液力机械连续可变传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术包括一液力机械连续可变传动装置（ＨＭＣＶＴ），其使用行星齿轮系统来提供一种用于车辆或固定设备的液压和机械动力的组合。本发明专利技术还包括各种辅助元件，用以提高ＨＭＣＶＴ的性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用作车辆推进系统或固定设备驱动装置的驱动系统，其中将机械和液压动力系统组合起来。
技术介绍
液压驱动系统通常被用于大型车辆或固定设备。但是，当输出速度在给定的齿轮组下增加时，液压驱动的效率相应地降低。这使得在齿轮组的上半部分效率低地运行液压驱动装置。可以通过设置多个齿轮组来克服该问题，但是最终的传动装置的复杂性否定了使用液压驱动的优点。液压驱动系统的一种替换形式是机械驱动系统。但是，传统的机械驱动系统被限定为不连续的传动比，这不容许如液压驱动中出现的无级速度比。对于传动效率，必须在所有的输出速度下在发动机和传动装置之间进行大量的动力管理。纯机械驱动不足以确保发动机可用动力的有效使用，这是由不连续的速度比引起的，而纯液压驱动具有在较高运行速度下固有的效率低的问题。随着燃料成本的增加和更严格的排放要求，大、小车辆和固定设备都需要更有效的驱动系统来代替传统的液压和机械驱动系统。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是通过将液压和机械动力系统组合起来而提供一种用于大、小车辆和固定设备的更有效的驱动系统。本专利技术的另一个目的是提供一种用于优化使用组合驱动系统的传动系统。本专利技术的又一个目的是提供一种组合驱动系统，其具有用于扩展的速度和扭矩范围的双速或多速、快速换档(shift-on-the-fly)齿轮箱。本专利技术的又一个目的是在应用于差速输出需求时，提供一种用于组合驱动系统的改进转向系统。本专利技术包括一液力机械连续可变传动装置(HMCVT)，其使用行星齿轮系统来提供一种用于车辆或固定设备的液压和机械动力的组合。所述HMCVT还可以包括一个两速行星齿轮离合器系统，用以扩展车辆或固定设备的操作参数。所述HMCVT还可以包括一个行星齿轮转向系统，其与或不与两速行星齿轮离合器系统一起工作。所述HMCVT还可以包括一个起动辅助装置，用以在液压泵排量与液压马达排量的比值小时限定施加到驱动泵上的扭矩。所述HMCVT还可以包括一个与液压分支输入相联的锁定制动器，其可操作，以在传动输出端在其最大速度的预选百分比下操作时，将液压分支锁在外面并迫使所有动力通过机械分支。锁定制动器可以与起动辅助装置组合成一个装置。所述HMCVT还可以包括一个防再循环的换向装置，其可操作，以容许传动输出端在运动的反方向上操作，而不使再循环动力流经机械分支。所述两速行星齿轮离合器、行星齿轮转向系统、起动辅助系统、锁定制动器和防再循环换向装置可以在任何给定的HMCVT中被单独使用或者两个或多个组合起来使用。附图说明从下面结合附图的详细描述中，专利技术本身的结构和操作方法、以及其它目的和优点将变得显然。图1表示一具有多个行星齿轮的行星齿轮组；图2表示具有所有可选择元件的RSC构造的HMCVT方框图；图3表示一种RSC构造的HMCVT方框图；图4表示一种SCR构造的HMCVT方框图；图5表示一种SRC构造的HMCVT方框图；图6表示具有两速离合器的RSC构造的HMCVT方框图；图7表示具有行星齿轮转向系统的RSC构造的HMCVT方框图；图8表示具有起动辅助装置的RSC构造的HMCVT方框图；图9表示具有锁定制动器的RSC构造的HMCVT方框图；图10表示具有正齿轮换向装置的RSC构造的HMCVT方框图；图11表示具有伞齿轮换向装置的RSC构造的HMCVT方框图；图12表示具有机械断开换向装置的RSC构造的HMCVT方框图。具体实施例方式液力机械连续可变传动装置(HMCVT)用于在液压驱动分支和并联的机械驱动分支之间分割输入动力并将来自各分支的动力再组合为单一的输出，其中液压驱动分支使用液压泵和马达，机械驱动分支使用轴和/或齿轮。HMCVT以图1所示的行星齿轮组10为基础。行星齿轮组10包括四部分一个过桥齿轮12；多个行星齿轮14；一个环形齿轮16和一个恒星齿轮18。环形齿轮16和恒星齿轮18通过行星齿轮14连接。行星齿轮14还连接到过桥齿轮12上。在图1中，使用三个行星齿轮14a-c，如果需要，可以使用更多。行星齿轮组10被连接到液压驱动泵22(见图2)、主轴26和传动输入40上。为描述目的，采用三个字母代码(R＝环形齿轮；S＝恒星齿轮；C＝过桥齿轮)来说明行星齿轮组10如何被连接在传动装置中第一个字母代表行星齿轮组10被连接到液压驱动泵22上的部分；第二个字母代表行星齿轮组10被连接到主轴26上的部分；最后一个字母代表行星齿轮组10被连接到来自发动机动力的输入40上的部分。图2表示连接有所有可选择元件的RSC构造的完整HMCVT系统。在该RSC构造中，液压驱动泵22被连接到行星齿轮组10的环形齿轮16上，恒星齿轮18经主轴26连接到组合齿轮20上。组合齿轮20还被连接到液压驱动马达24上。从主发动机(未示出)到HMCVT的输入40由过桥齿轮12接收。RSC构造的详细图示见图3。图4表示一种SCR构造的完整HMCVT系统。在该SCR构造中，液压驱动泵22被连接到行星齿轮组10的恒星齿轮18上，过桥齿轮12经主轴26连接到组合齿轮20上。组合齿轮20还连接到液压驱动马达24上。到HMCVT的输入40由环形齿轮16接收。图5表示一种SRC构造的完整HMCVT系统。在该SRC构造中，液压驱动泵22被连接到行星齿轮组10的恒星齿轮18上，环形齿轮16经主轴26连接到组合齿轮20上。组合齿轮20还连接到液压驱动马达24上。到HMCVT的输入40由过桥齿轮12接收。理论上，过桥齿轮12、环形齿轮16和恒星齿轮18可以以任何组合连接到输入40、驱动泵22和主轴26上。但是，对于作为大型车辆的传动系统的应用，上述三种构造已经被验证为是最实用的。数学上地，可以看到在HMCVT中，动力被如此分割，以便来自液压系统(包括驱动泵22和驱动马达24)的动力与机械系统(包括主轴26)组合而等于全部动力的100％，几乎没有效率损失。还可以看到，当输出速度增加时，机械动力的百分比增加，液压动力的百分比相应地减少。结果是，比起严格的液压或严格的机械传动装置，更有效地利用了输入能量40。还可以看到，环形齿轮16和恒星齿轮18之间的扭矩比只取决于环形齿轮16和恒星齿轮18之间的齿轮速比。这意味着，HMCVT的最终齿轮速比可以通过选择环形齿轮16和恒星齿轮18来设定。为了证明定义如下术语h-液压的，m-机械的，i-输入，比速(Ox)为x(x＝h，m，i)齿轮速度和输入(i)齿轮速度的比值。当h-齿轮不转动时，定义一个常数R作为m-齿轮的速度R＝Om|Oh＝0。然后定义Om＝RS，其中S反映输出的实际速度(作为从0到1的值)。R和S被用于与行星齿轮组10的实际结构无关的方程式。由于Om在S中是线性的，Oh必须也与S是线性关系，作为(1-S)的函数，当S＝1时，Oh＝0。当S＝1/R时，Om＝1。这意味着，在S＝1/R时，i-齿轮和m-齿轮以相同的速度转动。考虑图1中的行星齿轮模式，这表示，环形齿轮16和恒星齿轮18以相同的速度转动。为了出现这种情况，行星齿轮14必须不转动，意味着，过桥齿轮12也以与环形齿轮16和恒星齿轮18相同的速度转动。一般地说，当行星齿轮组10的任何两个齿轮以相同的速度运动时，第三个齿轮也是如此。使用该结果，我们得到Oh＝(R/R-1)(1-S)。动力分割然后变为Ph本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆或固定设备的液力机械连续可变传动装置，包括：ａ）一行星齿轮组，其具有至少一个环形齿轮，一个恒星齿轮和一个过桥齿轮；ｂ）一主动力输入端，其连接到所述环形齿轮，所述恒星齿轮和所述过桥齿轮中的一个齿轮上；ｃ）一 连接到主输出轴上的组合齿轮；ｄ）一具有液压泵的液压分支，所述液压分支接收来自所述环形齿轮，所述恒星齿轮和所述过桥齿轮中的第二个齿轮的输入，并发送一输出到所述组合齿轮；ｅ）一机械分支，其接收来自所述环形齿轮，所述恒星齿轮和所述 过桥齿轮的第三个齿轮的输入，并发送一输出到所述主轴；其中，所述组合齿轮用于将所述液压分支的输出和所述机械分支的输出在所述主输出轴处结合起来，以便在主输出轴的速度增大时，所述传动装置降低由所述液压分支产生的主动力的百分比。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉尔德戴克，保罗德赖斯，
申请(专利权)人：西尔瓦技术全球系统有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]