接，所述第三离合器26的外壁与所述第八定齿轮副22的从动齿轮通过螺栓连接，所述前进倒退离合器27设置有齿轮分别与所述第五定齿轮副18和所述第四定齿轮副17的齿轮啮合连接。

动力输出轴15与第四定齿轮副17连接。

本发明中的第一离合器24、第二离合器25、第三离合器26、前进倒退离合器27均为多片湿式离合器，均为现有技术。

本发明可通过电机控制构件控制电动机动力输出，通过液压控制不同离合器的结合可以控制行星排构件的输出，达到不同的动力输出。本发明中，输入主轴23输入的动力一路通过第二定齿轮副13传递给电机控制构件11，电机控制构件11采集相关数据，调整电动力经由第一定齿轮副1传递至第一太阳轮3作为电动力输入；发动机经输入主轴23与第一齿圈6连接构成机械动力输入。机械动力输入与电动力输入通过二行星排汇流输出。第一离合器24结合后，电、机械输入动力汇流经由二行星排中的第二太阳轮10输出；第二离合器25结合后，电、机械输入动力汇流经由二行星排中的第二齿圈8输出；第三离合器26结合后，电、机械输入动力汇流经由二行星排中的第一行星架4输出。

本发明变速箱的具体路线如下：

如附图2所示，当第一离合器24结合时，二行星排同时工作，发动机经由输入主轴23进行动力输入，经由第二定齿轮副13改变输入转速并带动发电机，电机控制构件11通过发电机电流变化来调节电动机的输出功率，电动机的输出动力通过第一定齿轮副1传递给第一太阳轮3进行电动力输入，同时发动机经输入主轴23也带动第一齿圈6进行机械动力输入，电动力和机械动力通过第一行星排汇流，经由第一行星架4动力输出；因为第一行星架4、第二齿圈8相连，第二行星架7与第一齿圈6相连，因此第一行星架4输出转动的同时也带动第二齿圈8转动，第一齿圈6转动的同时第二行星架7转动，第二太阳轮10与第一离合器24相连，第一离合器24和第六定齿轮副19连接，最后由第六定齿轮副19进行动力输出，实现第一档。然后经由中间轴21传递动力至前进倒退离合器27，通过控制前进倒退离合器的KV、KR的分别结合实现前进或倒退档。在第一挡的时候能够得到一个较大的传动比，符合拖拉机的静载启动，使发动机的功率能够最大化使用。

如附图3所示，当第二离合器25结合时，第一行星排P1工作，发动机经由输入主轴23进行动力输入，经由第二定齿轮副13改变输入转速并带动发电机，通过发电机电流变化来调节电动机的输出功率，电动机的输出通过第一定齿轮副1传递给第一太阳轮3进行电动力输入，同时发动机经输入主轴23也带动第一齿圈6进行机械动力输入，电动力和机械动力通过第一行星排汇流，经由第一行星架4动力输出；因为第一行星架4、第二齿圈8相连，第二齿圈8与第二离合器25相连，第二离合器25和第七定齿轮副20连接，最后由第七定齿轮副20进行动力输出，实现第二档。然后经由中间轴21传递动力至前进倒退离合器27，通过控制前进倒退离合器的KV、KR的分别结合实现前进或倒退档。

如附图4所述，当第三离合器26结合时，第一行星排P1工作，发动机经由输入主轴23进行动力输入，经由第二定齿轮副13改变输入转速并带动发电机，通过发电机电流变化来调节电动机的输出功率，电动机的输出通过第一定齿轮副1传递给第一太阳轮3进行电动力输入，同时发动机经输入主轴23也带动第一齿圈6进行机械动力输入，电动力和机械动力通过第一行星排汇流，经由第一行星架4动力输出，最后由第八定齿轮副22进行动力输出，实现第三档。然后经由中间轴21传递动力至前进倒退离合器27，通过控制前进倒退离合器的KV、KR的分别结合实现前进或倒退档。

本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。

Claims (2)

1.一种二行星排三段电液混控无级变速箱，其特征是：包括电机控制构件(11)、输入主轴(23)、控件输入轴(12)、电机输出轴(2)、中间轴(21)、动力输出轴(15)、第一行星排、第二行星排、第一离合器(24)、第二离合器(25)、第三离合器(26)、前进倒退离合器(27)、第一定齿轮副(1)、第二定齿轮副(13)、第三定齿轮副(16)、第四定齿轮副(17)、第五定齿轮副(18)、第六定齿轮副(19)、第七定齿轮副(20)、第八定齿轮副(22)；

所述电机控制构件(11)包括有电动机、发电机，所述电机控制构件(11)通过发电机的电流变化来调节电动机的输出功率；所述发电机与所述控件输入轴(12)连接，所述电机控制构件(11)的输出端与所述电机输出轴(2)连接；所述控件输入轴(12)与第二定齿轮副(13)连接；所述电机输出轴(2)与第一定齿轮副(1)的主动齿轮连接；

所述输入主轴(23)的输出端设置有齿轮与所述第二定齿轮副(13)啮合；

所述第一行星排包括第一齿圈(6)、第一行星轮(5)、第一太阳轮(3)、第一行星架(4)，第一太阳轮(3)通过其空心轴转动设置在输入主轴(23)上，第一太阳轮(3)、第一行星轮(5)、第一齿圈(6)之间啮合连接，第一行星架(4)转动设置在第一太阳轮(3)的空心轴上，第一行星架(4)的一端与第一行星轮(5)连接，第一行星架(4)的另一端与所述第八定齿轮副(22)的主动齿轮连接，所述第一定齿轮副(1)的从动齿轮与第一太阳轮(3)的空心轴连接；

所述第二行星排包括第二齿圈(8)、第二行星轮(9)、第二太阳轮(10)、第二行星架(7)，第二太阳轮(10)通过其空心轴转动设置在输入主轴(23)上，第二太阳轮(10)、第二行星轮(9)、第二齿圈(8)之间啮合连接，第二行星架(7)与所述输入主轴(23)连接，第二行星架(7)的一端与所述第一齿圈(6)连接，第二行星架(7)的另一端与第二行星轮(9)连接，且第二齿圈(8)与第一行星架(4)相连接；

所述第一离合器(24)、所述第二离合器(25)均设置在第二太阳轮(10)的空心轴上，所述第二离合器(25)分别与所述第二齿圈(8)和所述第七定齿轮副(20)的主动齿轮连接，所述第一离合器(24)分别与所述第二太阳轮(10)和所述第六定齿轮副(19)的主动齿轮连接；

第四定齿轮副(17)的其中一个齿轮和第五定齿轮副(18)的其中一个齿轮均转动设置在输入主轴(23)上；

所述中间轴(21)上依次设置有所述第三离合器(26)、所述第八定齿轮副(22)的从动齿轮、所述第七定齿轮副(20)的从动齿轮、所述第六定齿轮副(19)的从动齿轮、所述前进倒退离合器(27)，所述第三离合器(26)与所述第八定齿轮副(22)的从动齿轮连接，所述前进倒退离合器(27)设置有齿轮分别与所述第五定齿轮副(18)和所述第四定齿轮副(17)的齿轮啮合连接；

第一离合器(24)、第二离合器(25)、第三离合器(26)、前进倒退离合器(27)均为多片湿式离合器。

2.根据权利要求1所述的二行星排三段电液混控无级变速箱，其特征是：电机控制构件(11)还包括与发电机连接的蓄电池组，蓄电池组给电动机供电。