机械、液压复合传动装置的制作方法

专利名称：机械、液压复合传动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传动装置，尤其是一种机械、液压复合传动装置。
背景技术：
很多工程作业需要用汽车底盘载着作业装置一边行驶、 一边进行各项施 工作业，如扫路车、收割机等。其中一些作业装置的动力传动是由一个发动 机通过一个机械分动箱实现同时驱动车辆行驶和作业装置工作，比如收割机 的传动装置。但由于扫路车等在行驶过程中需要不断地变换行驶速度，变速 行驶时改变了发动机转速，就会导致作业质量下降，因此扫路车等作业装置 不能使用这种动力传动方法。
目前，类似扫路车作业装置的动力传动有两种解决方案其一是使用双 发动机配置， 一台发动机用于驱动车辆行驶，另一台发动机用于驱动作业装 置施工作业；其二是单发动机连接液压传动的配置，由发动机驱动多个串联
的液压泵，通过控制多个液压泵、液压马达分别实现驱动车辆行驶和作业装 置施工作业。但双发动机配置方案的油耗高、排放高，双发动机安装占用专 用车辆的空间大，且这种配置一般会出现大马拉小车的现象。单发动机配置 液压传动的方案总传动效率低，液压传动系统的效率比较机械传动系统的效
率低15~25%，传动效率低、油耗高。
驾驶机械传动的载重汽车在矿区坎坷路段上行驶，发动机、机械离合器、 变速器、驱动桥的损伤程度是在平坦道路上行驶的好几倍，在这种情况下驾 驶液压传动无级变速特性的汽车又省力又省费用，但是当载重汽车在平坦道 路上运输行驶时还是机械传动的机构好，传动效率高、速度快。巿场需求一 部分汽车在同一辆车上具有适应不同路况的传动特性，适合于在类似矿区、 沙漠、冰雪道路、松软田野上具有良好行驶性能的汽车底盘传动装置。《液压传动探讨》(著者吴克晋，"液压工业"，机械工业部液压气动 行业主办，总第26期， 一九八七年五月十五日出版)，发表了国外某公司一 种载重汽车的液压一机械双功率流传动装置。该机构的液压功率流由轴向柱 塞式双向变量液压泵传动定量液压马达实现，机械功率流由一简单的行星传
动系实施。机械功率分支的任务是在该机构上将一个构件输入的功率分为 两路输出，并将液压传动、机械传动两部分功率流传来的能量进行汇合，然 后由输出件将汇合后的能量输出。该传动的主要操纵件有3个变量泵的变 量杆、离合器L1和L2。该方案传动的过程有三个阶段第一阶段为低速前进 与后退，离合器L2分离，切断机械功率分支，离合器L1接合，行星排整体 回转，这一阶段通过操纵变量杆实现前进与倒车，该阶段为液压传动；第二 阶段是增大车速，在低速前进档工况下，泵的排量调至最大位置后将离合器 L1分离而将离合器L2接合，行星排开始工作，再将变量泵的变量杆由正的最 大位置，逐渐向排量减少的方向调节，该阶段为液压一机械复合传动；第三 阶段是进一步增大车速，调节方法是，将泵的变量杆由零位向负的排量方向 移动，由于泵的斜盘倾角改变了方向，因而液压马达也反向旋转，逐步调节 直至泵的变量杆达到负的排量最大值位置，该载重汽车就达到了最大前进速 度，第三阶段也是液压一机械复合传动。该液压一机械复合传动方案的不足 之处是(1)第一阶段为液压传动，其传动效率低；(2)第二阶段的功率
流向存在循环功率；(3)第三阶段中液压功率流与机械功率流的比例不断变 化，汇合后的总传动效率不稳定；(4)操作方法复杂和难以掌握，与普通汽 车的一般操作要领不通用，容易使驾驶员出现操作失误导致安全事故。
高炉、矿井都需要用大功率风机鼓风或者通风， 一些大型设备或者输送机 等连续设备需要大功率的电动机驱动，这些设备在启动时要克服很大的启动阻 力矩，并且要避免造成对设备的供电网络产生启动电流冲击，有些设备在运行 过程中需要有良好的调速性能。《液力偶合器应用与节能技术》(刘应诚、杨乃 乔编著，化学工业出版社出版，2006年1月第1版)发表了调速型液力偶合器传动方式选择(第六章第7节第3小节表6-8 ),该表列举的多种调速传动方式 中，单电动机串接调速型液力偶合器的机构传动效率低，液力偶合器配置功率 大，多电动机串联或并联调速型液力偶合器机构的结构复杂，投资大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种机械、液压复合传动装置，在车辆上安装 使用时，使车辆既能以机械传动方式驱动快速行驶，也能以机械、液压复合
传动方式无级变速驱动行驶；改装为单发动机配置的工程作业专用车辆时， 发动机在中速段转动，同时有分支传动装置以机械传动方式输出动力传动随 车作业装置稳定工作，减少了副发动机配置，节省了车辆空间，具有传动效 率高、结构简单和操作方便等优点，有效解决现有技术上述缺陷。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种机械、液压复合传动装置，包括 有发动机、变量液压泵、液压马达，发动机连接传动行星齿轮箱，行星齿轮 箱的行星齿轮机构分配发动机传动的动力分别传动变量液压泵和半轴，变量 液压泵顺序连接传动液压马达、半轴，半轴汇合液压马达传动的液压功率流 和行星齿轮机构分配传动的机械功率流输出动力；发动机连接传动分动轴， 分动轴伸进行星齿轮箱内的轴上紧固套装分动齿轮，分动齿轮啮合传动过渡 齿轮；过渡齿轮和系架同轴心固定连接，在系架的输出端垂直均匀连接安装 两根或三根行星齿轮轴，每根行星齿轮轴上分别套装一只行星齿轮，所有行 星齿轮同时啮合传动太阳轮和中心轮的内齿；中心轮连接传动半轴，中轴的 一端连接安装太阳轮，中轴的另一端穿过系架、过渡齿轮、伸出行星齿轮箱 外连接传动变量液压泵；变量液压泵通过液压管路连接传动液压马达，液压 马达连接传动液压传动轴，液压传动轴的另一端伸进行星齿轮箱内连接安装 液压传动齿轮，集合齿轮套装在半轴的轴上，液压传动齿轮啮合传动集合齿 轮；半轴汇合中心轮传动的机械功率流和液压传动齿轮传动的液压功率流伸 出行星齿轮箱外输出动力。
所述发动机安装在车架上连接传动变速器,取力器连接安装在变速器的取力器接口上，取力器中有与变速器分离或连接传动的离合装置，在驾驶室中 设有操纵离合装置的操作手柄，取力器连接传动传动轴，传动轴连接传动分 动轴；前支架、后支架分别紧固安装在车架上，行星齿轮箱悬桂式安装在前
支架下，减速箱悬挂式安装在后支架下；半轴伸出行星齿轮箱的一端连接传
动减速过渡轴，减速过渡轴穿进减速箱内的轴上紧固套装主减速齿轮，输出 轴上套装副减速齿轮、紧固套装电磁离合器，电磁离合器的内孔结合面紧固 连接输出轴、平面结合面紧固连接副减速齿轮，主减速齿轮啮合传动副减速
齿轮，在驾驶室中设有操纵电磁离合器离合的电磁离合器开关；变速器还连 接传动前传动轴，前传动轴的另一端连接传动输出轴伸出减速箱外的一端， 输出轴伸出减速箱外的另一端连接传动后传动轴，后传动轴连接传动后桥轴 驱动车辆行驶。
所述驾驶室中设有油门脚踏板和手动油门装置，设有与油门脚踏板联动 的控制变量液压泵的变量液压泵脚踏板，变量液压泵脚踏板的零位置对应油 门脚踏板在中速的位置活动连接。
所述发动机、前支架安装在车架上，行星齿轮箱悬挂式安装在前支架下, 发动机通过变速器连接传动前传动轴，前传动轴的另 一端连接传动行星齿轮 箱的分动轴，行星齿轮箱的半轴连接传动后传动轴，后传动轴连接传动后桥 轴驱动车辆行驶；变量液压泵、液压马达都可以双向转动，在驾驶室中设有 手动油门装置和变量液压泵脚踏板。
所述中轴上紧固套装盘式制动器的制动盘，盘式制动器的制动钳底座固 定安装在行星齿轮箱的箱体上；集合齿轮活动套装在半轴上，离合器的内圈 紧固套装在半轴上，操纵离合器可以连接或者分离集合齿轮与半轴相互之间 的传动连接；在驾驶室中设有油门脚踏板，油门脚踏板的零位置和变量液压 泵脚踏板的零位置活动连接形成联动作用。
本实用新型提出了一种新型的机械、液压复合传动技术方案，实现了车 辆既可以在机械、液压复合传动下无级变速行驶，也能转换为机械传动下的前进行驶与倒车；并且，机械功率流和液压功率流以相同传动方向叠加输出， 在复合传动过程中没有循环功率，具有传动效率高、油耗低等优点。
本实用新型机械-液压复合传动装置应用在需要动力驱动随车作业装置
的专用车辆时，专用车辆以单发动机动力配置，动力系统安装占用空间小；
作业时，发动机在中速转动，车辆以机械、液压复合传动方式无级变速驱动 行驶，能同时以机械传动的方式提供动力驱动随车安装的作业装置施工作业，
操作性能好且方便；通过调整手动油门装置调整发动机转速能够无级调整输 出给作业装置的动力，驱动作业装置的动力稳定、作业质量好；转场时车辆 以机械传动的方式驱动行驶，行驶速度快；在车辆动力传动过程中，机械传 动功率占传动总功率的大部分，车辆总传动效率高、油耗低，排放低。在扫 路车、高压冲洗车、消防车等专用车辆上应用机械、液压复合传动装置，车 辆有限的空间更合理地满足了特种车的使用需求。
本实用新型机械、液压复合传动装置应用在矿区行驶的载重卡车上，载 重卡车可以以无级变速的特性在矿区坎坷路段行驶，不需要频繁踩动离合器、 变换档位调速，搡作舒适方便，车辆稳定性好，车辆部件损伤小，当道路平 坦时，可以方便地转换为机械传动驱动车辆快速行驶。
用本实用新型机械、液压复合传动技术改装的军用车辆在沙漠、冰雪路 面或松软路段行驶时，可以以极其缓慢的速度无级变速行驶，操作简便；当 军用车辆作牵引车用途牵引火炮等重型装备在松软路段移动时，可以在机械、
液压复合传动装置上串接一个液压传动分支机构连接到被牵引车辆的轮系 中，牵引车辆能够以极其缓慢的速度联动这个液压传动分支机构同步驱动被 牵引车辆移动，有低转速大扭矩、牵引车辆和被牵引车辆同步驱动的传动特
点，特种车辆在特殊路段的通行能力增强。
本实用新型机械、液压复合传动装置应用在矿井、高炉的风机传动系统中 或者应用在大型设备、连续设备传动系统中时，其优点体现为(l)发动机可 以以电动机替换，电动机可以在连接作业机负载的情况下空载启动，启动电动
10机达到工作转速后再启动工作机，缓慢地增加负载、逐渐地提高工作机的转速， 减小了启动电流对设备供电系统的冲击，电动机不需要选用过大功率的装机容 量，降低了设备的投资额；(2)可以从零到最高转速之间无级调速，调速范围
宽；(3)复合传动过程中液压功率流小于等于机械功率流，传动效率高；(4) 在电动机与作业机负载之间不需要安装离合器装置，结构简单、操作方便。


图i为本实用新型机械、液压复合传动装置基本结构的传动示意图2为本实用新型第二实施例的结构图3为本实用新型第二实施例中部件减速箱的结构示意图4为本实用新型第二实施例基本结构的补充传动示意图5为本实用新型第三实施例的结构图6为本实用新型第三实施例基本结构的补充传动示意图。
附图标记说明
1-驾驶室；2-发动机；3-变速器；4-车架；
5-变量液压泵；6-前支架；7-后支架；8-操作手柄；
9-电磁离合器开关；lO-手动油门装置；ll-油门脚踏板；
13-取力器；14-传动轴；15-分动轴；16-分动齿轮；
17-行星齿轮箱；18-液压马达；19A-前传动轴；19B-后传动轴；
20-减速箱；21-后桥轴；22-离合器；23-变速器；
24-中心轮；25-输出轴；26-副减速齿轮；27-半轴；
28-液压管路；29-过渡齿轮；30-行星齿轮；31-行星齿轮轴;
32-集合齿轮；33-系架；34-ijiE传动齿轮；35-液压传动轴;
36-电磁离合器；37-主减速齿轮；38-中轴；39-太阳轮；
40-减速过渡轴；41-牵引齿轮；42-牵引液压马达；43-齿轮液压泵;
44-牵引过渡轴；45-离合器；46-盘式制动器；具体实施方式
以下结合附图作进一步说细的说明。
图l为本实用新型机械、液压复合传动装置基本结构的传动示意图，如图
l所示，本实用新型机械、液压复合传动装置包括有发动机2、变量液压泵5、 液压马达18;发动机2连接传动行星齿轮箱17的分动轴15,分动轴15伸进 行星齿轮箱17内的轴上紧固套装分动齿轮16,分动齿轮16啮合传动过渡齿轮 29;过渡齿轮29和系架33同轴心固定连接，在系架33的输出端垂直均匀安 装两根或三根行星齿轮轴31,在每根行星齿轮轴31上分别套装一只行星齿轮 30,行星齿轮30同时啮合传动太阳轮39和中心轮24的内齿；中心轮24连接 传动半轴27,中轴38的一端连接安装太阳轮39,中轴38的另一端穿过系架 33、过渡齿轮29、再穿出行星齿轮箱17外连接传动变量液压泵5;变量液压 泵5连接液压管路28、并通过液压管路28连接传动液压马达18，液压马达18 连接传动液压传动轴35,液压传动轴35的另一端伸进行星齿轮箱17内连接安 装液压传动齿轮34，集合齿轮32固定套装在半轴27上，液压传动齿轮34啮 合传动集合齿轮32;系架33、行星齿轮轴31和行星齿轮30将发动机2传动 的动力分配分别传动变量液压泵5和半轴27,半轴27将液压马达18传动的液 压功率流和中心轮24传动的机械功率流汇合后伸出行星齿轮箱17外输出。 第一实施例
本实施例为本实用新型机械、液压复合传动装置应用于大型设备的传动 系统中，结合附图l作详细说明。
发动机2连接传动行星齿轮箱17,半轴27连接传动负载工作机；启动发 动机2连接传动分动轴15转动，分动轴15联动紧固安装在行星齿轮箱17内 分动轴15上的分动齿轮16转动，分动齿轮16啮合传动过渡齿轮29转动， 过渡齿轮29联动紧固连接的系架33转动，系架33联动垂直均匀安装在系架 33输出端的两根或三根行星齿轮轴31转动和带动分别套装在每根行星齿轮轴 31上的行星齿轮30转动，行星齿轮30绕行星齿轮轴31转动、并同时绕系架33的轴心公转，行星齿轮30同时啮合传动太阳轮39、中心轮24的内齿；由 于中心轮24连接传动半轴27，半轴27连接传动负载工作机，在工作机负载 的作用下半轴27、中心轮24不转动，太阳轮39在行星齿轮30的啮合传动下 转动并带动中轴38转动，中轴38穿过系架33、过渡齿轮29、伸出行星齿轮 箱17外连接传动变量液压泵5转动，由于变量液压泵5斜盘的起始倾角是零 度，变量液压泵5空转不输出液压油也不输出动力。
操纵变量液压泵5使变量液压泵5的斜盘改变倾角，变量液压泵5输出 液压油通过液压管路28连接传动液压马达18转动；液压马达18连接传动液 压传动轴35转动，液压传动轴35伸进行星齿轮箱17内连接传动液压传动齿 轮34转动，集合齿轮32紧固套装在半轴27上，液压传动齿轮34啮合传动 集合齿轮32转动并联动半轴27转动，半轴27连接传动工作机转动；调整液 压管路28与变量液压泵5、液压马达18的管路连接，使液压马达18传动的 液压功率流和中心轮24传动的机械功率流驱动工作机转动的方向一致；半轴 27将传动工作机转动的阻力矩顺序反馈集合齿轮32、液压传动齿轮34、液压 传动轴35、液压马达18、变量液压泵5、中轴38、太阳轮39、行星齿轮30、 行星齿轮轴31,在行星齿轮机构的作用和系架33转动的共同作用下，行星齿 轮轴31、行星齿轮30将半轴27反馈的阻力矩作用于中心轮24并使中心轮 24和太阳轮39同方向转动，中心轮24也联动半轴27转动驱动工作机转动； 系架33、行星齿轮轴31和行星齿轮30将发动机2传动的动力分配分别传动 太阳轮39、中心轮24转动，半轴27汇合液压马达18传动的液压功率流和中 心轮2 4传动的机械功率流连接传动负载工作机转动。
继续调整变量液压泵5斜盘的倾角就改变了变量液压泵5输出液压油的 流量，也就同时改变了变量液压泵5输出的液压功率、改变了液压马达18的 转速，也改变了太阳轮39和中轴38传动的功率、转速，还同时改变了中心 轮24传动的机械功率和中心轮24的转速；半轴27汇合同时变化的机械功率、 液压功率和同时变化的中心轮24、液压马达18的转速传动工作机实现了无级变速转动，本实施例机械、液压复合传动装置应用在大型设备的传动系统中 使设备实现了无级变速转动。
本实施例还可以以电动机等同替换发动机2。
本实施例还可以进一步改进结构设计，在电动机通过行星齿轮箱17连接 传动工作机负载的传动装置中，在电动机后串接离合器，在离合器与负载工 作机之间连接机械变速器与行星齿轮箱17并连。通过行星齿轮箱17启动工
作机，工作机启动达到工作转速后，操纵离合器从通过行星齿轮箱17连接传
动工作机转换到通过机械变速器连接传动工作机。
应用本实用新型技术于大型设备的传动系统中产生以下积极效果(1) 能在连接负载的条件下空载启动动力机，启动动力机后再二次缓慢启动负载 工作机运转，设备不需要因为启动阻力矩过大而选用过大容量的动力机配置， 动力机与工作机之间也不需要安装离合器装置，减少了设备的一次投资成本； (2)两次启动的过程减小了冲击载荷，当动力机是电动机时，减小了对设备 供电网的冲击载荷影响，设备的运行质量提高；(3)可以在设备运转过程中 无级调速，调速范围宽；在行星齿轮机构中中心轮和太阳轮传动的力矩不等， 机械、液压复合传动中机械传动的功率占总传动功率的大部分，复合传动中 无循环功率，传动效率稳定，传动效率高。(4)串接离合器、并连机械变速 器的传动方案，以机械、液压复合传动装置启动设备，以机械传动运转设备, 传动效率高，减少了启动冲击载荷。 第二实施例
图2为本实用新型机械、液压复合传动装置第二实施例的结构图，图3为 第二实施例中减速箱的结构图，图4为本实用新型第二实施例结构的补充传动 示意图。
如图2和图3所示，驾驶室l、发动机2、变速器3、前支架6、后支架7 分别安装在车架4上，行星齿轮箱17悬挂式安装在前支架6下，减速箱20 悬挂式安装在后支架7下。发动机2连接传动变速器3，取力器13安装在变速器3的取力器接口上，取力器13中有与变速器3连接传动与分离的离合装
置，在驾驶室1中设有操纵离合取力器13与变速器3连接传动的操作手柄8， 取力器13连接传动传动轴14,传动轴14连接传动分动轴15。分动轴15伸 进行星齿轮箱17内的轴上紧固套装分动齿轮16,分动齿轮16啮合传动过渡 齿轮29，过渡齿轮29和系架33同轴心固定连接；在系架33的输出端垂直均 勻安装有两根或三根行星齿轮轴31，每根行星齿轮轴31上分别套装一只行星 齿轮30,行星齿轮30同时啮合传动太阳轮39和中心轮24的内齿，中心轮 24连接传动半轴27;中轴38的一端安装太阳轮39并连接太阳轮39的传动， 中轴38的另一端穿过系架33、过渡齿轮29、伸出行星齿轮箱17外连接传动 变量液压泵5;变量液压泵5连接液压管路28，并通过液压管路28连接传动 液压马达18;液压马达18连接传动液压传动轴35,液压传动轴35的另一端 伸进行星齿轮箱17内连接安装液压传动齿轮34,集合齿轮32紧固套装在半 轴27上，液压传动齿轮34啮合传动集合齿轮32。系架33、行星齿轮轴31、 行星齿轮30分配发动机2传动的动力分别传动太阳轮39、中心轮24转动； 半轴27伸出行星齿轮箱17外的一端连接安装减速过渡轴40,半轴27汇合液 压马达18传动的液压功率流、中心轮24传动的机械功率流连接传动减速过 渡轴40转动。减速过渡轴40伸进减速箱20的轴上紧固套装主减速齿轮37， 输出轴25上套装副减速齿轮26、紧固套装电磁离合器36，电磁离合器36的 内孔结合面紧固连接输出轴25、平面结合面紧固连接副减速齿轮26，在驾驶 室1内设有电磁离合器开关9，主减速齿轮37啮合传动副减速齿轮26，通过 操纵电磁离合器开关9可以使电磁离合器36离合副减速齿轮26与输出轴25 之间的连接传动。变速器3还连接传动前传动轴19A，前传动轴19A的另一端 连接传动输出轴25伸出减速箱20外的一端，输出轴25的另一端也从另一面 伸出减速箱20外连接传动后传动轴19B，后传动轴19B连接传动后桥轴21。 在驾驶室1内设有手动油门装置10和油门脚踏板11,油门脚踏板ll联动控 制变量液压泵5的变量液压泵脚踏板12,变量液压泵脚踏板12的零位置对应油门脚踏板ll的中速位置活动连接。本实施例，发动机2可以顺序连接传动
变速器3、取力器13、传动轴14、行星齿轮箱l7、减速箱20、后传动轴19B 转动，后传动轴19B传动后桥轴21转动驱动车辆行驶；发动机2还可以顺序 连接传动变速器3、前传动轴19A、输出轴25、后传动轴19B转动，后传动轴 19B传动后桥轴21转动驱动车辆行驶。在分动轴15穿过行星齿轮箱17外的 一端顺序连接安装离合器22、变速器23;发动机2顺序传动行星齿轮箱17、 减速箱20驱动车辆行驶的同时，分动轴15顺序连接传动离合器22、变速器 23,变速器23连接传动随车作业装置。
本实施例的操作过程为操纵变速器3挂在空档位置，脱开了变速器3 与前传动轴19A的传动连接；操纵搡作手柄8使取力器13连接变速器3的传 动，操作电磁离合器开关9使电磁离合器36连接副减速齿轮26与输出轴25 的传动；启动发动机2，操纵手动油门IO使发动机2在中速转动，发动机2 顺序连接传动变速器3、取力器13、传动轴14、分动轴15、分动齿轮16、过 渡齿轮29、系架33、行星齿轮轴31、行星齿轮30转动；由于半轴27转动的 阻力矩和行星齿轮机构的差速作用，中心轮24、半轴27不转动，太阳轮39、 中轴38转动联动变量液压泵5转动，变量液压泵5的斜盘倾角是零度，变量 液压泵5空转不输出液压油，液压马达18不转动，发动机2转动传动行星齿 轮机构，行星齿轮机构没有输出功率驱动车辆行驶，车辆处于停驶状态。踩 动油门脚踏板11过中速位置联动变量液压泵脚踏板12,变量液压泵脚踏板 12发出控制信号使变量液压泵5的斜盘改变倾角，变量液压泵5转动输出液 压油通过液压管路28连接传动液压马达18转动，液压马达18顺序传动液压 传动轴35、液压传动齿轮34、集合齿轮32、半轴27转动；半轴27传动减速 过渡轴40转动，减速过渡轴40联动主减速齿轮37转动，主减速齿轮37啮 合传动副减速齿轮26转动，副减速齿轮26通过电磁离合器36连接传动输出 轴25转动，输出轴25传动后传动轴19B转动，后传动轴19B传动后桥轴21 转动驱动车辆行驶；中轴38、太阳轮39将变量液压泵5输出液压功率传动半轴27驱动车辆行驶的阻力矩反馈给行星齿轮机构，由于行星齿轮机构的作用
和系架33转动的共同作用，行星齿轮轴31、行星齿轮30在传动太阳轮39转 动的同时传动中心轮24转动，中心轮24连接传动半轴27转动；调整变量液 压泵5与液压管路28、液压马达18的管路连接，使液压马达18传动半轴27 转动的方向与中心轮24传动半轴27转动的方向一致；半轴27汇合了液压马 达18传动的液压功率流和中心轮24传动的机械功率流顺序传动减速过渡轴 40、主减速齿轮37、副减速齿轮26、电磁离合器36、输出轴25、后传动轴 19B、后桥轴21转动，后桥轴21驱动车辆行驶。踩动油门脚踏板11过中速 位置增加了发动机2的进油量，增加了发动机2的输出功率，满足了联动变 量液压泵脚踏板12控制变量液压泵5输出液压油传动液压马达18转动需要 增加的功率。继续踩动油门脚踏板11联动变量液压泵脚踏板12，变量液压泵 脚踏板12控制变量液压泵5变量输出液压油传动液压马达18变速转动，由 于行星齿轮机构的作用，中心轮24也变速转动，半轴27叠加了液压马达18 传动的变量液压功率流和中心轮24传动的变量机械功率流变速传动减速箱 20，减速箱20变速传动后传动轴19B、后桥轴21驱动车辆变速行驶，本实用 新型应用于改装车辆实现了机械、液压复合传动下的无级变速行驶。
本实施例的改装汽车车辆还可以方便地转换为机械传动下的前进行驶和 倒车，其操作过程为操纵手动油门装置10复位使发动机2熄火，操作电磁 离合器开关9使电磁离合器36脱开副减速齿轮26与输出轴25的传动连接， 操纵操作手柄8脱开变速器3与取力器13的传动连接，车辆恢复了发动机2 顺序传动变速器3、前传动轴19A、输出轴25、后传动轴19B、后桥轴21的 机械传动；启动发动机2，操作变速器3挂前进挡或倒车挡，踩动油门脚踏板 11,车辆实现机械传动下的前进行驶或倒车。应用本实用新型机械、液压复 合传动技术改装的汽车车辆转换为机械传动下的前进行驶和倒车，车辆行驶 速度快、传动效率高，驾驶车辆的操作方式和普通车辆一样。
本实施例机械、液压复合传动技术改装的车辆，可以和普通的汽车一样
17机械传动驱动车辆行驶和倒车，也可以转换为机械、液压复合传动下的无级 变速行驶。应用本实用新型机械、液压复合传动技术改装在矿区行驶的载重 卡车，卡车可以在坎坷道路上无级变速行驶，在平坦道路上转换为机械传动 快速行驶，驾驶车辆的舒适度高，车辆主要部件损伤小，使用寿命延长。
图4为本实用新型第二实施例基本结构的补充传动示意图，下面结合图4 作详细说明。应用本实用新型机械、液压复合传动技术改装军用车辆，军用车 辆可以在沙漠、冰雪路面、松软路段以极其缓慢的速度移动，比较机械传动的 车辆避免了因为缓慢行驶造成离合器摩擦副的损伤和机件失效，操纵简便；比 较液压驱动的车辆减少了液压传动设备配置的功率、容量，提髙了传动效率； 在平坦道路转换为机械传动快速行驶、机动性能高。当改装的军用车辆作牵引 车用途在松软路段牵引火炮或重型装备时，所述牵引过渡轴44的一端连接安
装牵引齿轮41、另一端伸出行星齿轮箱17外连接安装牵引液压泵43，集合齿 轮32啮合传动牵引齿轮41,牵引液压泵43连接传动牵引液压马达42，牵引 液压马达42连接传动被牵引车辆或重型装备。当改装的牵引车辆在机械、液 压复合下无级变速行驶时，集合齿轮32啮合传动牵引齿轮41转动，牵引齿轮 41联动牵引过渡轴44转动传动牵引液压泵43转动，牵引液压泵43传动牵引 液压马达42转动驱动被牵引车辆或重型装备同步于牵引车辆行驶。以上结构 使改装的军用车辆在松软路段牵引火炮等重型装备移动时，牵引车辆和被牵引 车辆可以实现同步驱动，传动的特点是低转速、大扭矩、牵引车辆和被牵引车 辆同步驱动，大大增强了特种车辆在特殊地段的通行能力。在分动轴15与过 渡齿轮29之间安装换向机构并使变量液压泵5、液压马达18、牵引液压泵43、 牵引液压马达42都能双向工作，牵引车辆和被牵引车辆可以实现同步驱动前 进行驶或倒车。牵引液压泵43、牵引液压马达42最好都是齿轮结构。
应用本实用新型机械、液压复合传动技术改装扫路车、高压冲洗车、消 防车等专用车辆时，在分动轴15伸出行星齿轮箱17外的一端依次安装连接 离合器22、变速器23,变速器23连接传动随车作业装置，专用车辆在无级变速行驶的同时，分动轴15分配发动机2传动的部分动力传动离合器22、变 速器23，变速器23连接传动随车作业装置施工作业。操纵离合器22、调整 变速器23的输出转速可以满足专用车辆驱动随车作业装置施工作业变化的转 速需求；还可以通过搡纵手动油门装置10，调整发动机2的转速达到无级调 整分动轴15的转速，变速驱动作业装置满足施工作业变化的作业需求。专用 车辆是扫路车时，专用车辆变速行驶的同时保持了风机、扫刷的转速基本稳 定，扫路车作业质量稳定；专用车辆是消防车、高压冲洗车时，车辆可以在 变速行驶中保持高压水泵的水压和流量的稳定，满足作业需求。本实用新型 机械、液压复合传动技术改装的专用车辆实现了单发动机配置，动力系统占 用车辆的空间小，专用车辆作业质量稳定，排放低；转场时专用车辆转换为 机械传动快速行驶，机动性好，传动效率高，油耗低。 第三实施例
图5为本实用新型第三实施例的结构图，下面结合图5作详细的说明。 发动机2、变速器3、前支架6安装在车架4上，行星齿轮箱17悬挂式安 装在前支架6下；发动机2通过变速器3连接传动前传动轴19A,前传动轴 19A连接传动行星齿轮箱17的分动轴15，分动轴15上固定套装分动齿轮16, 分动齿轮16啮合传动过渡齿轮29;过渡齿轮29和系架33同轴心固定连接， 系架33的输出端垂直均匀安装两个或三个行星齿轮轴31,每个行星齿轮轴 31上套装一只行星齿轮30,行星齿轮30同时啮合传动太阳轮39、中心轮24 的内齿；中心轮24连接传动半轴27，中轴38的一端连接安装太阳轮39,中 轴38的另一端穿过系架33、过渡齿轮29、伸出行星齿轮箱17外连接传动变 量液压泵5;变量液压泵5通过连接液压管路28连接传动液压马达18,液压 马达18连接传动液压传动轴35;液压传动轴35伸进行星齿轮箱17内的一端 连接安装液压传动齿轮34，集合齿轮32固定安装在半轴27上，液压传动齿 轮34啮合传动集合齿轮32,半轴27伸出行星齿轮箱17外的一端连接传动后 传动轴19B，后传动轴19B的另一端连接传动后桥轴21驱动车辆行驶；在驾驶室1内设有手动油门装置10和变量液压泵脚踏板12，变量液压泵5和液压
马达18都可以正反方向转动或者通过换向器换向。
本实施例操作过程为启动发动机2，搡纵手动油门装置10使发动机2 在中速转动，发动机2顺序传动变速器3、前传动轴19A、分动轴15、分动齿 轮16、过渡齿轮29、系架33、行星齿轮轴31、行星齿轮30转动，中心轮24、 半轴27不转动，太阳轮39、中轴38转动传动变量液压泵5空转。踩动变量 液压泵脚踏板12，变量液压泵脚踏板12发控制信号给变量液压泵5，变量液 压泵5改变斜盘倾角输出液压油传动液压马达18转动，液压马达18顺序传 动液压传动轴35、液压传动齿轮34、集合齿轮32、半轴27、后传动轴19B、 后桥轴21转动，后桥轴21驱动车辆行驶。中轴38、太阳轮39将变量液压泵 5输出液压功率流驱动车辆行驶的阻力矩反馈给系架33、行星齿轮轴31，行 星齿轮轴31和行星齿轮30传动中心轮24、半轴27转动，半轴27叠加中心 轮24传动的机械功率流和液压马达18传动的液压功率流传动后传动轴19B 转动，进而传动后桥轴21转动驱动车辆前进，操纵变速器3挂倒车挡同时转 变变量液压泵5、液压马达18传动的方向可以实现改装车辆的倒车。
本实施例应用于改装飞机场拖运飞机的车辆，该改装车辆的液压传动部分对 比全液压驱动的车辆配置功率降低，车辆制造成本降低，传动结构简单，操作方 便，传动效率高，保持了全液压驱动车辆低转速大扭矩和无级变速的传动特性。
图6为本实用新型第三实施例基本结构的补充传动示意图，下面结合图6 说明如下在本实施例中进一步地将盘式制动器46的制动盘紧固套装在中轴 38上，将制动器46的制动钳底座固定安装在行星齿轮箱17的箱体上；将集合 齿轮32活动套装在半轴27上，将离合器45的内圈紧固套装在半轴27上，操 纵离合器45可以连接或者分离集合齿轮32与半轴27相互之间的传动；在驾 驶室1中设有油门脚踏板11,使油门脚踏板11的零位置和变量液压泵脚踏板 12的零位置活动连接形成联动作用。本实施例进一步改装的车辆可以转换为机 械传动下的变速行驶，操纵盘式制动器46制动，中轴38、变量液压泵5、太阳轮39都不转动，搡纵离合器45脱开集合齿轮32与半轴27的传动连接，半 轴27转动不受集合齿轮32约東；启动发动机2,操纵变速器3挂前进档或倒 车档，踩动油门脚踏板ll,发动机2依次传动变速器3、前传动轴19A、分动 轴15、分动齿轮16、过渡齿轮29、系架33、行星齿轮轴31、行星齿轮30、 中心轮24、半轴27、后传动轴19B转动，后传动轴19B传动后桥轴21转动驱 动车辆前进行驶或倒车。按本实施例技术方案改装的车辆可以以机械、液压复 合传动无级变速行驶，也可以方便地转换为机械传动变速的快速行驶。
在分动轴15伸出行星齿轮箱17外的一端依次连接传动离合器22、变速 器23，变速器23连接传动随车作业装置，本实施例改装的专用车辆可以以机 械、液压复合传动方式驱动车辆变速行驶的同时以机械传动驱动随车作业装 置稳定工作，还可以在转场时转换为机械传动快速行驶。
本实用新型机械、液压复合传动装置中的行星齿轮箱17有多种内部结构 的变形设计和多种对外连接传动的方法，行星齿轮箱17中的中轴38、半轴 27、过渡齿轮29对外连接传动的关系可以互相调换形成具有变化了的输出特
性的技术方案，但是都是本实用新型技术方案的基本结构和基本原理的变化， 都在本案的保护范围内。电磁离合器36可以是机械式的离合器，变量液压泵 5的控制方式有机械的、电子的、液压的多种控制形式，发动机2可以是电动 机等动力机，行星齿轮轴31和行星齿轮30可以是四个或五个，半轴27和减 速过渡轴40之间可以用传动轴连接传动，以上原理相同对本实用新型技术方 案的局部替换都在本实用新型的保护范围内。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技 术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而 不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，都在本实用新型保护范围内。
权利要求1. 一种机械、液压复合传动装置，包括有发动机(2)、变量液压泵(5)、液压马达(18)，其特征在于发动机(2)连接传动行星齿轮箱(17)，行星齿轮箱(17)的行星齿轮机构分配发动机(2)传动的动力分别传动变量液压泵(5)和半轴(27)，变量液压泵(5)顺序连接传动液压马达(18)、半轴(27)，半轴(27)汇合液压马达(18)传动的液压功率流和行星齿轮机构分配传动的机械功率流输出动力；发动机(2)连接传动分动轴(15)，分动轴(15)伸进行星齿轮箱(17)内的轴上紧固套装分动齿轮(16)，分动齿轮(16)啮合传动过渡齿轮(29)；过渡齿轮(29)和系架(33)同轴心固定连接，在系架(33)的输出端垂直均匀连接安装两根或三根行星齿轮轴(31)，每根行星齿轮轴(31)上分别套装一只行星齿轮(30)，所有行星齿轮(30)同时啮合传动太阳轮(39)和中心轮(24)的内齿；中心轮(24)连接传动半轴(27)，中轴(38)的一端连接安装太阳轮(39)，中轴(38)的另一端穿过系架(33)、过渡齿轮(29)、伸出行星齿轮箱(17)外连接传动变量液压泵(5)；变量液压泵(5)通过液压管路(28)连接传动液压马达(18)，液压马达(18)连接传动液压传动轴(35)，液压传动轴(35)的另一端伸进行星齿轮箱(17)内连接安装液压传动齿轮(34)，集合齿轮(32)套装在半轴(27)的轴上，液压传动齿轮(34)啮合传动集合齿轮(32)；半轴(27)汇合中心轮(24)传动的机械功率流和液压传动齿轮(34)传动的液压功率流伸出行星齿轮箱(17)外输出动力。
2. 根据权利要求1所述的机械、液压复合传动装置，其特征在于 所述发动机(2)安装在车架(4)上连接传动变速器(3),取力器U3)连接安装在变速器(3)的取力器接口上，取力器(13)中有与变速器(3)分离或连接传动的离合装置，在驾驶室(1)中设有操纵离合装置的操作手柄(8 )，取力器(13 )连接传动传动轴(l4 ), 传动轴(l4 )连接传动分动轴(15 );前支架(6 )、后支架(7 )分 别紧固安装在车架(4)上，行星齿轮箱(17)悬挂式安装在前支架(6)下，减速箱(20)悬挂式安装在后支架(7)下；半轴(27)伸 出行星齿轮箱(17)的一端连接传动减速过渡轴(40),减速过渡轴(40)穿进减速箱(20)内的轴上紧固套装主减速齿轮(37),输出 轴(25 )上套装副减速齿轮(26 )、紧固套装电磁离合器(36 ),电 磁离合器(36)的内孔结合面紧固连接输出轴(25)、平面结合面紧 固连接副减速齿轮(26 ),主减速齿轮(37 )啮合传动副减速齿轮(26 ), 在驾驶室(1)中设有操纵电磁离合器(36)离合的电磁离合器开关(9);变速器(3)还连接传动前传动轴(19A),前传动轴(19A) 的另一端连接传动输出轴(25)伸出减速箱(20)外的一端，输出轴(25)伸出减速箱(20)外的另一端连接传动后传动轴(19B),后 传动轴(19B)连接传动后桥轴(21)驱动车辆行驶。
3. 根据权利要求2所述的机械、液压复合传动装置，其牲征在于 所述驾驶室(1)中设有油门脚踏板(11)和手动油门装置(10), 设有与油门脚踏板联动的控制变量液压泵(5)的变量液压泵脚踏板U2),变量液压泵脚踏板(12)的零位置对应油门脚踏板(11)在 中速的位置活动连接。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的机械、液压复合传动装置，其 牲征在于所述分动轴(15)穿过行星齿轮箱(17)的另一端依次连 接传动离合器(22)、变速器(23)。
5. 根据权利要求1 、 2或3所述的机械、液压复合传动装置， 其特征在于所述集合齿轮(32)啮合传动牵引齿轮(41),牵引齿轮(41)连接安装在牵引过渡轴(44)的一端，牵引过渡轴(44)的 另一端伸.出行星齿轮箱(17)外连接安装牵引液压泵(43),牵引液 压泵(43)连接传动牵引液压马达(42)，牵引液压马达(42)连接传动被牵引车辆。
6 、根据权利要求5所述的机械、液压复合传动装置，其特征 在于所述牵引液压泵(43)为齿轮液压泵，牵引液压马达(42) 为齿轮液压马达，在所述分动轴(15)与过渡齿轮(29)之间安装有 换向装置，变量液压泵(5)、液压马达(18)、牵引液压泵(43)、 牵引液压马达(42)为双向转动结构。
7. 根据权利要求1所述的机械、液压复合传动装置，其特征在 于所述发动机(2)、前支架(6)安装在车架(4)上，行星齿轮 箱(17)悬挂式安装在前支架(6)下，发动机(2)通过变速器(3) 连接传动前传动轴(19A),前传动轴(19A)的另一端连接传动行星 齿轮箱(l7 )的分动轴(l5 ),行星齿轮箱(17 )的半轴(27 )连接 传动后传动轴(l犯)，后传动轴(19B)连接传动后桥轴(21)驱动 车辆行驶；变量液压泵(5)、液压马达(18)为双向转动结构，驾 驶室(1)中设有手动油门装置(10)和变量液压泵脚踏板(12)。
8、 根据权利要求1或7所述的机械、液压复合传动装置，其特 征在于所述中轴(38)上紧固套装盘式制动器(46)的制动盘，盘 式制动器(46 )的制动钳底座固定安装在行星齿轮箱(17 )的箱体上； 集合齿轮(32)活动套装在半轴(27)上，离合器(45)的内圈紧固 套装在半轴(27)上，操纵离合器(45)可以连接或者分离集合齿轮(3"与半轴(27)相互之间的传动连接；在驾驶室(1)中设有油 门脚踏板(11),油门脚踏板(11 )的零位置和变量液压泵脚踏板(12 ) 的零位置活动连接形成联动作用。
9、根据权利要求7所述的机械、液压复合传动装置，其特征在于所述分动轴(15)穿过行星齿轮箱(17)的另一端依次连接传动 离合器(22)、变速器(23)。
专利摘要本实用新型涉及一种机械、液压复合传动装置，包括发动机、变速器、行星齿轮箱、变量液压泵、液压马达、减速箱，发动机顺序连接传动变速器、行星齿轮箱，行星齿轮箱的行星齿轮机构分配发动机传动的动力分别传动变量液压泵、中心轮；变量液压泵顺序连接传动液压马达、半轴，半轴汇合中心轮传动的机械功率流和液压马达传动的液压功率流伸出行星齿轮箱外输出动力，半轴连接传动减速箱再传动后桥轴驱动车辆行驶。采用本实用新型技术改装的专用车辆为单发动机配置，可以以机械、液压复合传动方式无级变速行驶，同时以机械传动方式驱动随车作业装置工作；转场时可以转换为机械传动方式快速行驶，动力系统占用车辆空间小，排放低，传动效率高，油耗低。
文档编号B60K20/00GK201246458SQ20082011116
公开日2009年5月27日 申请日期2008年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者赵宏坚, 赵宏志 申请人:赵宏坚;赵宏志