一种液压机械无级变速器的制作方法

本发明涉及液压机械传动领域，特别涉及一种液压机械无级变速器。

背景技术：

拖拉机是重要的农业生产机械车辆，它所要完成的作业种类繁多，工作环境恶劣，外在负载变化频繁，而智能大马力拖拉机可以根据外在负载变化，实时改变变速箱输出传动比，适应由负载变化所引起的转矩、转速变化，有很大的发展前景。在智能大马力拖拉机上采用液压机械无级变速器，可以将液压传动速比可调与机械传动高效率结合起来，不仅能够提高拖拉机的操纵稳定性和驾驶舒适性，还能够改善拖拉机的动力性和燃油经济性，提升工作效率，是理想的智能大马力拖拉机无级传动形式。

中国发明专利公开号：cn204647180u，名称：一种大功率拖拉机液压机械无级变速器，该专利中提出的液压机械无级变速器由变量泵、定量马达、行星汇流排三大基本元件组成，其中动力输入轴与动力输出轴处于同一轴线上，当拖拉机行驶或者驻车时，通过独立操纵双作用离合器的动作可实现pto的输出；拖拉机动力的输出均是由汇流排液压动力和机械动力经过前行星排和后行星排汇流之后实现的，同时有四个首尾连接的工作区段且均为液压流与机械流汇流后输出的形式，在汇流排机械动力输入轴左端装配有前进/后退同步器，后退功能依靠此同步器与采用了惰轮结构的一对定轴啮合齿轮共同作用来实现的，使得变速箱结构不紧凑、安装困难。

目前所提出的液压机械无级变速器既有多行星排汇流设计，也有单行星排汇流设计，而在后退档位的设计中，多采用同步器与一对常啮合定轴齿轮副来实现，使得变速箱出现结构不紧凑、传动可靠性不高、噪声大、安装困难等问题。

技术实现要素：

发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种结构紧凑、设计合理、运行平稳、操作方便的液压机械无级变速器，可根据驾驶员意图和外负载变化来实现车辆自动无级变速的传动装置。

技术方案：本发明提出了一种液压机械无级变速器，包括动力输入轴、泵控液压马达系统、汇流行星排机构、双联行星齿轮换向机构以及动力输出轴，所述动力输入轴通过动力输入轴齿轮ⅱ与泵控液压马达系统一端连接，泵控液压马达系统的另一端通过液压动力分配齿轮副与汇流行星排机构连接，所述汇流行星排机构通过换向行星排公用太阳轮轴连接双联行星齿轮换向机构，所述双联行星齿轮换向机构连接动力输出轴，所述动力输入轴右端直接作为pto将发动机动力输出，方便给智能大马力拖拉机的外在负载提供动力。

所述泵控液压马达系统包括定量马达和变量泵，变量泵的一端和定量马达一端连接，变量泵另一端与变量泵输入轴连接，变量泵输入轴上设有变量泵输入轴齿轮，变量泵输入轴齿轮和动力输入轴齿轮ⅱ啮合，定量马达另一端与马达输出轴连接，马达输出轴上设有马达输出轴齿轮，马达输出轴齿轮与汇流行星排公用太阳轮ⅰ啮合成液压动力分配齿轮副。

所述汇流行星排机构包括汇流行星排ⅰ和汇流行星排ⅱ，动力输入轴连接机械动力分配齿轮副的一端，机械动力分配齿轮副的另一端通过汇流排机械动力输入轴一端与汇流行星排机构连接，机械动力分配齿轮副是动力输入轴齿轮ⅰ与汇流排机械动力输入轴齿轮啮合而成，汇流排机械动力输入轴另一端连接汇流行星排ⅰ与汇流行星排ⅱ共用的前齿圈后行星架机构ⅰ，实现机械动力的传递。

所述汇流行星排机构还包括汇流行星排ⅲ，汇流排机械动力输入轴外空套着汇流排液压动力输入公用太阳轮轴，接收泵控液压马达机构输出的液压动力，利用汇流行星排ⅰ将液压流和机械流汇流，然后从汇流行星排ⅰ与汇流行星排ⅱ共用的前行星架后齿圈机构输出，前行星架后齿圈机构同时与汇流行星排ⅲ的汇流行星排ⅲ行星架固联，汇流行星排ⅱ与汇流行星排ⅲ共用汇流行星排公用太阳轮ⅱ，动力再次经汇流行星排ⅱ与汇流行星排ⅲ复合后分别从汇流排动力输出公用太阳轮轴与汇流行星排ⅲ的汇流行星排ⅲ齿圈轴输出，汇流行星排ⅲ齿圈轴右端设有湿式离合器ⅰ，汇流排动力输出公用太阳轮轴右端设有湿式离合器ⅱ，动力可以分别在湿式离合器的作用下进行中断或向后传递。

所述双联行星齿轮换向机构设有换向行星排公用太阳轮，换向前行星排与换向后行星排共用前齿圈后行星架机构ⅱ，换向前行星排的换向前行星排行星架上设有制动器ⅰ，换向后行星排的换向后行星排齿圈上设有制动器ⅱ，通过独立操纵制动器ⅰ或制动器ⅱ，在湿式离合器ⅲ与湿式离合器ⅳ的作用下，动力可以分别经换向后行星排行星架轴与换向行星排公用太阳轮轴实现正向或反向输出，并将动力通过固联在中间输出轴右端的中间轴输出齿轮与动力输出轴齿轮啮合的齿轮副传递到动力输出轴上，实现拖拉机动力的无级变速输出。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：采用双联行星齿轮换向机构使操作更加简便，可以独立选择前进和后退两种工作模式，两种模式都可以实现无级变速输出，且双联行星齿轮换向机构中行星齿轮规格可以采用跟汇流行星排机构中汇流行星齿轮同规格参数齿轮，无需增加轴，减小齿轮箱尺寸，降低运行噪声；动力分配可满足拖拉机的不同工况，根据外界自动调节输出转速和转矩，保证了发动机在最佳状态下工作；集成了机械有级变速和静液压无级变速的优点，多区段都是液压机械汇流后输出，提高了传动效率。

附图说明

图1为液压机械无级变速器结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种液压机械无级变速器包括动力输入轴1，泵控液压马达系统6、汇流行星排机构、双联行星齿轮换向机构20以及动力输出轴44，动力输入轴1通过动力输入轴齿轮ⅱ10与泵控液压马达系统6一端连接，泵控液压马达系统6的另一端通过液压动力分配齿轮副40与汇流行星排机构连接，汇流行星排机构通过换向行星排公用太阳轮轴16连接双联行星齿轮换向机构20，双联行星齿轮换向机构20连接动力输出轴44，动力输入轴1右端直接作为pto将发动机动力输出，方便给智能大马力拖拉机的外在负载提供动力。

泵控液压马达系统6包括定量马达5和变量泵7，变量泵7的一端和定量马达5一端连接，变量泵7另一端与变量泵输入轴8连接，变量泵输入轴8上设有变量泵输入轴齿轮9，变量泵输入轴齿轮9和动力输入轴齿轮ⅱ10啮合，定量马达5另一端与马达输出轴4连接，马达输出轴4上设有马达输出轴齿轮3，马达输出轴齿轮3与汇流行星排公用太阳轮ⅰ39啮合成液压动力分配齿轮副40。

汇流行星排机构包括汇流行星排ⅰ37和汇流行星排ⅱ33，动力输入轴1连接机械动力分配齿轮副41的一端，机械动力分配齿轮副41的另一端通过汇流排机械动力输入轴36一端与汇流行星排机构连接，机械动力分配齿轮副41是动力输入轴齿轮ⅰ2与汇流排机械动力输入轴齿轮42啮合而成，汇流排机械动力输入轴36另一端连接汇流行星排ⅰ37与汇流行星排ⅱ33共用的前齿圈后行星架机构ⅰ35，实现机械动力的传递。

汇流行星排机构还包括汇流行星排ⅲ30，汇流排机械动力输入轴36外空套着汇流排液压动力输入公用太阳轮轴38，接收泵控液压马达机构输出的液压动力，利用汇流行星排ⅰ37将液压流和机械流汇流，然后从汇流行星排ⅰ37与汇流行星排ⅱ33共用的前行星架后齿圈机构34输出，前行星架后齿圈机构34同时与汇流行星排ⅲ30的汇流行星排ⅲ行星架31固联，汇流行星排ⅱ33与汇流行星排ⅲ30共用汇流行星排公用太阳轮ⅱ32，动力再次经汇流行星排ⅱ33与汇流行星排ⅲ30复合后分别从汇流排动力输出公用太阳轮轴28与汇流行星排ⅲ30的汇流行星排ⅲ齿圈轴29输出，汇流行星排ⅲ齿圈轴29右端设有湿式离合器ⅰ27，汇流排动力输出公用太阳轮轴28右端设有湿式离合器ⅱ26，动力可以分别在湿式离合器的作用下进行中断或向后传递。

双联行星齿轮换向机构20设有换向行星排公用太阳轮15，换向前行星排21与换向后行星排18共用前齿圈后行星架机构ⅱ19，换向前行星排21的换向前行星排行星架23上设有制动器ⅰ25，换向后行星排18的换向后行星排齿圈22上设有制动器ⅱ24，通过独立操纵制动器ⅰ25或制动器ⅱ24，在湿式离合器ⅲ14与湿式离合器ⅳ13的作用下，动力可以分别经换向后行星排行星架轴17与换向行星排公用太阳轮轴16实现正向或反向输出，并将动力通过固联在中间输出轴12右端的中间轴输出齿轮11与动力输出轴齿轮43啮合的齿轮副传递到动力输出轴44上，实现拖拉机动力的无级变速输出。

本发明的一种液压机械无级变速器中，变量泵7通过高压油管与定量马达5连接，变量泵7的排量比可由电控模块控制，实现排量比从-1～0～+1变化，马达输出轴4转速就会从反转～停止～正转变化，实现汇流排液压动力输入公用太阳轮轴38的正反转。