装载机用三段式液压机械无级传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种装载机用三段式液压机械复合无级传动装置，包含三个液压机械段，采用液压机械段起步，能够提高低速传动效率。该传动装置具体包括：输入部分、液压调速回路、分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构、倒档机构和输出部分。该传动装置采用行星机构进行液压功率和机械功率的汇流，由三段分矩汇速形式的液压机械段连续衔接而成。第Ⅰ段用于起步，第Ⅱ段用于低速作业工况，第Ⅲ段用于高速行走。倒车工况为两段，分别为倒档液压机械Ⅰ段和倒档液压机械Ⅱ段。由于采用液压功率和机械功率复合，可保证作业和转场过程中的高传动效率和低油耗。

Three stage type hydraulic mechanical stepless driving device for loader

The invention discloses a three section type hydraulic mechanical composite stepless transmission device for loaders, comprising three hydraulic mechanical sections, wherein the hydraulic mechanical section is used for starting, and the low speed transmission efficiency can be improved. The transmission device includes: input part, hydraulic speed regulation loop, slip mechanism, hydraulic machinery 1 fixed axis gear transmission mechanism, hydraulic machinery section II fixed axis gear transmission mechanism, hydraulic machinery of fixed axis gear transmission mechanism, reverse gear mechanism and output part. The transmission device adopts the planetary mechanism to perform the confluence of the hydraulic power and the mechanical power, and is continuously connected by a hydraulic mechanical segment in three sections of split moment and converging velocity forms. Section 1 is used for the start, Paragraph II is used in low-speed operation conditions, and section 3 is used for high speed walking. The reverse working condition is two segments, respectively, the reverse hydraulic mechanical section I and the reverse gear hydraulic machinery section ii. Due to the combination of hydraulic power and mechanical power, high transmission efficiency and low fuel consumption during operation and transit can be guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
一种装载机用三段式液压机械无级传动装置
专利技术涉及一种无级传动装置，具体涉及一种三段式液压机械复合无级传动装置，属于动力传动

技术介绍
目前，工程机械装载机普遍采用液力机械动力换挡变速箱，由于装载作业的需要，车速及发动机负荷变化剧烈，液压变矩器效率较低，导致传动系统最高传动效率约为75％。静液传动可方便实现无级调速，使装载机发动机常工作于经济转速区间，可提高整车的能源利用效率；但由于静液传动所用的液压泵马达闭式调速回路的效率也较低，故较动力换挡液力机械变速箱，静液传动的提升潜力有限。液压机械传动通过机械功率和液压功率的复合，可实现高效的无级传动，使发动机维持稳定的负荷，有利于提高燃油经济性，成为装载机传动系统的发展方向之一，国内外工程机械厂家积极开展该传动技术的研究。卡特皮勒公司的CN104136812A、CN104136813A、US2006/0276291A1公布了一种装载机用多挡液压机械变速器，包含两个连续变速的液压机械段和一个高速液压机械段，两个连续的液压机械段分别用于起步和低速作业，高速液压机械段用于行走转场。由于采用液压机械功率的两路复合，液压路只传递部分功率，故传动效率较液力机械动力换挡变速箱有较大的提高。但连续的液压机械段与高速液压机械段之间切换，液压元件的速度不连续，离合器存在速差，不能实现动力换挡。ZF公司US8328676B2公布了一种装载机液压机械传动装置，采用2个或者3个液压机械段，采用分速汇矩(Outputsplit)和分速汇速(Compoundsplit)的功率分流形式，传动效率更高。2个液压机械段传动方案所需的液压元件功率较大；3个液压机械段传动方案，第Ⅱ与第Ⅲ段之间切换依然存在液压元件的速度不连续。DanaRexroth公司US2014/0305113A1公布了一种2段式液压机械传动装置，纯液压段起步以及液压机械段作业及行走。DanaRexroth公司EP2280192B1公布了一种3段式液压机械传动装置，纯液压段起步，两个液压机械段分别用于作业和行走，可获得较高的传动效率。但两种方案均采用液压段起步，效率较液压机械段起步低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种装载机用三段连续式液压机械传动装置，采用五杆分汇流机构实现三个连续的液压机械段，分别用于起步、低速作业和高速行走；倒车挡包含两个液压机械段。三个工作段连续变速，液压元件的速度连续变化，离合器无速差切换，操纵简单，传动效率高。所述的装载机用三段式液压机械无级传动装置包括：输入部分、液压调速回路、分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构、倒挡机构和输出部分；所述输入部分包括：轴A、固接在轴A上的齿轮A和齿轮S、轴B和固接在轴B上的齿轮T；所述齿轮A和分汇流机构相连，所述齿轮S和齿轮T啮合；来自于发动机的机械功率通过轴A输入后分成两路：一路依次通过齿轮S、齿轮T、轴B传递给液压调速回路；另一路依次通过齿轮A传递给分汇流机构；所述液压调速回路包括：液压泵、液压马达和补油泵；所述液压泵为双向变量泵；所述液压泵与液压马达组成闭式液压回路，所述补油泵维持闭式液压回路的低压压力，并为液压泵提供控制油压；所述液压泵与轴B固连；所述液压泵将来自于轴B的机械功率转化为液压能后通过液压回路传递给液压马达；所述液压马达将液压能转化为机械能传递至分汇流机构；所述分汇流机构包括由第一太阳轮、双星轮、行星架、第二太阳轮组成的外啮合双星排和第一齿圈、第二齿圈；所述第一太阳轮和液压马达固连，所述第一齿圈和齿轮C固连，所述齿轮C和输入机构中的齿轮A啮合；所述第二齿圈和齿轮R固连；所述第二太阳轮和齿轮P固连；所述行星架和齿轮Q固连；所述液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮M、离合器KV1、齿轮D、和齿轮F；所述齿轮M与所述分汇流机构中的齿轮R啮合；所述离合器KV1的主动端与支撑在壳体上的齿轮D的齿轮轴固连，被动端与所述齿轮M相连；所述齿轮D和齿轮F啮合，所述齿轮F和输出部分相连；所述液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮N和离合器KV2；所述齿轮N和所述分汇流机构中的齿轮P啮合；所述离合器KV2的主动端与支撑在壳体上的齿轮D的齿轮轴固连，被动端与齿轮N相连；所述液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮J、齿轮I和离合器KV3；所述分汇流机构中的齿轮Q通过齿轮J与所述齿轮I啮合；所述离合器KV3的主动端与支撑在壳体上的齿轮H的齿轮轴固连，被动端与齿轮I相连；所述倒档机构包括：离合器KR1、离合器KR2、齿轮K、齿轮L和齿轮E；所述齿轮K和液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构中的齿轮M啮合；所述齿轮L和液压机械段定轴齿轮Ⅱ传动机构中的齿轮N啮合；所述离合器KR1和离合器KR2的主动端均与支撑在壳体上的齿轮E的齿轮轴固连，离合器KR1的被动端与齿轮K相连，离合器KR2的被动端与齿轮L相连；所述齿轮E和齿轮F啮合，齿轮F和输出部分相连；所述输出部分包括：齿轮H、与齿轮H相啮合的齿轮G、支撑在壳体上且与齿轮G同轴固接的输出轴；所述齿轮F与所述齿轮H同轴固接。有益效果：(1)本专利技术采用五杆分汇流机构，可实现三个连续的液压机械段，第Ⅰ段用于起步，第Ⅱ段用于低速作业，第Ⅲ段用于高速行走；液压机械段起步，可提高低速的传动效率；段间切换只需操纵1个离合器，可实现平滑切换。(2)本专利技术采用液压与机械的功率复合，液压路只传递部分功率，大部分功率通过机械路传递，实现高传动效率及无级变速，可提高作业效率和降低发动机的油耗。全程无级调速，可使发动机常工作于经济转速，提高了燃油经济性，降低了发动机的噪声。(3)可实现段间离合器的零速差切换，提高了离合器摩擦片的寿命，简化了换挡逻辑和操纵系统的设计。(4)由于液压调速系统的存在，可实现动力换挡，先接合下一段的离合器，再松开上一段的离合器，保证动力的不中断输出，提高了作业效率。(5)除分汇流机构，其他部分采用定轴齿轮传动，一方面可实现装载机传动装置输入和输出的中心降距，另一方面可降低工艺和加工成本。附图说明图1为本专利技术的液压机械复合无级传动装置的传动简图；图2为本专利技术的液压泵、马达转速图；图3为本专利技术的液压泵最大压力图；图4为本专利技术的最大输出转矩图；图5为本专利技术的效率图。其中：1-壳体、2-液压泵、3-补油泵、4-齿轮A、5-第一齿圈、6-齿轮C、7-第一太阳轮、8-液压马达、9-双星轮、10-离合器KV2、11-齿轮D、12-离合器KR2、13-齿轮E、14-齿轮F、15-齿轮G、16-输出轴、17-齿轮H、18-离合器KV3、19-齿轮I、20-离合器KR1、21-齿轮J、22-齿轮K、23-齿轮L、24-齿轮M、25-离合器KV1、26-齿轮N、27-齿轮P、28-齿轮Q、29-齿轮R、30-第二太阳轮、31-行星架、32-第二齿圈、33-取力轴A、34-齿轮S、35-齿轮T、36-取力轴B。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本实施例提供一种装载机用三段式液压机械复合无级传动装置，包含三个液压机械段，采用液压机械段起步，能够提高低速传动效率。相比于装载机液力机械动力换挡变速箱，本实施例所提供的传动装置可大幅提高传动装置的传动效率，并可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装载机用三段式液压机械无级传动装置，其特征在于，包括：输入部分、液压调速回路、分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构、倒挡机构和输出部分；所述输入部分包括：轴A(33)、固接在轴A(33)上的齿轮A(4)和齿轮S(34)、轴B(36)和固接在轴B(36)上的齿轮T(35)；所述齿轮A(4)和分汇流机构相连，所述齿轮S(34)和齿轮T(35)啮合；来自于发动机的机械功率通过轴A(33)输入后分成两路：一路依次通过齿轮S(34)、齿轮T(35)、轴B(36)传递给液压调速回路；另一路依次通过齿轮A(4)传递给分汇流机构；所述液压调速回路包括：液压泵(2)、液压马达(8)和补油泵(3)；所述液压泵(2)为双向变量泵；所述液压泵(2)与液压马达(8)组成闭式液压回路，所述补油泵(3)维持闭式液压回路的低压压力，并为液压泵(2)提供控制油压；所述液压泵(2)与轴B(36)固连；所述液压泵(2)将来自于轴B(36)的机械功率转化为液压能后通过液压回路传递给液压马达(8)；所述液压马达(8)将液压能转化为机械能传递至分汇流机构；所述分汇流机构包括由第一太阳轮(7)、双星轮(9)、行星架(31)、第二太阳轮(30)组成的外啮合双星排和第一齿圈(5)、第二齿圈(32)；所述第一太阳轮(7)和液压马达(8)固连，所述第一齿圈(5)和齿轮C(6)固连，所述齿轮C(6)和输入机构中的齿轮A(4)啮合；所述第二齿圈(32)和齿轮R(29)固连；所述第二太阳轮(30)和齿轮P(27)固连；所述行星架(31)和齿轮Q(28)固连；所述液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮M(24)、离合器KV1(25)、齿轮D(11)、和齿轮F(14)；所述齿轮M(24)与所述分汇流机构中的齿轮R(29)啮合；所述离合器KV1(25)的主动端与支撑在壳体(1)上的齿轮D(11)的齿轮轴固连，被动端与所述齿轮M(24)相连；所述齿轮D(11)和齿轮F(14)啮合，所述齿轮F(14)和输出部分相连；所述液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮N(26)和离合器KV2(10)；所述齿轮N(26)和所述分汇流机构中的齿轮P(27)啮合；所述离合器KV2(10)的主动端与支撑在壳体(1)上的齿轮D(11)的齿轮轴固连，被动端与齿轮N(26)相连；所述液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮J(21)、齿轮I(19)和离合器KV3(18)；所述分汇流机构中的齿轮Q(28)通过齿轮J(21)与所述齿轮I(19)啮合；所述离合器KV3(18)的主动端与支撑在壳体(1)上的齿轮H(17)的齿轮轴固连，被动端与齿轮I(19)相连；所述倒档机构包括：离合器KR1(20)、离合器KR2(12)、齿轮K(22)、齿轮L(23)和齿轮E(13)；所述齿轮K(22)和液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构中的齿轮M(24)啮合；所述齿轮L(23)和液压机械段定轴齿轮Ⅱ传动机构中的齿轮N(26)啮合；所述离合器KR1(20)和离合器KR2(12)的主动端均与支撑在壳体(1)上的齿轮E(13)的齿轮轴固连，离合器KR1(20)的被动端与齿轮K(22)相连，离合器KR2(12)的被动端与齿轮L(23)相连；所述齿轮E(13)和齿轮F(14)啮合，齿轮F(14)和输出部分相连；所述输出部分包括：齿轮H(17)、与齿轮H(17)相啮合的齿轮G(15)、支撑在壳体(1)上且与齿轮G(15)同轴固接的输出轴(16)；所述齿轮F(14)与所述齿轮H(17)同轴固接。...

【技术特征摘要】
1.一种装载机用三段式液压机械无级传动装置，其特征在于，包括：输入部分、液压调速回路、分汇流机构、液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构、液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构、倒挡机构和输出部分；所述输入部分包括：轴A(33)、固接在轴A(33)上的齿轮A(4)和齿轮S(34)、轴B(36)和固接在轴B(36)上的齿轮T(35)；所述齿轮A(4)和分汇流机构相连，所述齿轮S(34)和齿轮T(35)啮合；来自于发动机的机械功率通过轴A(33)输入后分成两路：一路依次通过齿轮S(34)、齿轮T(35)、轴B(36)传递给液压调速回路；另一路依次通过齿轮A(4)传递给分汇流机构；所述液压调速回路包括：液压泵(2)、液压马达(8)和补油泵(3)；所述液压泵(2)为双向变量泵；所述液压泵(2)与液压马达(8)组成闭式液压回路，所述补油泵(3)维持闭式液压回路的低压压力，并为液压泵(2)提供控制油压；所述液压泵(2)与轴B(36)固连；所述液压泵(2)将来自于轴B(36)的机械功率转化为液压能后通过液压回路传递给液压马达(8)；所述液压马达(8)将液压能转化为机械能传递至分汇流机构；所述分汇流机构包括由第一太阳轮(7)、双星轮(9)、行星架(31)、第二太阳轮(30)组成的外啮合双星排和第一齿圈(5)、第二齿圈(32)；所述第一太阳轮(7)和液压马达(8)固连，所述第一齿圈(5)和齿轮C(6)固连，所述齿轮C(6)和输入机构中的齿轮A(4)啮合；所述第二齿圈(32)和齿轮R(29)固连；所述第二太阳轮(30)和齿轮P(27)固连；所述行星架(31)和齿轮Q(28)固连；所述液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮M(24)、离合器KV1(25)、齿轮D(11)、和齿轮F(14)；所述齿轮M(24)与所述分汇流机构中的齿轮R(29)啮合；所述离合器KV1(25)的主动端与支撑在壳体(1)上的齿轮D(11)的齿轮轴固连，被动端与所述齿轮M(24)相连；所述齿轮D(11)和齿轮F(14)啮合，所述齿轮F(14)和输出部分相连；所述液压机械Ⅱ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮N(26)和离合器KV2(10)；所述齿轮N(26)和所述分汇流机构中的齿轮P(27)啮合；所述离合器KV2(10)的主动端与支撑在壳体(1)上的齿轮D(11)的齿轮轴固连，被动端与齿轮N(26)相连；所述液压机械Ⅲ段定轴齿轮传动机构包括：齿轮J(21)、齿轮I(19)和离合器KV3(18)；所述分汇流机构中的齿轮Q(28)通过齿轮J(21)与所述齿轮I(19)啮合；所述离合器KV3(18)的主动端与支撑在壳体(1)上的齿轮H(17)的齿轮轴固连，被动端与齿轮I(19)相连；所述倒档机构包括：离合器KR1(20)、离合器KR2(12)、齿轮K(22)、齿轮L(23)和齿轮E(13)；所述齿轮K(22)和液压机械Ⅰ段定轴齿轮传动机构中的齿轮M(24)啮合；所述齿轮L(23)和液压机械段定轴齿轮Ⅱ传动机构中的齿轮N(26)啮合；所述离合器KR1(20)和离合器KR2(12)的主动端均与支撑在壳体(1)上的齿轮E(13)的齿轮轴固连，离合器KR1(20)的被动端与齿轮K(22)相连，离合器KR2...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭增雄，胡纪滨，魏超，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11