JP5339306B2 - 静液圧式動力分割トランスミッション - Google Patents
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Description
・トランスミッションが、全速度範囲にわたって高い効率を有していなければならない。これは、道路交通において比較的長い時間にわたって使用される高い走行速度に特に当てはまる。
・トランスミッションが、構造上の制約がなく可能である限り、きわめてさまざまな候補車両に搭載できるよう、コンパクトな構成でなければならない。
・トランスミッションが、大きな力を伝達できなければならない。
・動力の損失を抑え、動作の信頼性を高めるために、トランスミッションの構造が、可能な限り単純でなければならない。
・トランスミッションが、エンジンの運転に連動した包括的な電子制御を可能にしていなければならず、さらに特定の制御要素の故障の場合でも、充分な非常動作プログラムを利用可能にしていなければならない。
・多段遊星駆動部が、動力の分割および合成のためのトランスミッションとして働き、基本構成のための最適なソリューションとして使用される。
・静液圧の動力範囲が、このトランスミッションにおいて効率および広がりに関して大きな利点を有する+/−45°という大きな角度の技法によって実現される。
・したがって、この基本的な機械的構成が採用され、大きな角度の技法と組み合わせられ、必要に応じて軸のオフセット、動力取り出しシャフト、および全輪駆動で補われた場合に、最適なトランスミッションの考え方が得られる。これは、すべての車両の要件を満足させることができ、軸のオフセットおよび直列の変種の両方を可能にする。
・トランスミッションが、モジュールの原理に従って構成される。
・静液圧式による動力の分割である。
・分割および合成を行う多段遊星駆動部を有している。
・2つの前進駆動レンジが、けん引力を中断させることなく存在する。
・+/−45°という枢動角度を有する2つの大角度のハイドロスタットが使用される。
・力の伝達が、全動作範囲において連続的である。
・トランスミッションが、下落のない高い全体効率を有する。
・最大のハイドロスタット動力が、始動時にのみ必要である。
・始動時の最大のけん引が、常に利用可能である。
・駆動クラッチが、機能がすでに存在するため、不要である。
・65km/hよりも高い速度が可能である。
・低いエンジン回転速度での低速が可能である。
・初期の回転速度を、けん引力を中断させることなく、0と3000rev/minとの間で連続的に調節することができる。
・入力から出力へのトルクの広がりが、約7.8に達する。
・さまざまな駆動の方法が可能である。
・制御が、操作ユニットによって行われる。
・電子機器が、モジュールの構成を有している。
・電気回路または電子機器の不具合の場合でも、さらなる動作または非常の駆動が可能である。
11 内燃機関
12 多段遊星駆動部
13 ウェブ(多段遊星駆動部)
14 カバー
15 フランジ(カバー)
16 トランスミッションの制御部
17 トランスミッションの中心部
18 制御電子機器
19 注入オリフィス
20 制御液圧系
21 制御モータ
22 液圧ポンプ
23 取り入れ接続片
24、25 枢支ベアリング
26、26’ 支持柱
27 支持底部
28、28’ 支持壁
29、30 制御液圧系(クラッチ)
31 ハウジング下部
32 パン
33 アクセス穴
34、35 クラッチ
36 フランジ(ハウジング下部)
37、38 ベアリング
39 取り出しシャフト(外部)
40 駆動シャフト(外部)
41、43 制御電子機器
42 電池(例えば、リチウムイオン)
E1、E2、E3 電気モータ
HL 静液圧による動力の割合(単位は%)
H1、H2 ハイドロスタット
K1、・・・、K4 クラッチ
SK1、・・・、SK4 持ち上げピストン
SW 枢動角度(単位は%)
v 速度
W1、・・・、W12 シャフト
Z1、・・・、Z13 歯車
Claims (22)
- 静液圧式動力分割トランスミッション、特に農業および建設車両のための静液圧式動力分割トランスミッション(10、10’)であって
互いに液圧に関して接続されており、ポンプまたはモータとして動作し、少なくとも一方が制御部(16、20、21;SK1、・・・、SK4)によって調節可能または枢動可能である少なくとも2つのハイドロスタット(H1、H2)と、
前記ハイドロスタット(H1、H2)を内部駆動シャフト(W1)および内部取り出しシャフト(W7)へ接続する機械的な接続手段(12、K1、・・・、K4;Z1、・・・、Z12)と、
前記ハイドロスタット(H1、H2)、前記内部駆動シャフト(W1)および前記内部取り出しシャフト(W7)、ならびに前記機械的な接続手段(12、K1、・・・、K4;Z1、・・・、Z12)が下面に配置および固定されたカバー(14)と、ハウジング下部(31)とを備えているハウジング(14、31)と、
前記ハウジング下部(31)に取り付けられ、外部からアクセス可能であり、前記ハウジング(14、31)が組み立てられた状態で前記内部駆動シャフト(W1)または前記内部取り出しシャフト(W7)に動作可能に接続される外部駆動シャフト(40)および外部取り出しシャフト(39)と、
を備え、
前記少なくとも一方のハイドロスタット(H1、H2)の調節または枢動のための制御部(16、20、21;SK1、・・・、SK4)が、前記カバー(14)の上側に配置され、該カバー(14)を介して前記少なくとも一方のハイドロスタット(H1、H2)に作用し、
前記2つのハイドロスタット(H1、H2)が、前記カバー(14)を介して前記制御部(16、20、21;SK1、・・・、SK4)によって調節可能あるいは枢動可能であり、
複数のクラッチ(K1、・・・、K4)が、動力の分割を制御するために設けられており、多段遊星駆動部(12)が、前記分割された動力を合成するために設けられており、
前記2つのハイドロスタット(H1、H2)のそれぞれが、液圧の力を制御するために少なくとも−45°〜+45°の間の範囲において枢支軸を中心にして枢動可能であり、前記カバー(14)がほぼ1つの平面内に位置しており、前記ハイドロスタット(H1、H2)の枢支軸が前記カバー(14)の平面に対して垂直に配置されていることを特徴とする静液圧式トランスミッション。 - 前記制御部(16)が、レバー機構を介して前記ハイドロスタット(H1、H2)を枢支軸を中心にして枢動させる液圧動作の持ち上げピストン(SK1、・・・、SK4)を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の静液圧式トランスミッション。
- 制御液圧系(20)が、前記制御部(16)の内部の前記持ち上げピストン(SK1、・・・、SK4)を制御するために設けられ、電気制御モータ(21)によって制御されることを特徴とする、請求項2に記載の静液圧式トランスミッション。
- 前記ハイドロスタット(H1、H2)が、該ハイドロスタット(H1、H2)の回転軸を互いに平行かつ前記カバー(14)の平面に平行にして配置されており、前記内部駆動シャフトおよび内部取り出しシャフト(W1、W7)ならびに前記外部駆動シャフトおよび外部取り出しシャフト(39、40)が、前記ハイドロスタット(H1、H2)の回転軸に平行に向けられかつ該ハイドロスタット(H1、H2)の回転軸の間に配置された共通の軸を有していることを特徴とする、請求項1または2に記載の静液圧式トランスミッション。
- 全体として2つまたは4つのクラッチ(K1、・・・、K4)が設けられ、該クラッチ(K1、・・・、K4)が、ペアにされて前記ハイドロスタット(H1、H2)に割り当てられ、該割り当て先のハイドロスタットの回転軸に配置され、前記多段遊星駆動部(12)が、前記内部駆動シャフトおよび内部取り出しシャフトならびに外部駆動シャフトおよび外部取り出しシャフト(W1、W7;39、40)の前記共通の軸に配置されていることを特徴とする、請求項4に記載の静液圧式トランスミッション。
- 前記ハイドロスタット(H1、H2)が、前記カバー(14)と該カバー(14)に平行な支持底部(27)との間に枢動可能に取り付けられ、前記支持底部(27)が、前記カバー(14)から垂直に立ち上がる横支持柱(26)を介して該カバー(14)に固定されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の静液圧式トランスミッション。
- 前記カバー(14)の下面から垂直に立ち上がり、前記支持底部(27)にねじ留めされる支持壁(28、28’)が、当該トランスミッション(10)の前記シャフト(W1、・・・、W12)を取り付けるために設けられていることを特徴とする、請求項6に記載の静液圧式トランスミッション。
- 下方に位置するパン(32)が、前記ハウジング下部(31)に形成され、液圧ポンプ(22)が、前記カバー(14)の下面に配置および固定され、当該トランスミッション(10)が組み立てられた状態にあるとき、取り入れ接続片(23)にて前記パン(32)へ進入することを特徴とする、請求項1に記載の静液圧式トランスミッション。
- 制御電子機器(18)が、当該トランスミッション(10)のために設けられ、該制御電子機器(18)が、前記カバー(14)の上面に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の静液圧式トランスミッション。
- 静液圧式動力分割トランスミッション、特に農業および建設車両のための静液圧式動力分割トランスミッション(10、10’)であって、
互いに液圧に関して接続されており、選択的にポンプまたはモータとして動作し、制御部(16、20、21;SK1、・・・、SK4)によって調節可能または枢動可能である少なくとも2つのハイドロスタット(H1、H2)と、
前記ハイドロスタット(H1、H2)を内部駆動シャフト(W1)および内部取り出しシャフト(W7)へ接続する機械的な接続手段(12、K1、・・・、K4;Z1、・・・、Z12)と、
動力の分割を制御するために設けられた複数のクラッチ(K1、・・・、K4)および前記分割された動力を合成するために設けられた多段遊星駆動部(12)と、
を備え、
前記2つのハイドロスタット(H1、H2)のそれぞれが、液圧の力を制御するために少なくとも−45°〜+45°の間の範囲において枢支軸を中心にして枢動可能であり、
当該トランスミッション(10、10’)が、ハイブリッド駆動部のために設けられ、電気モータ(E1、E3)に接続されていることを特徴とする、静液圧式トランスミッション。 - 前記電気モータ(E1)が、トランスミッション(Z11、Z12、Z13)を介して前記内部駆動シャフト(W1)に接続されていることを特徴とする、請求項10に記載の静液圧式トランスミッション。
- 前記電気モータ(E3)が、前記内部駆動シャフト(W1)に直接的に配置されていることを特徴とする、請求項10に記載の静液圧式トランスミッション。
- 前記電気モータ(E1、E3)が、制御電子機器(41)を介して電池(42)に接続されていることを特徴とする、請求項11または12に記載の静液圧式トランスミッション。
- 前記電気モータ(E1、E3)を、さらに発電機および/またはスタータおよび/またはリターダとしても使用することができることを特徴とする、請求項10〜13のいずれか一項に記載の静液圧式トランスミッション。
- 動力取り出しシャフト(W8)を駆動する第2の電気モータ(E2)が設けられていることを特徴とする、請求項10〜14のいずれか一項に記載の静液圧式トランスミッション。
- 前記第2の電気モータ(E2)が、第2の制御電子機器(43)を介して電池(42)に接続されていることを特徴とする、請求項15に記載の静液圧式トランスミッション。
- 静液圧式動力分割トランスミッション、特に農業および建設車両のための静液圧式動力分割トランスミッション(10、10’)であって
互いに液圧に関して接続されており、ポンプまたはモータとして動作し、少なくとも一方が制御部(16、20、21;SK1、・・・、SK4)によって調節可能または枢動可能である少なくとも2つのハイドロスタット(H1、H2)と、
前記ハイドロスタット(H1、H2)を内部駆動シャフト(W1)および内部取り出しシャフト(W7)へ接続する機械的な接続手段(12、K1、・・・、K4;Z1、・・・、Z12)と、
前記ハイドロスタット(H1、H2)、前記内部駆動シャフト(W1)および前記内部取り出しシャフト(W7)、ならびに前記機械的な接続手段(12、K1、・・・、K4;Z1、・・・、Z12)が下面に配置および固定されたカバー(14)と、ハウジング下部(31)とを備えているハウジング(14、31)と、
前記ハウジング下部(31)に取り付けられ、外部からアクセス可能であり、前記ハウジング(14、31)が組み立てられた状態で前記内部駆動シャフト(W1)または前記内部取り出しシャフト(W7)に動作可能に接続される外部駆動シャフト(40)および外部取り出しシャフト(39)と、
を備え、
前記少なくとも一方のハイドロスタット(H1、H2)の調節または枢動のための制御部(16、20、21;SK1、・・・、SK4)が、前記カバー(14)の上側に配置され、該カバー(14)を介して前記少なくとも一方のハイドロスタット(H1、H2)に作用し、
前記トランスミッション(10)がハイブリッド駆動部のために設けられ、電気モータ(E1)に接続されており、
前記電気モータ(E1)が、トランスミッション(Z11、Z12、Z13)を介して前記内部駆動シャフト(W1)に接続されていることを特徴とする、静液圧式トランスミッション。 - 前記電気モータ(E1)が、制御電子機器(41)を介して電池(42)に接続されていることを特徴とする、請求項17に記載の静液圧式トランスミッション。
- 前記電気モータ(E1)を、さらに発電機および/またはスタータおよび/またはリターダとしても使用することができることを特徴とする、請求項17または18に記載の静液圧式トランスミッション。
- 動力取り出しシャフト(W8)を駆動する第2の電気モータ(E2)が設けられていることを特徴とする、請求項17〜19のいずれか一項に記載の静液圧式トランスミッション。
- 前記第2の電気モータ(E2)が、第2の制御電子機器(43)を介して電池(42)に接続されていることを特徴とする、請求項20に記載の静液圧式トランスミッション。
- 静液圧式動力分割トランスミッション、特に農業および建設車両のための静液圧式動力分割トランスミッション(10、10’)を動作させる方法であって、
互いに液圧に関して接続されており、ポンプまたはモータとして動作し、制御部(16、20、21;SK1、・・・、SK4)によって調節可能または枢動可能である少なくとも2つのハイドロスタット(H1、H2)と、
前記ハイドロスタット(H1、H2)を内部駆動シャフト(W1)および内部取り出しシャフト(W7)へ接続する機械的な接続手段(12、K1、・・・、K4;Z1、・・・、Z12)と、
動力の分割を制御するために設けられている複数のクラッチ(K1、・・・、K4)と、
前記分割された動力を合成するために設けられている多段遊星駆動部(12)と、
を備え、
前記2つのハイドロスタット(H1、H2)のそれぞれが、液圧の力を制御するために少なくとも−45°〜+45°の間の範囲において枢支軸を中心にして枢動可能である、静液圧式動力分割トランスミッションにおいて、
第1の前進駆動段および第2の前進駆動段があり、
第1の前進駆動段において、第1のハイドロスタット(H1)がポンプとして機能し、最初は枢動させられておらず、一方、第2のハイドロスタット(H2)はモータとして機能し、第2のハイドロスタット(H2)の一方側に完全に枢動させられており、
第1の前進駆動段の第1段階で、始動動作が、第1のハイドロスタット(H1)が第1のハイドロスタット(H1)の一方側へ徐々に枢動させられることで開始され、第1のハイドロスタット(H1)が完全に枢動させられると、第1の前進駆動段の第1段階が終了し、
第1の前進駆動段の第2段階で、第1のハイドロスタット(H1)が完全に枢動させられた状態で、第2のハイドロスタット(H2)が最大の枢動角度から枢動角度0°へ徐々に枢動させられて戻され、
第2の前進駆動段において、第1のハイドロスタット(H1)がモーターとして機能し、第2のハイドロスタット(H2)がポンプとして機能し、
第2の前進駆動段の第1段階で、第2のハイドロスタット(H2)が枢動角度0°から第2のハイドロスタット(H2)の反対側へ最大の枢動角度まで徐々に枢動させられる一方で、第1のハイドロスタット(H1)は第1のハイドロスタット(H1)の一方側に完全に枢動させられたままであり、
第2の前進駆動段の第2の段階で、第2のハイドロスタット(H2)が完全に枢動させられた状態で、第1のハイドロスタット(H1)が最大の枢動角度から枢動角度0°へ徐々に枢動させられて戻される、ことを特徴とする静液圧式動力分割トランスミッション。
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