專利名稱：一種拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，尤其涉及液壓動(dòng)力與機(jī)械動(dòng)力相結(jié)合的雙排行星齒輪匯流方式的無(wú)級(jí)變速箱。
背景技術(shù)：
拖拉機(jī)向著大型多用途、多功能復(fù)合作業(yè)的發(fā)展正成為一種趨勢(shì)。因此，大功率拖拉機(jī)采用無(wú)級(jí)自動(dòng)變速后，便于實(shí)現(xiàn)換擋自動(dòng)化，降低駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度；全自動(dòng)無(wú)級(jí)拖拉機(jī)能自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷和行駛阻力的變化，實(shí)現(xiàn)變速，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力與拖拉機(jī)所需的動(dòng)力達(dá)到最佳匹配，提升整車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和工作效率，這對(duì)工作條件惡劣的農(nóng)業(yè)機(jī)械尤為重要；并且采用無(wú)級(jí)自動(dòng)變速后，拖拉機(jī)行駛平穩(wěn)可以有效地提高乘坐舒適性。目前無(wú)級(jí)傳動(dòng)的種類很多，但適用大功率拖拉機(jī)的無(wú)級(jí)變速類型有限，如電力無(wú)級(jí)傳動(dòng)體積及重量偏大；機(jī)械鋼帶式摩擦無(wú)級(jí)傳動(dòng)傳遞功率有限；純液壓無(wú)級(jí)傳動(dòng)中，雖然可實(shí)現(xiàn)連續(xù)可控的無(wú)級(jí)變速，但傳動(dòng)效率極低。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種變速平穩(wěn)，并且能夠自動(dòng)根據(jù)負(fù)載實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的增、減檔，使拖拉機(jī)始終保持在高效作業(yè)模式下連續(xù)無(wú)級(jí)變速，充分發(fā)揮大功率拖拉機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為發(fā)動(dòng)機(jī)1動(dòng)力經(jīng)前進(jìn)/后退齒輪副2及液壓動(dòng)力分配齒輪副6，將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力分為機(jī)械動(dòng)力和液壓動(dòng)力機(jī)械動(dòng)力傳遞給軸觀；液壓動(dòng)力經(jīng)變量泵7和定量馬達(dá)8將動(dòng)力傳遞給公共太陽(yáng)輪齒輪軸12。再經(jīng)過(guò)前排行星齒輪組4和后排行星齒輪組5將機(jī)械動(dòng)力液壓動(dòng)力匯流，動(dòng)力經(jīng)各個(gè)區(qū)段的嚙合齒輪將動(dòng)力經(jīng)輸出軸16向外輸出。其特征在于將發(fā)動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力一分為二，一部分動(dòng)力利用液壓傳動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)較大的速度、旋向及扭矩變化，另一部分動(dòng)力利用效率較高的機(jī)械傳動(dòng)，兩部分動(dòng)力再通過(guò)行星齒輪排進(jìn)行匯流，從而實(shí)現(xiàn)了一種液壓、機(jī)械相結(jié)合的新型全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速裝置的設(shè)計(jì)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力，通過(guò)輸入軸輸出端9處的花鍵將發(fā)動(dòng)機(jī)部分動(dòng)力向后傳遞給拖拉機(jī)后動(dòng)力輸出軸。所述匯流排機(jī)械動(dòng)力輸入軸觀，與前排行星齒輪組4行星齒輪架及后排行星齒輪組5內(nèi)齒圈采用剛性聯(lián)接，該軸通過(guò)前進(jìn)/后退齒輪副2與輸入軸3相連，并通過(guò)增加一個(gè)惰輪四來(lái)實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的前進(jìn)或后退。所述匯流排液壓動(dòng)力輸入公共太陽(yáng)輪齒輪軸12，該齒輪軸端部同軸兩個(gè)齒輪，分別為前排、后排行星齒輪太陽(yáng)輪。所述公共太陽(yáng)輪齒輪軸12同時(shí)承載純液壓行駛區(qū)段，是通過(guò)套接濕式離合器11 來(lái)控制一對(duì)常嚙合齒輪副13的動(dòng)力傳動(dòng)，該齒輪副將動(dòng)力傳遞到一區(qū)段與三區(qū)段中間軸 14。該軸中部采用兩個(gè)濕式離合器17、18分別與一區(qū)段、三區(qū)段被動(dòng)齒輪聯(lián)接，一區(qū)段齒輪副19、三區(qū)段齒輪副20處于常嚙合狀態(tài)，再通過(guò)一對(duì)常嚙合齒輪副15將動(dòng)力傳遞到輸出軸16。所述二區(qū)段與四區(qū)段中間軸沈，該軸設(shè)計(jì)采用兩個(gè)濕式離合器23、22分別與二區(qū)段、四區(qū)段被動(dòng)齒輪聯(lián)接，二區(qū)段及四區(qū)段齒輪副25、21處于常嚙合狀態(tài)，再通過(guò)一對(duì)常嚙合齒輪副M將動(dòng)力傳遞到輸出軸16。所述箱體中各軸的布局采用輸入軸3頂置，輸出軸16底置，其中二區(qū)段與四區(qū)段中間軸沈，一區(qū)段與三區(qū)段中間軸14采用同軸線設(shè)計(jì)，匯流排液壓動(dòng)力輸入公共太陽(yáng)輪齒輪軸12與匯流排機(jī)械動(dòng)力輸入軸觀采用同軸線布置，前述兩組同心軸與輸出軸16在箱體空間布局中采用品字型布局。


圖拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中1-發(fā)動(dòng)機(jī)；2-前進(jìn)后退齒輪副；3-輸入軸；4-前排行星齒輪組；5-后排行星齒輪組；6-液壓動(dòng)力分配齒輪副；7-變量泵；8-定量馬達(dá)；9-輸入軸輸出端；10-定量馬達(dá)輸出齒輪副；U-純液壓檔位離合器；12-公共太陽(yáng)輪齒輪軸；13-純液壓區(qū)段傳動(dòng)齒輪副；14-一區(qū)段與三區(qū)段中間軸；15-三區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副；16-輸出軸； 17- 一區(qū)段濕式離合器；18-三區(qū)段濕式離合器；19- 一區(qū)段齒輪副；20-三區(qū)段齒輪副； 21-四區(qū)段齒輪副；22-四區(qū)段濕式離合器；23-二區(qū)段濕式離合器；24-二四區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副；25-二區(qū)段齒輪副；26-二區(qū)段與四區(qū)段中間軸；27-箱體；28-匯流排機(jī)械動(dòng)力輸入軸；29-惰輪。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的一種拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)1動(dòng)力通過(guò)輸入軸3分別通過(guò)嚙合齒輪副2和6分流到機(jī)械傳動(dòng)部分及液壓傳動(dòng)部分，進(jìn)行動(dòng)力分流。齒輪副2由兩種雙聯(lián)齒輪副構(gòu)成，齒輪副雙聯(lián)主動(dòng)齒輪可以在輸入軸3的花鍵滑移，從而實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的前進(jìn)與后退，其中后退的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)增加惰輪四齒輪嚙合副實(shí)現(xiàn)。變量泵7通過(guò)高壓油管與定量馬達(dá)8連接，此變量泵排量比由電控模塊控制實(shí)現(xiàn)排量比從-1 0 +1 變化，實(shí)現(xiàn)定量馬達(dá)8輸出軸轉(zhuǎn)速?gòu)恼D(zhuǎn) 停止 反轉(zhuǎn)變化以及公共太陽(yáng)輪齒輪軸12的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)二區(qū)段離合器23、四區(qū)段離合器22、一區(qū)段離合器17、三區(qū)段離合器18處于分離狀態(tài)時(shí)，各個(gè)區(qū)段齒輪副處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時(shí)當(dāng)純液壓區(qū)段離合器11接合后，變速箱傳動(dòng)處于純液壓區(qū)段，此區(qū)段用于拖拉機(jī)的起步。當(dāng)上述5個(gè)離合器全部處于分離狀態(tài)時(shí)，變速箱不向外輸出動(dòng)力，拖拉機(jī)處于怠速狀態(tài)。拖拉機(jī)純液壓區(qū)段作業(yè)時(shí)車速，前進(jìn)及后退同為0 4公里/小時(shí)。當(dāng)拖拉機(jī)處于純液壓區(qū)段工作狀態(tài)，變量泵7排量比達(dá)到+1時(shí)，此時(shí)定量馬8達(dá)輸出軸轉(zhuǎn)速達(dá)到正轉(zhuǎn)速最大，當(dāng)變量泵電子控制模塊收到拖拉機(jī)增檔信號(hào)后，此時(shí)純液壓區(qū)段離合器11分離，一區(qū)段離合器17結(jié)合，匯流情況如下該狀態(tài)僅后排行星齒輪組5作用，匯流方式為行星齒輪組內(nèi)齒圈及太陽(yáng)輪輸入，后排行星齒輪架輸出，動(dòng)力通過(guò)齒輪嚙合副19、15經(jīng)中間軸14及輸出軸16向外輸出動(dòng)力。處于一區(qū)段時(shí)，由于變量泵排量比從+1 向-1不到變化，定量馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速也從正向最大值向反向最大值變化，行星齒輪組在機(jī)械動(dòng)力與液壓動(dòng)力的共同作用下，實(shí)現(xiàn)一區(qū)段范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)增速，一區(qū)段的行駛速度為 2. 5 10公里/小時(shí)。當(dāng)拖拉機(jī)處于一區(qū)段工作狀態(tài)，變量泵7排量比達(dá)到-1時(shí)，此時(shí)定量馬8達(dá)輸出軸轉(zhuǎn)速達(dá)到反轉(zhuǎn)最大值，當(dāng)變量泵電子控制模塊收到拖拉機(jī)增檔信號(hào)后，此時(shí)一區(qū)段離合器17分離，二區(qū)段離合器23結(jié)合，匯流情況如下該狀態(tài)僅前排行星齒輪組4作用，匯流方式為行星齒輪組齒輪架及太陽(yáng)輪輸入，行星齒輪內(nèi)齒圈輸出，動(dòng)力通過(guò)齒輪嚙合副25、M 經(jīng)中間軸26及輸出軸16向外輸出動(dòng)力。處于二區(qū)段時(shí)，由于變量泵排量從-1向+1不斷變化，馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速也從反向最大值向正向最大值變化，行星齒輪組在機(jī)械動(dòng)力流與液壓動(dòng)力流的共同作用下，從而實(shí)現(xiàn)二區(qū)段范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)增速，二區(qū)段的行駛速度為5 10公里/小時(shí)。當(dāng)拖拉機(jī)處于二區(qū)段工作狀態(tài)，變量泵7排量比達(dá)到+1時(shí)，此時(shí)定量馬8達(dá)輸出軸轉(zhuǎn)速達(dá)到正轉(zhuǎn)最大值，當(dāng)變量泵電子控制模塊收到拖拉機(jī)增檔信號(hào)后，此時(shí)二區(qū)段離合器23分離，三區(qū)段離合器20結(jié)合。匯流情況如下該狀態(tài)僅后排行星齒輪組5作用，匯流方式為行星齒輪組內(nèi)齒圈及太陽(yáng)輪輸入，行星齒輪齒輪架輸出，動(dòng)力通過(guò)齒輪嚙合副20、15 經(jīng)中間軸14及輸出軸沈向外輸出動(dòng)力。處于三區(qū)段時(shí)，由于變量泵排量從+1向-1不斷變化，馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速也從正向最大值向反向最大值變化，行星齒輪組在機(jī)械動(dòng)力流與液壓動(dòng)力流的共同作用下，從而實(shí)現(xiàn)三區(qū)段范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)增速，三區(qū)段的行駛速度為8 28公里/小時(shí)。當(dāng)拖拉機(jī)處于三區(qū)段工作狀態(tài)，變量泵7排量比達(dá)到-1時(shí)，此時(shí)定量馬8達(dá)輸出軸轉(zhuǎn)速達(dá)到反轉(zhuǎn)最大值，當(dāng)變量泵電子控制模塊收到拖拉機(jī)增檔信號(hào)后，此時(shí)三區(qū)段離合器17分離，四區(qū)段離合器22結(jié)合，匯流情況如下該狀態(tài)僅前排行星齒輪組4作用，匯流方式為行星齒輪齒輪架及太陽(yáng)輪輸入，行星齒輪內(nèi)齒圈輸出，動(dòng)力通過(guò)齒輪嚙合副21、對(duì)經(jīng)中間軸26及輸出軸16向外輸出動(dòng)力。處于四區(qū)段位時(shí)，由于變量泵排量比從-1向+1不斷變化，馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速也從反向最大值向正向最大值變化，在機(jī)械動(dòng)力流與液壓動(dòng)力流的共同作用下，從而實(shí)現(xiàn)四區(qū)段范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)增速，四區(qū)段的行駛速度為14 50公里 /小時(shí)。上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，盡管參照較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明創(chuàng)新進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明方案的宗旨和范圍，其均因涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，主要包括箱體(27)，設(shè)置在箱體上的輸入軸(3)和輸出軸(16)，匯流排液壓動(dòng)力輸入公共太陽(yáng)輪齒輪軸(12)，匯流排機(jī)械動(dòng)力輸入軸(觀)， 二區(qū)段與四區(qū)段中間軸(26)，一區(qū)段與三區(qū)段中間軸(14)。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)輸入軸(3)后部液壓動(dòng)力分配齒輪副(6)把動(dòng)力輸入給變量馬達(dá)(7)。在匯流排機(jī)械動(dòng)力輸入軸08)左端裝配有一對(duì)雙聯(lián)齒輪，該軸右端裝配前排行星齒輪組G)。匯流排公共太陽(yáng)輪齒輪軸支撐后排行星齒輪組(5)；在公共太陽(yáng)輪齒輪軸(1 的最右端還裝配有純液壓行駛區(qū)段離合器 (11)，與離合器剛性聯(lián)接的有純液壓行駛的齒輪副(1 的主動(dòng)齒輪，該軸的動(dòng)力輸入是通過(guò)齒輪副(10)由定量馬達(dá)(8)傳遞。二區(qū)段與四區(qū)段中間軸06)上裝配有二、四區(qū)段被動(dòng)齒輪，此兩被動(dòng)齒輪與二區(qū)段離合器03)及四區(qū)段離合器02)聯(lián)接，當(dāng)03)、(22)分別結(jié)合后，可分別實(shí)現(xiàn)二區(qū)段嚙合齒輪副05)和四區(qū)段嚙合齒輪副作用。一區(qū)段與三區(qū)段中間軸(14)上裝配有一、三區(qū)段被動(dòng)齒輪，此兩被動(dòng)齒輪與一區(qū)段離合器(17)及三區(qū)段離合器(18)聯(lián)接，當(dāng)(17)、(18)分別結(jié)合后，可分別實(shí)現(xiàn)一區(qū)段嚙合齒輪副(19)和三區(qū)段嚙合齒輪副00)的作用。輸出軸(16)為最終的動(dòng)力輸出軸，該軸的動(dòng)力傳遞來(lái)分別自于齒輪副(15)與齒輪副(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其特征是發(fā)動(dòng)機(jī)(1)動(dòng)力經(jīng)過(guò)輸入軸( 進(jìn)行分流，分配給公共太陽(yáng)輪齒輪軸(1 和匯流排機(jī)械動(dòng)力輸入軸( )，再經(jīng)變速箱前、后行星齒輪排G)、(5)匯流，通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)流量及轉(zhuǎn)速控制，實(shí)現(xiàn)匯流排無(wú)極變速的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其特征是前排行星齒輪組(4) 中內(nèi)齒圈與二區(qū)段、四區(qū)段嚙合齒輪副06)、(27)的主動(dòng)齒輪采用剛性聯(lián)接。當(dāng)離合器 (23), (22)分別結(jié)合后，可分別實(shí)現(xiàn)二區(qū)段和四區(qū)段的無(wú)級(jí)變速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其特征是后排行星齒輪組(5) 行星架與一區(qū)段、三區(qū)段嚙合出輪副中08)、(29)的主動(dòng)齒輪采用剛性聯(lián)接。當(dāng)離合器 (17)、(18)分別結(jié)合后，可分別實(shí)現(xiàn)一區(qū)段和三區(qū)段的無(wú)級(jí)變速。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其特征是純液壓區(qū)段時(shí)，僅離合器(10)的結(jié)合，通過(guò)齒輪副(13)，經(jīng)一區(qū)段與三區(qū)段中間軸(14)將液壓動(dòng)力傳遞給輸出軸 (16)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種拖拉機(jī)全自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器。其發(fā)明特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)首先進(jìn)行分流，分配給機(jī)械傳動(dòng)部分及液壓傳動(dòng)部分。再經(jīng)前、后兩組行星齒輪排(4)、(5)匯流，通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)及執(zhí)行元件的流量、轉(zhuǎn)速及旋向控制，實(shí)現(xiàn)在各個(gè)區(qū)段間的連續(xù)無(wú)極變速。該變速箱有以下特點(diǎn)能自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳工況。該新型無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置集機(jī)械式和液壓式變速器的優(yōu)點(diǎn)，與普通機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器相比，具有傳遞功率大，效率高等特點(diǎn)。更有利于提高拖拉機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、作業(yè)效率。
文檔編號(hào)F16H47/00GK102359567SQ20111030922
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者倪向東, 史俊龍, 史立新, 張海軍, 朱思洪, 鄧曉亭 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)