CN117940693A - 功率分流变速器、运行功率分流变速器的方法和包括功率分流变速器的机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种功率分流变速器(30)，其具有驱动轴(12)和第一机械分支(16)，该变速器包括行星齿轮布置(18)，该行星齿轮布置具有至少两个太阳轮(Z1，Z1’)、第一齿圈(Z3)和行星架(20)，在该行星架上设置有双行星齿轮(Z2,Z2’)，该双行星齿轮与太阳轮(Z1，Z1’)和该第一齿圈(Z3)啮合，太阳轮中的至少一个(Z1)与该驱动轴(12)耦合，具有可连续调节的第二分支(22)，该第二分支可通过行星齿轮布置(18)至少部分地与第一机械分支(16)连接，并包括至少两个可调节的液压单元(H1，H2)，这两个液压单元可彼此能量耦合并可作为电机(M)或泵(PU)双向运作并且输出轴(24)能够通过第一机械分支(16)和第二分支(22)耦合到驱动轴(12)，行星齿轮布置(18)被分配有行星换向齿轮(15)，通过该行星换向齿轮第一机械分支(16)的旋转方向能够被换向。此外，本发明涉及用于运行功率分流变速器(30)的方法和具有功率分流变速器(30)的机动车辆。

Description

功率分流变速器、运行功率分流变速器的方法和包括功率分 流变速器的机动车辆
技术领域
本发明涉及一种带有驱动轴的功率分流变速器，该变速器具有第一机械分支，该第一机械分支包括具有至少两个太阳轮、第一齿圈和行星架(Planetensteg)的行星齿轮布置，在该行星齿轮布置上设置有与该太阳轮和该第一齿圈啮合的双行星齿轮，其中该太阳轮中的至少一个联接到该驱动轴上，具有连续可变的第二分支，该第二分支可通过该行星齿轮布置至少部分地连接到该第一机械分支，并包括至少两个可调节的液压单元，其可彼此能量耦合并可作为电机或泵在两个方向上操作，并具有输出轴，该输出轴可通过该第一机械分支和该第二分支耦合到驱动轴。行星换向齿轮被分配给行星齿轮布置，通过该行星换向齿轮，第一机械分支的旋转方向可以被换向。
此外，本发明涉及用于运行功率分流变速器的方法和具有功率分流变速器的机动车辆。
背景技术
当内燃机用于机动车辆时，有必要将它们与变速器联接起来，以便能够在较宽的速度范围内使内燃机在其有利的工作点运行。这方面的一个例子是农用拖拉机，在某些情况下，人工种植的田间速度可能仅达到0.4公里/小时，而农田和农场之间的转移速度则需要达到60公里/小时或更高。在具有给定齿轮数的变速器中，不能连续保证发动机在其最佳范围内运行，因此很早就需要实现传动比的连续变化，以便能够提供独立于发动机速度的车速。
WO 2006/042434 A1公开了一种适用于农用车辆的功率分流变速器，其中在联接到内燃机的驱动轴和输出轴之间设置有分级行星齿轮，用于将施加到驱动轴的功率分成机械功率分支和液压功率分支。液压功率分支由两个相同的静液压轴向活塞机形成，它们彼此液压连接，可以作为泵或电机运作，并且可以在预定的旋转角度范围内旋转。两个静液压轴向活塞机可以通过两个离合器以不同的方式连接到驱动轴或分级行星齿轮箱作为液压单元，以覆盖不同的行驶范围或行驶阶段。这两个液压单元设计为广角液压调节器。
该公开文件可以作为本领域一般技术人员的知识参考，因为它详细解释了功率分流变速器和广角液压调节器是如何在工作中使用的。
然而，这种功率分流变速器的缺点是反向行驶效率低。因此，在WO 2016/102572A1中，在输入轴和输出轴之间设置了换向级，用于在正向行驶行程和反向行驶行程之间改变，由此该换向级或者在正向行驶行程和反向行驶行程之间改变时使行星齿轮布置的齿圈和行星架的太阳轮的所有旋转方向反转，或者使它们保持不变。当在正向行驶行程和反向行驶行程之间改变时，太阳轮、齿圈和行星架的相对旋转方向因此保持在相同的方向上，使得行星齿轮布置的各个部件不反转而其他部件不反转，从而排除了当在行星齿轮布置的正向行驶行程和反向行驶行程之间改变时旋转方向重叠的情况。换向级包括位于行星齿轮布置的一个输出侧和输出轴之间的两个离合器元件，由此在正向行驶行程内通过第一离合器元件传递扭矩，在反向行驶行程内通过第二离合器元件传递扭矩。
发明内容
本发明的目的是提供一种功率分流变速器，其结构被简化并且在行星齿轮布置的输出侧不需要离合器。本发明的目的还在于提供一种既用于反向行驶行程又用于正向行驶行程的功率分流变速器的运行方法以及一种具有功率分流变速器的机动车辆。
这个目的通过具有权利要求1的特征的功率分流变速器、具有权利要求13和权利要求15的特征的用于运行功率分流变速器的方法以及具有权利要求17的特征的机动车辆来解决。从属权利要求中给出了本发明的有利实施例和有利的更多实施例。
上述功率分流变速器的特征在于，针对正向行驶行程和反向行驶行程，具有太阳轮、环形齿轮和行星架的行星齿轮箱装置的部件的旋转方向都保持不变，并且，行星换向齿轮箱用于当在正向行驶行程和反向行驶行程之间改变时使行星齿轮箱装置的旋转方向反向，从而输出轴在正确的旋转方向上被驱动。为此不需要使用离合器，这降低了功率分流变速器的复杂性，简化了应用并且还节省了安装空间，从而产生了简单且紧凑的功率分流变速器，在该功率分流变速器中，反向行驶行程以与正向行驶行程相同的方式被驱动，而不会产生无功功率。
如果行星换向齿轮具有轴向可调节的换档套筒，在该换档套筒的一个轴向位置上，行星架的旋转方向可以直接传递到第一机械分支，而在其另一个轴向位置上，行星架的旋转方向可以反向传递至第一机械分支，则结构的紧凑性得到提高，从而适于在其中一个轴向位置上阻止换档套筒相对于齿轮箱的旋转。
还优选的是，换档套筒形成为具有可逆行星齿轮的可逆中空齿轮，该可逆行星齿轮具有相关联的奇数个齿轮，换档套筒的径向内齿轮通过联接轴以旋转地固定的方式连接到第一机械分支。这导致非常紧凑的设计，由此在换档套筒的一个轴向位置中，换档套筒通过相对于齿轮箱壳体固定而固定不旋转。因此与形成为可逆空心齿轮的换档套筒接触的齿轮在可逆空心齿轮上旋转。因此该旋转方向与当可逆空心齿轮与行星齿轮布置作为整体旋转而不被阻止旋转时的另一个轴向位置中的情况相反。
还可以设想，联接轴被设计成中空轴，并围绕连接到驱动轴的轴颈。
还可以设想，第一机械分支在行星换向齿轮的功率流下游方向上连接或可连接，第二分支通过第一离合器连接或可连接到与驱动轴连接的累加轴。以这种方式，确保了功率分流变速器的静液压分支的使用，由此还应该注意到，机械分支和静液压分支的功率通过累加轴结合，由此离合器通常被分配给静液压分支，然而，由于行星换向齿轮箱的缘故，在行星齿轮箱装置的输出侧不需要离合器来使功率能够流向累加轴，即，没有联接元件的情况下形成累加轴和输出轴之间的功率传输链，因此在该区域也存在非常紧凑的结构。
第一个机械分支在联接轴的输出侧通过奇数个齿轮与累加轴连接。如果将第二离合器分配给第二分支也是有利的，因为这允许提供第二行驶行程，在该第二行驶行程中，仅通过行星齿轮将功率供应给累加轴。
优选地，第一离合器被设计为分配给累加轴的爪式离合器，用于与第二液压单元的静液压轴可分离地相互作用。
如果第二离合器被分配给第二液压单元的静液压轴并且被设计为双爪离合器，用于第二静液压单元通过第一齿轮传动装置与处于第一闭合位置的太阳轮的相互作用以及通过第二齿轮传动装置与处于第二闭合位置的太阳轮的相互作用，则对于正向行驶行程和反向行驶行程存在等同的条件，这两个行驶范围均能够以相同的速度范围分两个阶段运行。
在第二阶段中，通过将附加齿轮级布置在分配给联接轴的齿轮和相邻齿轮之间，可以设置附加齿轮级来扩展功率分流变速器的使用范围，该附加齿轮级通过两个离合器以及第二辅助齿轮和第三辅助齿轮将分配给联接轴的第一辅助齿轮可分离地联接到相邻齿轮。
一种方法，用于运行这种类型的功率分流变速器，其特征在于，在正向行驶行程内，换档套筒移动到相对于变速器壳体旋转不固定的轴向位置中，其中第一液压单元通过齿轮Z5和齿圈外环上的齿轮Z4与齿圈耦合，第二液压单元通过第一离合器、齿轮Z9和齿轮Z10耦合到累加轴上，第一液压单元在第一枢转方向上从0°枢转角度的枢转位置枢转到正角度范围内，并作为泵运作，第二液压单元作为电机运作。在实施过程步骤的这种配置中，在阶段1中发生正向启动，由此静液压传动比例最初为100％，然后直到第一液压单元达到其最大旋转角度时降低至0％。
然后也可以执行过程步骤，其中在正向行驶行程的第二阶段中，第一液压单元作为电机操作，第二液压单元作为泵操作，由此第二液压单元通过第二离合器和第一齿轮传动装置耦合到太阳轮，并且从0°的摆动位置摆动到负角度范围内。
还提供了一种方法，用于运行功率分流变速器，其中，在反向行驶行程内，将换档套筒调节到该换档套筒相对于变速器壳体旋转固定的轴向位置，其中第一液压单元作为泵操作，第二液压单元作为电机操作，并且其中第一液压单元从0°的枢转位置枢转到在负角度范围内的第二枢转方向，使得第二液压单元的旋转方向反向。因此，具有正确旋转方向的扭矩通过第一机械分支和第二静液压分支传递到累加轴。
还可以执行用于反向行驶行程的过程步骤，其中在反向行驶行程的第二阶段中，第一液压单元作为电机操作，第二液压单元作为泵操作，由此第二液压单元通过第二离合器和第二齿轮传动装置耦合到太阳轮上，并且从0°的回转位置回转到负角度范围内。
结果，由于机械功率分支的旋转方向被行星换向齿轮箱换向，功率分流变速器的正向行驶行程和反向行驶行程等同地形成。两个行驶行程均由两个行驶阶段构成，如果需要，可以通过另一个齿轮级进行补充。在第一阶段，在正向和反向行程的起点处，静液压功率份额均为100％，随着速度的增加而降低至0％，由此静液压功率分支和机械功率分支通过累加轴结合。在第二阶段中，静液压功率分支和机械功率分支在行星齿轮布置中结合，由此静液压功率份额在0％至29％之间。
上述优点和效果也适用于具有这种功率分流变速器的机动车辆。
在不超出本发明的范围的情况下，以上描述中提到的特征和特征组合以及以下附图描述中提到的和/或附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以在每种情况下指示的组合中使用，而且可以在其他组合中使用或单独使用。因此，在附图中没有明确示出或解释的实施例，但是从所解释的实施例中出现并且可以通过特征的单独组合产生的实施例，也将被视为包括在本发明中并且被公开。
附图说明
从权利要求书、以下优选实施例的描述以及附图中，本发明的其他优点、特征和细节是显而易见的。示出了：
图1是功率分流变速器的模型表示，
图2是图1的功率分流变速器的模型表示的结构实施例的俯视图，
图3是图2的功率分流变速器的侧视图，示出了行星齿轮布置区域的局部图，
图4是从图2的箭头IV方向观察的视图，示出了在行星换向齿轮的第二齿圈区域的局部图，
图5是从图2的箭头V方向观察的视图，示出了分配给输出轴的差速锁区域的局部图，
图6是与图1相对应的示意图，其中两个液压单元的相应旋转角度用于在正向行驶行程内起动，并且符号表示闭合功率传输链中的功率流，虚线表示带有输入轴的变速器输入处的功率，点状线表示静液压传输的功率，点划线表示机械传输的功率，实线表示带有输出轴的变速器输出处的功率，
图7在局部视图a)、b)和c)中表示了从图6所示的初始位置开始的启动过程，
图8是对应于图6的图7c)所示状态在从第一阶段过渡到第二阶段时正向行驶行程的示意图，
图9是对应于图7的示意图，其中a)中的初始状态处于从第一阶段过渡的状态，
图10是与图6相对应的视图，其中两个液压单元的相应旋转角度用于在反向行驶行程内起动，并且示意性地示出了闭合功率传动链中的功率流，其中针对反向行驶行程行星换向齿轮的换档套筒相对于图6移位；
图11是对应于图7的反向启动过程的示意图，
图12是对应于图9的反向行驶行程的示意图，其中初始状态为a)从第一阶段过渡到第二阶段，
图13是在图12b)所示状态下对应于图6的力流的示意性图示，
图14是图1的功率分流变速器的变速器图，
图15是对应于图14的视图，具有包括两个多片离合器的附加齿轮级以提供另一级，
图16示出了正向行驶行程：在局部视图a)中，对应于图9b)的视图带有附加的齿轮级；在局部视图b)中，对应于图9c)的视图带有附加的齿轮级；
图17是对应于图6的示意性图示，示出了根据图16a)的闭合力传递链中的力流，
图18为反向行驶行程：在局部视图a)中，对应于图12b)的视图带有附加齿轮级，在局部视图b)中，对应于图12c)的视图带有附加齿轮级，
图19是对应于图6的示意性图示，示出了根据图18a)的闭合力传递链中的力流，
图20示出了对应于图1的实施例，其中第一离合器和第二离合器设计为多片式离合器，以及
图21是静液压功率分量(虚线)和效率的速度相关图。
具体实施方式
图1示出了功率分流变速器30的三维模型表示，功率分流变速器30通过其驱动轴12连接到内燃机，该内燃机由连接到机轴11的活塞10表示。驱动轴12也可以通过图中未示出的扭力阻尼器和未示出的万向轴连接到内燃机。
驱动轴12连接到延伸穿过功率分流变速器30的轴颈13，利用轴颈13可以驱动其他部件。例如，如果功率分流变速器30用于设计为农用拖拉机的机动车辆中，则用于工作液压的泵和用于转向的另一个泵可以通过功率轴颈13驱动；也可以驱动其他单元。
功率分流变速器30具有行星齿轮布置18，该行星齿轮布置18具有大太阳轮Z1和小太阳轮Z1’。此外，还有双行星齿轮Z2和Z2′、第一齿圈Z3和行星架P。第一机械分支16通过行星齿轮布置18运行，通过行星齿轮布置18，由内燃机通过驱动轴12提供的功率可以被输送到累加轴(Summierwelle)14，并从该累加轴14输送到输出轴24。
图2至5示出了图1的功率分流变速器30的示意图的设计实施方式。
作为功率分流变速器30的特殊特征，行星换向齿轮15设置在行星齿轮布置18的输出侧上，用于在正向行驶行程V和反向行驶行程R之间的容易转换。第一机械分支16的旋转方向可以通过行星换向齿轮15换向。行星换向齿轮15包括形成为换向空心齿轮的轴向可调节的换档套筒Z23，该换档套筒在第一轴向位置中将行星架P的旋转方向直接传递到换向行星齿轮Z22、Z21、Z20，换向行星齿轮Z22、Z21、Z20通过第一机械分支16中的三个齿轮Z11、Z12和Z13与累加轴14力连接。
在第二轴向位置中，换档套筒Z23相对于功率分流变速器30的齿轮壳体17的旋转被直接或间接地阻止，使得行星架P的旋转方向在该轴向位置中反向，并且以反向旋转方向作用在累加轴14上。为此目的，分度套筒Z23具有换向行星齿轮Z20、Z21、Z22，换向行星齿轮Z20、Z21、Z22具有分配的奇数个齿轮，其中径向内齿轮Z20通过与第一机械分支16的联接轴19不可旋转地连接到齿轮Z11、Z12、Z13。联接轴19被设计成中空轴并围绕轴颈13。
功率分流变速器30还具有两个液压单元H1和H2，它们形成了功率分流变速器30的液压无级变速第二支路22。两个液压单元H1和H2通过高压管路(未显示)相互液压连接。
液压单元H1和H2由弯轴型广角液压调节器构成，其中带有活塞21的缸体20可从相关静液压轴23的轴线向一侧旋转一个转角。在WO2006/042434A1中描述了并且从其中已知了广角液压调节器的基本结构和运作模式。
如果静液压轴23并且因此缸体20通过同步轴以不等于0°的恒定旋转角度绕其各自的轴线旋转，则每个活塞21每转运行一个完整的冲程循环。
如果液压单元通过静液压轴23驱动，并且液压介质被移出缸膛的活塞21吸入并被移入缸膛的活塞21推出，则液压单元H1，H2可以作为液压泵PU运作。旋转角度越大，每转的泵送能力就越大。
如果每个缸都用液压介质加压，并且产生的旋转运动来自静液压轴23，则液压单元H1，H2也可以作为液压电机M运作。旋转角度越大，扭矩越大。
图中还显示了H1，H2液压单元的运行模式；这同样适用于行星换向齿轮15的档位V、R以及双爪离合器K2V/K2R的档位K2V和K2R。
驱动轴通过齿轮Z4和齿轮Z5作用于第一液压单元H1，齿轮Z4在齿圈Z3外环上。
在阶段1的正向行驶行程V和反向行驶行程R中，第二液压单元H2通过第一离合器K1和齿轮Z9和Z10耦合到累加轴14，累加轴14通过齿轮Z15和Z14连接到输出轴24，输出轴24在实施例示例中用于驱动后轮轴HA并且也可以通过第三离合器K3用于驱动前轴VA。
在图1至19所示的实施例中，第一离合器K1被设计成分配给累加轴14的爪式离合器，用于与第二液压单元H2的静液压轴23可分离地相互作用。此外，第二离合器K2被分配给第二液压单元H2的静液压轴23，并且被设计为双爪离合器K2V/K2R，用于静液压单元H2通过第一齿轮传动装置Z6、Z7与处于第一闭合位置K2V的太阳轮Z1’的相互作用，第一闭合位置K2V被分配给正向行驶行程，并且用于通过第二齿轮传动装置Z7’、Z7”、Z6’、Z6与处于第二闭合位置K2R的太阳轮Z1’的配合，第二闭合位置K2R被分配给反向行驶行程。
图15至19示出了附加齿轮级31可以布置在分配给联接轴19的齿轮Z11和相邻齿轮Z13之间，该齿轮级通过两个离合器KS、KL、第二辅助齿轮Z11'S和第三辅助齿轮Z11L将分配给联接轴19的第一辅助齿轮Z11’可分离地耦合到相邻齿轮Z13。
在图1至图19所示的设计示例中，离合器K1和K2形成为爪式离合器，而K3形成为多片离合器，而图20示出了离合器K1和K2使用多片离合器，这在原理上也是可行的，但是与反向行驶行程R的第二级损失相关联。
因此，第二液压单元H2可以通过第一离合器K1耦合到累加轴14上，并且当第一离合器K1打开时，可以通过第二离合器K2经由第一齿轮减速传动装置Z6、Z7或第二齿轮减速传动装置Z7’、Z7’、Z6’、Z6’和小太阳轮Z1’耦合到行星齿轮布置18上。
下面解释具有上述结构的功率分流变速器30的可能运作模式。
一种可能的运作模式是主动停止，其中累加轴14以及通过其的输出轴24被阻挡，并且存在一种“停车制动”。为此，第二液压单元H2完全旋出，如图1所示，而第一液压单元H1的旋转角度为0°。第一液压单元H1用作泵PU，第二液压单元H2用作电机M，从而通过第二液压单元H2和第一离合器K1达到期望的闭锁。
参考图6和7解释正向行驶行程V。最初，当具有功率分流变速器30的机动车辆静止时，第二液压单元H2完全向外摆动，第一液压单元H1具有0°的摆动角度。第一液压单元H1用作泵PU，第二液压单元H2用作电机M。当启动时，第一液压单元H1从0°旋转到正角度范围内，在所示的实施例示例中为逆时针旋转，直到其最大旋转角度，在附图所示的实施例示例中为45°。来自第一液压单元H1的静液压功率被供应到作为电机M运行的第二液压单元H2，并通过第一离合器K1传递到累加轴14，功率也通过第一机械分支16直接通过行星架P和换向行星齿轮Z20、Z21、Z22机械地供应到累加轴14(图6)。图6中还示意性地示出了闭合功率传输链中的功率流，虚线表示输入轴的变速器输入处的功率，点状线表示液压传输的功率，点状-虚线表示机械传输的功率，实线表示输出轴的变速器输出处的功率。其他类似的插图中也保留了这些分配。
图7B示出了当第一液压单元H1已经达到其最大旋转角度时的状态，于是第二液压单元H2旋转回到0°的旋转角度(图7c)，并且第一液压单元H1停止。离合器K1和K2同步运行并且空载，于是第一离合器K1打开并且第二离合器K2闭合。结果，第二液压单元H2通过齿轮传动装置Z6、Z7联接到行星齿轮布置18的小太阳轮Z1’上。功率传输链中的功率流如图8所示。
通过将第二液压单元H2进一步沿相反方向旋转到负角度范围内，液压单元H1和H2的流动方向被改变，从而改变到正向行驶行程V的阶段2，其中第二液压单元H2作为泵PU工作并驱动第一液压单元H1。静液压功率和机械功率在行星齿轮布置18中结合，静液压传递的功率增加。如果第二液压单元H2完全摆出来，第一液压单元H1摆回到0(图9C)，结果第二液压单元H2几乎是静止的，并且通过第一机械分支16的功率传输几乎是纯机械的。
图21显示了作为速度函数的静液压功率分量HL。可以看出，当起步时，静液压功率分量HL为100％，然后几乎线性地下降到0％，由此发生从正向行驶行程V的第一阶段到第二阶段的切换，于是静液压功率分量HL再次增加到大约29％，并在该最大值之后再次下降，直到最后功率传输完全是机械的。图21还显示了效率η在整个速度范围内几乎保持恒定的高水平。
对于正向行驶行程V的阶段1和阶段2，功率传动链中的功率流25因此在图6和8中示出，其中图6示出了启动期间的星座(constellation)，其中静液压功率从第二液压单元H2通过第一离合器K1供应给累加轴14，并且机械功率从驱动轴12通过行星齿轮布置18传递到累加轴14。图8示出了正向行驶行程V的阶段2的过渡，在该阶段中，静液压产生的功率也被供应到行星齿轮布置18，并从那里供应到累加轴14。
图11在子图a)中示出了初始情况，此时在反向行驶行程R中从停止状态开始。对于反向行驶行程R，作为换档套筒Z23的反向环形齿轮相对于齿轮箱壳体17固定在第二轴向位置，使得行星架P的旋转方向反向。第二液压单元H2作为电机M运行并完全旋出，而第一液压单元H1作为泵P运行并从初始位置0°到-45°顺时针旋转。由于第一液压单元H1的相反旋转方向进入负角度范围，第二液压单元H2的旋转方向被反转，并通过第一离合器K1以相应的旋转方向馈送到累加轴14，累加轴14也通过旋转方向反转的行星换向齿轮15接收机械功率分量。
在图10和13中可以看到功率流，与图6和8相比，图10和13示出了在正向行驶行程V和反向行驶行程R中，功率分量的合并基本相同，图13示出了在位置K2R通过双爪离合器K2V/K2R使用第二齿轮传动装置Z7′、Z7″、Z6′、Z6。
图15示出了一个实施例，其中具有两个离合器KS和KL的附加齿轮级31用于阶段2，通过联接轴19用于正向行驶行程V和反向行驶行程R，以便扩展工作范围。在阶段2结束时，离合器KL打开并且离合器KS闭合；在从离合器KL到离合器KS的转换期间，第一液压单元H1从0°向45°方向转动。一旦离合器KL和KS达到同步速度，第一液压单元H1回转回到0°。
图16和图17示出了在正向行驶行程V中使用附加传动级31。在第二阶段结束时，离合器KL打开并且离合器KS闭合，由此在从离合器KL转换到离合器KS的过程中，第一液压单元H1从0°沿45°方向枢转。一旦离合器KS和离合器KL达到同步速度，第一液压单元H1回转回到0°。当第二个液压单元H2完全旋出时，它几乎是静止的，并且功率传输几乎是纯机械的(图17)。
图18和19示出了当在第二阶段结束时在反向行驶行程R中使用附加齿轮级31时的情况，由此应该注意到，第一液压单元H1的旋转方向相对于正向行驶行程V是相反的。
附图标记：
10 活塞 30 功率分流变速器
11 机轴 31 附加齿轮级
12 驱动轴
13 轴颈 K1 第一离合器
14 累加轴(Summierwelle) K2 第二离合器
15 行星换向齿轮 K3 第三离合器
16 第一机械分支 KS 用于附加步骤的离合器
17 变速器壳体 KL 附加级的附加离合器
18 行星齿轮布置 K2V/K2R 双爪离合器
19 联接轴
20 行星架 HA 后轴
21 活塞 VA 前轴
22 第二分支：液压 HL 静液压功率分配
23 静液压轴 η 效率
24 输出轴
25 功率流
V正向行驶行程 Z4 Z3外环上的齿轮
R反向行驶行程 Z5用于H1齿轮
M电机 Z6、Z7第一齿轮传动装置
PU泵 Z7’,Z7”,Z6’,Z6第二齿轮传动装置
K2V用于V的双爪离合器的第一闭合位置 Z9、Z10在23和K1之间的齿轮
K2R用于R的双爪离合器的第二闭合位置 Z11分配给联接轴的齿轮
H1第一液压单元 Z12第一机械分支的齿轮
H2第二液压单元 Z13相邻齿轮
Z11’第一辅助齿轮
P行星架 Z11’S第二辅助齿轮
Z1大太阳轮 Z11 L第三辅助齿轮
Z1’小太阳轮 Z20、Z21、Z22换向行星齿轮
Z2双行星齿轮 Z23换档套筒/可逆齿圈
Z2’双行星齿轮 Z30、Z31、Z32、Z33差速锁
Z3第一齿圈

Claims (17)

1.一种功率分流变速器(30)，具有驱动轴(12)以及第一机械分支(16)，所述功率分流变速器(30)包括行星齿轮布置(18)，所述行星齿轮布置(18)具有至少两个太阳轮(Z1，Z1’)、第一齿圈(Z3)和行星架(P)，所述行星齿轮布置(18)上布置有双行星轮(Z2，Z2’)，所述双行星轮(Z2，Z2’)与所述太阳轮(Z1，Z1’)啮合并与所述第一齿圈(Z3)啮合，所述太阳轮中的至少一个(Z1)与所述驱动轴(12)耦合，具有连续可变的第二分支(22)，所述第二分支能够通过所述行星齿轮布置(18)至少部分地连接到所述第一机械分支(16)，并且包括至少两个可调节的液压单元(H1，H2)，所述液压单元能够彼此能量耦合并且能够作为电机(M)或泵(PU)双向操作，并且具有输出轴(24)，所述输出轴能够通过所述第一机械分支(16)与所述驱动轴(12)耦合，并且通过所述第二分支(22)与所述驱动轴(12)耦合，其特征在于，所述行星齿轮布置(18)配有行星换向齿轮(15)，通过所述行星换向齿轮能够使所述第一机械分支(16)的旋转方向换向。
2.根据权利要求1所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，所述行星换向齿轮(15)具有轴向可调节的换档套筒(Z23)，在所述换档套筒的一个轴向位置中，所述行星架(P)的旋转方向能够直接传递至所述第一机械分支(16)，并且在该换档套筒的另一个轴向位置中，所述行星架(P)的旋转方向能够反向输送至所述第一机械分支(16)。
3.根据权利要求2所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，所述换挡套筒(Z23)在所述轴向位置之一中被阻止相对于变速器壳体(17)旋转。
4.根据权利要求2或3所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，所述换挡套筒(Z23)形成为具有换向行星齿轮(Z20、Z21、Z22)的换向齿圈，所述换向行星齿轮具有相关联的奇数个齿轮。
5.根据权利要求4所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，所述换挡套筒(Z23)的径向内齿轮(Z20)通过联接轴(19)不可旋转地连接到所述第一机械分支(16)。
6.根据权利要求5所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，所述联接轴(19)被设计为中空轴，并且围绕连接到所述驱动轴(12)的轴颈(13)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，所述第一机械分支(16)连接或可连接在所述行星换向齿轮(15)的功率流(25)下游方向，并且所述第二分支(22)通过第一离合器(K1)连接或可连接到累加轴(14)，所述累加轴连接到所述输出轴(24)。
8.根据权利要求7所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，所述第一机械分支(16)在所述联接轴(19)的输出侧通过奇数个齿轮(Z11、Z12、Z13)连接到所述累加轴(14)。
9.根据权利要求8所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，第二离合器(K2)被分配给所述第二分支(22)。
10.根据权利要求9所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，所述第一离合器(K1)被设计为分配给所述累加轴(14)的爪式离合器，用于与所述第二液压单元(H2)的静液压轴(23)可分离地相互作用。
11.根据权利要求10所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，所述第二离合器(K2)被分配给所述第二液压单元(H2)的所述静液压轴(23)，并且被设计为双爪式离合器(K2V/K2R)，用于所述静液压单元(H2)在第一闭合位置(K2V)通过第一齿轮传动装置(Z6，Z7)与所述太阳轮(Z1’)相互作用，以及用于在第二闭合位置(K2R)通过第二齿轮传动装置(Z7',Z7”,Z6',Z6)与所述太阳轮(Z1’)相互作用。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，在分配给所述联接轴(19)的所述齿轮(Z11)和相邻齿轮(Z13)之间设置有附加齿轮级(31)，所述附加齿轮级通过两个离合器(KS、KL)、第二辅助齿轮(Z11’S)和第三辅助齿轮(Z11 L)将与所述联接轴(19)相关联的第一辅助齿轮(Z11’)耦合到所述相邻齿轮(Z13)。
13.一种方法，用于运行根据权利要求1所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，在正向行驶行程(V)中，所述换档套筒(Z23)移动到相对于所述变速器壳体(17)旋转不固定的轴向位置中，所述第一液压单元(H1)通过齿轮(Z5)和所述齿圈(Z3)外环上的齿轮(Z4)与所述齿圈(Z3)耦合，所述第二液压单元(H2)通过第一离合器(K1)、齿轮(Z9)和齿轮(Z10)与累加轴(14)耦合，所述第一液压单元(H1)从具有0°枢转角度的枢转位置在第一枢转方向上枢转到正角度范围内并作为泵(PU)运行，所述第二液压单元(H2)作为电机(M)运行。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述正向行驶行程(V)的第二阶段中，所述第一液压单元(H1)作为电机(M)运行，所述第二液压单元(H2)作为泵(PU)运行，所述第二液压单元(H2)通过第二离合器(K2)和第一齿轮传动装置(Z6，Z7)与太阳轮(Z1’)耦合并从0°枢转位置枢转到负角度范围。
15.一种方法,用于运行根据权利要求1所述的功率分流变速器(30)，其特征在于，在反向行驶行程(R)中，所述换档套筒(Z23)移动到所述轴向位置中，在所述轴向位置中，所述换档套筒(Z23)相对于所述变速器壳体(17)固定不旋转，所述第一液压单元(H1)作为泵(PU)运行，所述第二液压单元(H2)作为电机(M)运行，所述第一液压单元(H1)从0°枢转位置枢转到第二枢转方向进入负角度范围。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述反向行驶行程(R)的第二阶段中，所述第一液压单元(H1)作为电机(M)运行，所述第二液压单元(H2)作为泵(PU)运行，所述第二液压单元(H2)通过第二离合器(K2)和第二齿轮传动装置(Z7',Z7”,Z6',Z6)耦合到所述太阳轮(Z1’)并从0°枢转位置枢转到负角度范围。
17.一种车辆，具有根据权利要求1所述的功率分流变速器(30)。
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