双离合器液压机械无级变速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双离合器液压机械无级变速器，属于高新技术改造传统领域。
【背景技术】
[0002]机械式无级变速依靠金属带或链在两个可变直径轮的移动实现传动比的连续改变，从而实现基于机械结构的无级变速，效率高，性能可靠，但其单路传递的功率较小，限制了其在大功率车辆的应用；液压式无级变速，依靠液压油流量的变化实现速度的连续变化，无级变速平稳柔顺，但效率较低，对液压元件要求高，在大功率车辆上的应用也较少。电传动式无级变速有明显优点:清洁能源，效率高，传递功率范围大等，但其本身质量大，成本高，人工控制的控制器复杂。液压机械式无级变速承载了机械与液压的优点，既能实现高效率的功率传递，又能平滑地实现无级变速，目前技术仍在发展，还未得到成熟广泛的应用。实现无级变速的方法有很多，然而，无级变速大部分应用在道路车辆，在非道路车辆的应用很少。在拖拉机上采用液压机械无级变速需解决一个很大的问题一一动力中断，由于拖拉机工作负载大，工作速度较慢，如果换段时间过长，即段位结合过慢，就无法像道路车辆那样依靠惯性继续行驶，即动力中断。
【发明内容】
[0003]为了将液压机械无级变速器运用在大功率拖拉机上，本发明将提供一种双离合器液压机械无级变速器，该变速器不仅结构简单，换段平顺，而且能实现大功率拖拉机的重载作业和无级变速，其间动力不中断。
[0004]本发明采用的技术方案是，在动力输出轴20上依次布置干式双离合器1、SI同步器8、S2同步器4、S3同步器9，液压泵-马达组件18两端分别联接液压输入轴19和公用太阳轮轴17、Pl行星排5和P2行星排7组成双排汇流机构，制动器6可制动P2行星排7的齿圈，汇流输出轴11与P2行星排7的行星架固联。
[0005]本发明可实现以下功能:纯液压起步、四个前进段无级变速、后退段无级变速。
[0006]纯液压起步时，动力从发动机输出，动力输出轴20上的干式双离合器I和SI同步器8、S2同步器4、S3同步器9都不动作，机械路没有功率输入，功率只通过液压输入轴19，经过液压泵-马达组件18输入到公用太阳轮轴17，此时制动器6制动P2行星排7的齿圈，动力通过P2行星排7的行星架经汇流输出轴11输出，调节液压泵-马达组件18中泵的排量比，使其在O到-1内连续变化，液压马达就可输出连续变化的转速，进而实现平稳起步。
[0007]动力从发动机输出分别传入动力输出轴20和液压输入轴19，第二子离合器3和SI同步器8配合动作，将机械动力传递到一段齿轮13或三段齿轮14，进入P2行星排7 ;液压动力通过泵-马达组件18传递到P2行星排7 ;两路动力在P2行星排7汇流，经汇流输出轴11输出，由于泵的排量连续可调，液压马达就可输出连续变化转速，最终实现一段或三段段内无级变速。动力按照上述流动，当第二子离合器3和S3同步器9配合动作，则可以实现倒挡，且在倒挡段位内也是无级变速。
[0008]动力从发动机输出分别传入动力输出轴20和液压输入轴19 ;第一子离合器2和S2同步器4配合动作，将机械动力传递到二段齿轮15或四段齿轮16，然后传递到Pl行星排5 ;液压动力通过泵-马达组件19传递到Pl行星排5 ;两路动力在Pl行星排5汇流，经汇流输出轴11输出，由于泵的排量连续可调，液压马达就可输出连续变化转速，最终实现二段或四段段内无级变速。
[0009]换段前，双离合器I中只有一个子离合器结合。换段时，控制与下一段的段位齿轮对应的同步器先结合，对应的子离合器先不结合；当上一个段位的子离合器开始断开时，另一个子离合器开始结合，从而换段迅速，动力不中断，实现整体的无级变速。
【附图说明】
[0010]附图为双离合器液压机械无级变速器结构原理图。
[0011]附图中:1_干式双离合器；2_第一子离合器；3_第二子离合器；4-S2同步器；5_P1行星排；6_制动器；7-P2行星排；8-Sl同步器；9-S3同步器；10_惰轮；11_汇流输出轴；12-倒挡齿轮；13_ —段齿轮；14_ 二段齿轮；15_ 二段齿轮；16_四段齿轮；17_公用太阳轮轴；18-泵-马达组件；19-液压输入轴；20_动力输出轴。
【具体实施方式】
[0012]本发明为一种双离合器液压机械无级变速器，如附图所示。该变速器包含液压输入轴19、动力输出轴20，机械功率可直接输出至PTO。机械轴上依次连接干式双离合器1、S2同步器4、SI同步器8、S3同步器9。其中，第二子离合器3和SI同步器8可实现一、三段机械路动力输入，第一子离合器2与S2同步器4可实现二、四段机械路动力输入。液压泵-马达组件18两端分别与液压输入轴19和共用太阳轮轴17固联，Pl行星排5与P2行星排7组成双排汇流机构，汇流输出轴11与P2行星排7的齿圈固联，制动器6可制动P2行星排7的齿圈，惰轮10起倒挡作用。
[0013]拖拉机起步为纯液压起步，发动机输出功率传至液压输入轴19，液压泵-马达组件18在排量比由O连续变化到I的过程中，马达输出连续变化的转速，其连接的公用太阳轮轴17的转速也连续变化，制动器6制动，功率通过P2行星排7的行星架输出至汇流输出轴11，实现平稳起步。
[0014]拖拉机启动后加速行驶时，四个段位加速过程中同步器的工作顺序为:S1同步器8依图右侧结合、一段位齿轮13工作；S2同步器4依图右侧结合、二段位齿轮15结合；S1同步器8依图左侧结合、三段位齿轮14工作；S2同步器4依图左侧结合、四段位齿轮16工作。倒退行驶时，S3同步器9结合，惰轮10工作。
[0015]第一段和第三段前进段，制动器6不工作，第二子离合器3结合，SI同步器8依图右侧和左侧结合，机械流功率经第二子离合器3、SI同步器8传至P2行星排7的齿圈；调节泵的排量比使其在-1到I内连续变化，通过液压泵-马达组件18，液压马达就可输出连续变化的转速，从而使P2行星排7的太阳轮转速变化，在P2行星排7汇流后，汇流输出轴11的转速连续可变，实现一、三段的无级变速。
[0016]第二段和第四段前进段，制动器6不工作，第一子离合器2结合，S2同步器4依图右侧和左侧结合，机械流功率经第一子离合器2、S2同步器4传至Pl行星排5的齿圈；调节泵的排量比使其在I到-1内连续变化，通过液压泵-马达组件18，液压马达就可输出连续变化的转速，从而使Pl行星排5的太阳轮转速变化，在Pl行星排5汇流后，汇流输出轴11的转速连续可变，实现一、三段的无级变速。
[0017]换段时，控制与下一段的段位齿轮对应的同步器先结合，对应的子离合器先不结合；当上一个段位的子离合器开始断开时，另一个子离合器开始结合，从而换段迅速，动力不中断，实现整体的无级变速。
[0018]以第一段换至第二段为例，换段前第二子离合器3结合，SI同步器8依图右侧结合，第一子离合器2和S2同步器4都不结合，P2行星排7工作。换段准备:首先控制S2同步器4依图右侧结合，第一子离合器2先不动作，第二段的机械功率还未传入；开始换段:当第二子离合器3开始断开，控制第一子离合器2开始结合，第二子离合器3完全断开时第一子离合器2完全结合，Pl行星排5工作，完成换段过程。
[0019]倒退行驶时，第二子离合器3结合，S3同步器9结合，惰轮10工作，机械流功率经第二子离合器3、S3同步器9、惰轮10、倒挡齿轮12传至P2行星排7的齿圈，调节泵的排量比使其在O到I内连续变化，液压马达就可输出连续变化的转速，从而使P2行星排7的太阳轮转速变化，汇流输出轴11的转速因而也连续可变，实现稳定倒挡。
[0020]上述实施例及图仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解。可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种双离合器液压机械无级变速器，包括动力输出轴(20)，与之固联的干式双离合器(I)，其中:第一子离合器⑵与S2同步器(4)固联、第二子离合器(3)与SI同步器(8)及S3同步器(9)固联，二段位齿轮(15)和四段位齿轮(16)固联在Pl行星排(5)的行星架上，一段位齿轮(13)和三段位齿轮(14)固联在P2行星排(7)的齿圈上，其特征是:动力从发动机引出后，先通过主离合器(I)和同步器的动作实现换段操作，再在某一行星排中汇合液压路与机械路的功率，由汇流输出轴(11)输出汇流功率。
2.权利要求书I所述的一种双离合器液压机械无级变速器，其特征是:液压泵-马达组件(18)作为一个整体，减少泵与马达之间的连接部件，使功率损失小，并且缩小整体尺寸。
3.权利要求书I所述的一种双离合器液压机械无级变速器，其特征是:S1同步器(8)、S2同步器(4)、S3同步器(9)的结合可实现机械流输入到Pl行星排(5)的行星架或P2行星排(7)的齿圈。
4.权利要求书I所述的一种双离合器液压机械无级变速器，其特征是:整体呈两轴式布置，齿轮啮合级数较少，传动效率更高。
5.权利要求书I所述的一种双离合器液压机械无级变速器，其特征是:双离合器为干式双离合器(I)，结构简单，分离彻底，换段迅速平稳，动力不中断。
6.权利要求书I所述的一种双离合器液压机械无级变速器，其特征是:倒挡时所用到的S3同步器9为单向同步器。
7.权利要求书I所述的一种双离合器液压机械无级变速器，其特征是:装载该变速器的拖拉机依靠纯液压起步，起步时制动器(6)动作，P2行星排(7)的齿圈不转动，发动机动力通过液压泵-马达组件(18)传递到P2行星排(7)的太阳轮，与P2行星排(7)的行星架啮合后输出，启动平稳，并可实现起步无级变速。
8.权利要求书I所述的一种双离合器液压机械无级变速器，其特征是:无论拖拉机是否行走，发动机动力都可通过动力输出轴(20)直接输出，带动负载工作，动力损耗少。
【专利摘要】本发明公开了一种双离合器液压机械无级变速器，包含动力输出轴(20)，干式双离合器(1)，第一子离合器(2)，第二子离合器(3)，液压输入轴(19)，公用太阳轮轴(17)，液压泵-马达组件(18)，S1同步器(8)、S2同步器(4)、S3同步器(9)，P1行星排(5)、P2行星排(7)，惰轮(10)，汇流输出轴(11)，制动器(6)。使用液压泵-马达组件(18)不仅减少泵与马达之间的连接部件、节约空间，而且可以实现无级变速；两轴式布置使得整体结构更加紧凑；干式双离合器(1)可保证变速器在换段过程中动力不中断；动力输出轴(20)可直接输出PTO，带动大负载工作；拖拉机纯液压起步，稳定可靠。
【IPC分类】F16H47-04
【公开号】CN104819263
【申请号】CN201510154345
【发明人】张海军, 刘峰, 张伟伟, 王成飞, 张倩, 朱思洪, 肖茂华
【申请人】南京农业大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月31日