一種采用二次元件的機械液壓混合無級變速裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于機械與液壓傳動及控制技術(shù)領域，涉及一種采用二次元件的機械液壓 混合無級變速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 液壓傳動具有質(zhì)量輕、體積小、功率密度大，容易實現(xiàn)無級調(diào)速及自動控制等優(yōu) 點，但同時存在傳動效率低等不足之處，尤其在高速和低速傳動工況，傳動效率低這一不足 更加突出。齒輪機械傳動具有傳遞運動準確可靠、瞬時傳動比恒定、結(jié)構(gòu)緊湊、可實現(xiàn)較大 傳動比、傳遞功率大及傳動效率高等優(yōu)點，但不易實現(xiàn)自動變速，更無法實現(xiàn)無級變速。中 大型工程機械在作業(yè)時，傳動系統(tǒng)往往需要傳遞較大功率，且要求能根據(jù)作業(yè)工況和負載 大小變化對動力源進行高效率的速度和扭矩變換。單一使用機械傳動或液壓傳動都難于完 美滿足中大型工程機械對傳動系統(tǒng)的要求。
[0003] 為解決上述問題，新型機械液壓混合傳動裝置成為研究方向之一。此類混合傳動 裝置綜合了機械與液壓兩種傳動方式的優(yōu)點，目前主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是機械傳動 支路與液壓傳動支路串聯(lián)，在液壓馬達或液壓式變速機構(gòu)的輸出端和行走機構(gòu)（或工作裝 置）之間設置機械式變速裝置，實現(xiàn)分段的無級變速，擴大傳動系統(tǒng)的變速范圍，提高傳動 效率；另一種是機械傳動支路與液壓傳動支路并聯(lián)，即所謂的功率分流傳動，把發(fā)動機輸出 功率分成機械和液壓兩股"功率流"，經(jīng)機械傳動支路的功率流能夠保持高效率傳遞，同時 利用液壓功率流的可控性，使這兩股功率流在重新匯合時實現(xiàn)總輸出轉(zhuǎn)速/扭矩的無級調(diào) 節(jié)，上述混合傳動將機械傳動的高效率和液壓傳動無級調(diào)速的優(yōu)點相結(jié)合，得到既具有無 級調(diào)速性能，又具有較高效率和較寬調(diào)速范圍的變速裝置。其中兩支路并聯(lián)方案中，液壓傳 動支路一般只需傳遞部分功率，其余功率由具有較高傳動效率的機械傳動支路承擔，大大 提高了傳動系統(tǒng)的效率，又可獲得較大范圍的無級調(diào)速性能，能夠滿足中大型負載作業(yè)車 輛的使用要求，對提升整機作業(yè)性能、節(jié)能降耗具有重要意義。
[0004] 目前已有的機械液壓混合傳動方案中，液壓傳動支路多采用容積調(diào)速回路，可分 為變量栗-定量馬達、定量栗-變量馬達及變量栗-變量馬達三種類型。理論上，這三種容 積調(diào)速回路均能用于機械-液壓混合傳動裝置，但若采用上述回路作為液壓支路，功率流 的傳遞始終是單向的，混合傳動裝置的總輸出速度，僅是在機械傳動支路輸出速度的基礎 上"增加"了液壓傳動支路的速度，變速范圍擴大的能力有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種采用二次元件的機械液 壓混合無級變速裝置，該裝置的變速范圍較大，并且能夠滿足中大型工程機械對傳動系統(tǒng) 的要求。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明所述的采用二次元件的機械液壓混合無級變速裝置包括 裝置輸入軸、液壓傳動支路、裝置輸出軸、箱體、第一行星排、第二行星排、用于對第一行星 排中的齒圈及第二行星排中的齒圈起制動作用的制動器、以及用于控制所述制動器的傳動 系統(tǒng)；
[0007] 第一二次元件及第二二次元件串聯(lián)連接，第一二次元件的輸出軸與裝置輸入軸相 連接，第一行星排的太陽輪與裝置輸入軸相連接，第一行星排的行星架與裝置輸出軸相連 接，第二行星排的太陽輪與第二二次元件的輸出軸相連接，第二行星排的行星架固定于箱 體上，第一行星排的齒圈與第二行星排的齒圈相連接，液壓傳動支路的輸出軸與第一二次 元件的斜盤及第二二次元件的斜盤相連接。
[0008] 所述傳動系統(tǒng)包括油箱、第一齒輪栗、蓄能器、電磁換向閥及單向節(jié)流閥，油箱的 出油口經(jīng)第一齒輪栗與蓄能器的入口相連通，蓄能器的出口依次經(jīng)電磁換向閥及單向節(jié)流 閥與制動器的進油口相連通。
[0009] 所述傳動系統(tǒng)還包括第一過濾器及第一溢流閥，第一齒輪栗的出口分為兩路，其 中一路經(jīng)第一溢流閥與油箱的回油口相連通，另一路經(jīng)第一過濾器與蓄能器的進口相連 通。
[0010] 所述液壓傳動支路包括第二齒輪栗、第一節(jié)流閥第二節(jié)流閥、第一電比例閥、第二 電比例閥、第一斜盤執(zhí)行液壓缸及第二斜盤執(zhí)行液壓缸，油箱經(jīng)第二齒輪栗后分為兩路，其 中一路經(jīng)第一節(jié)流閥與第一電比例閥的進油口相連通，另一路經(jīng)第二節(jié)流閥與第二電比例 閥的進油口相連通，第一電比例閥的出油口與第一斜盤執(zhí)行液壓缸的進油口相連通，第一 斜盤執(zhí)行液壓缸的活塞桿與第一二次元件的斜盤相連接，第二電比例閥的出油口與第二斜 盤執(zhí)行液壓缸的進油口相連通，第二斜盤執(zhí)行液壓缸的活塞桿與第二二次元件的斜盤相連 接。
[0011] 還包括第二過濾器，油箱的出油口經(jīng)第二過濾器與第一齒輪栗的進油口及第二齒 輪栗的進油口相連通。
[0012] 所述液壓傳動支路還包括壓力切斷閥、第三節(jié)流閥、第一單向閥、第二單向閥、第 二溢流閥、第三溢流閥、第四溢流閥及沖洗閥；
[0013] 第一二次元件的第一工作油口與壓力切斷閥的第一進油口、第一單向閥的出口、 第二溢流閥的進口、沖洗閥的第一進口及第二二次元件的第一工作油口相連通，第一二次 元件的第二工作油口與壓力切斷閥的第二進油口、第二單向閥的出口、第三溢流閥的進口、 沖洗閥的第二進口及第二二次元件的第二工作油口相連通，第二齒輪栗的出口與第三節(jié)流 閥的進口相連通，第四溢流閥的進口與第一單向閥的進口、第二單向閥的進口、第二溢流閥 的出口、第三溢流閥的出口及第二齒輪栗的出口相連通，第四溢流閥的出口及沖洗閥的出 口與油箱的進口相連通。
[0014] 油箱的進口經(jīng)冷卻器與第四溢流閥的出口及沖洗閥的出口相連通。
[0015] 油箱的入口經(jīng)冷卻器與第四溢流閥的出口及沖洗閥的出口相連通。
[0016] 所述第一二次元件的輸出軸上設有第一齒輪，裝置輸入軸上設有與所述第一齒輪 相嚙合的第二齒輪；
[0017] 所述第二二次元件的輸出軸上設有第三齒輪，第二行星排的太陽輪上設有與所述 第三齒輪相嚙合的第四齒輪。
[0018] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0019] 本發(fā)明所述的采用二次元件的機械液壓混合無級變速裝置在工作時，通過第一行 星排及第二行星排作為機械傳動支路，并以第一二次元件及第二二次元件組成的容積調(diào)速 回路作為液壓回路，通過制動器進行純機械傳動與機械液壓混合傳動的傳動切換，實現(xiàn)機 械與液壓兩種方式的混合傳動，提高變速的范圍，并滿足中大型工程機械對傳動系統(tǒng)的要 求。另外，第一二次元件及第二二次元件既可作為液壓馬達使用，又可作為液壓栗使用，工 作時，通過調(diào)節(jié)斜盤方向和角度，第一二次元件及第二二次元件可在轉(zhuǎn)速-扭矩坐標平面 的四象限內(nèi)工作，實現(xiàn)機械能和液壓能的相互轉(zhuǎn)換，利用容積調(diào)速回路不僅完全具備變量 栗-變量馬達調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點，而且通過改變第一二次元件及第二二次元件的作業(yè)工況， 實現(xiàn)栗-馬達和馬達-栗兩種液壓回路，工作時，可從裝置輸出軸獲取動力并返回裝置輸入 軸，功率流的傳遞變?yōu)殡p向傳遞，不僅能在機械傳動支路輸出速度的基礎上增加液壓傳動 支路的速度，還可減去液壓傳動支路的速度，不僅使本發(fā)明具有較高的傳動效率，且進一步 擴大了變速范圍，實現(xiàn)變速范圍的翻倍。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明中傳動系統(tǒng)及液壓傳動支路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 其中，1為箱體、2為第二齒輪、3為第一齒輪、4為第一二次元件、5為制動器、6為 第二二次元件、7為第三齒輪、8為第四齒輪、9為第一行星排、10為第二行星排、11為冷卻 器、12為單向節(jié)流閥、13為電磁換向閥、14為蓄能器、151為第一溢流閥、152為第二溢流閥、 153為第三溢流閥、154為第四溢流閥、16為第一過濾器、17為第一齒輪栗、18為第二齒輪 栗、19為第二過濾器、201為第一電比例閥、202為第二電比例閥、211為第一斜盤執(zhí)行液