CN114934984B - 带牵引式环面无级变速器的复合传动装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带牵引式环面无级变速器的复合传动装置及其控制方法,包括输入轴组件、牵引式环面无级变速器组件、液压传动组件、汇流组件和机械传动组件,所述牵引式环面无级变速器组件还包括相互并联的第一无级变速器和第二无级变速器。有益效果:本发明可实现各种传动模式的自由切换,是集单一传动模式和复合传动模式为一体,提高了调节自由度,扩大了调速范围;并联的牵引式环面无级变速器能够稳定可靠的传递较大扭矩同时具有较高的传动效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合传动装置,特别提供了一种带牵引式环面无级变速器的复合传动装置及其控制方法,属于变速传动装置技术领域。
背景技术
齿轮单流传动效率高,但传动比固定,操作过程中需要频繁换挡;液压单流传动能够方便地实现无级调速,且传递转矩大,但其传动效率低。
牵引式环面无级变速器能够实现传统带式无级变速器无法实现的快速变速功能,牵引式环面无级变速器由一对彼此相对的环面金属盘和滚子构成,动力从一侧金属盘输入,从另一侧金属盘输出.两金属盘中间布置有两个能绕各自轴旋转的滚子,滚子始终与两锥形金属盘保持接触。变速结构单元中动力的传递实际上是依靠滚子与金属盘之间油膜内的剪切力完成。传动比的调节通过液压系统对滚子位置的调控来实现,两滚子绕轴对称旋转,改变两滚子在锥形金属盘上的接触点位置,从而改变主、从动节圆半径,调节传动比。传动比的调节通过液压系统对滚子位置的调控来实现,两滚子绕轴对称旋转,改变两滚子在锥形金属盘上的接触点位置,从而改变主、从动节圆半径,调节传动比。牵引式环面无级变速器在其高效区间效率很高,最高可达97%,对于单变速结构单元,传递动力的载荷过大会造成相应的摩擦损失增加,降低了经济性。为此,可将两个变速结构单元并联起来获得更大的转矩容量。
复合传动能够发扬单流传动的优点,摒弃其缺点,成为变速传动装置发展的趋势。集多种传动方式为一体,并可自由组合成复合传动的传动装置将是变速传动装置设计的新趋势。
发明内容
发明目的:针对现有技术中存在的不足,本发明提供了一种带牵引式环面无级变速器的复合传动装置及其控制方法,是集单一传动模式和复合传动模式为一体,并可在各种传动方式间进行切换的复合传动装置,提高了调节自由度,扩大了调速范围。
技术方案:一种带牵引式环面无级变速器的复合传动装置,
包括输入轴组件包括输入轴、第一离合器L1、中间齿轮和传动轴,所述输入轴通过中间齿轮与传动轴连接。
牵引式环面无级变速器组件,包括牵引式环面无级变速器输入组件、牵引式环面无级变速器、牵引式环面无级变速器输出组件,所述牵引式环面无级变速器通过离合器与传动轴连接,所述牵引式环面无级变速器通过牵引式环面无级变速器输出组件输出动力。
液压传动组件,包括第四离合器L4、第五离合器L5、液压组件输入轴组件、变量泵、定量马达和液压组件输出轴组件,所述变量泵通过液压组件输入轴组件和第四离合器L4与传动轴相连,所述变量泵通过第五离合器L5与牵引式环面无级变速器组件的输出轴相连。
机械传动组件,包括第一行星齿轮组件、第六离合器L6和第七离合器L7,所述第一行星齿轮组件包括第一行星齿轮齿圈、第一行星齿轮行星架、第一行星齿轮太阳轮,所述机械传动组件输出轴通过第七离合器L7与传动轴连接。
汇流组件,包括第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件、第八离合器L8、第九离合器L9、第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第四制动器B4和输出轴,所述第二行星齿轮组件包括第二行星齿轮齿圈、第二行星齿轮太阳轮、第二行星齿轮行星架,所述第三行星齿轮组件包括第三行星齿轮齿圈、第三行星齿轮太阳轮、第三行星齿轮行星架,所述第二行星齿轮行星架与第三行星齿轮齿圈连接,所述牵引式环面无级变速器组件的输出轴通过第八离合器L8和第二行星齿轮太阳轮连接,所述机械传动组件的输出轴通过第九离合器L9与第三行星齿轮太阳轮连接,所述第一制动器B1与第二行星齿轮太阳轮连接,所述第二制动器B2与第二行星齿轮齿圈相连,所述第三制动器B3与第三行星齿轮太阳轮相连,所述第四制动器B4与第三行星齿轮齿圈相连。
本发明可实现各种传动模式的自由切换,是集单一传动模式和复合传动模式为一体,提高了调节自由度,扩大了调速范围。
进一步的,所述牵引式环面无级变速器包括相互并联的第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器,所述第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器分别通过第二离合器L2和第三离合器L3与传动轴连接。
进一步的,通过制动器和离合器之间的组合切换实现单一传动模式和复合传动模式两种类型的传动模式,单一类型的传动模式包括机械传动、牵引式环面无级变速器传动、液压传动;复合传动模式包括液压-牵引式环面无级变速器并联传动、液压-牵引式环面无级变速器串联传动、机械-牵引式环面无级变速器串联传动、机械-牵引式环面无级变速器并联传动、机械-液压串联传动、机械-液压并联传动、机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动、机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动和机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动。
进一步的,所述单一类型的传动模式的控制方法如下:
机械传动:第六离合器L6、第九离合器L9和第四制动器B4接合,第一离合器L1、第二离合器L2、第三离合器L3、第四离合器L4、第五离合器L5、第七离合器L7、第八离合器L8和第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3分离。
输入轴输入的动力经由第六离合器L6、第一行星齿轮太阳轮、第一行星齿轮齿圈、第九离合器L9、第三行星齿轮太阳轮和第三行星齿轮行星架后由输出轴输出。
牵引式环面无级变速器传动:第一离合器L1、第二离合器L2、第三离合器L3、第八离合器L8、第二制动器B2和第三制动器B3接合,第四离合器L4、第五离合器L5、第六离合器L6、第七离合器L7、第九离合器L9和第一制动器B1、第四制动器B4分离。
由输入轴输入的动力经由第一离合器L1到达传动轴,再经由第二离合器L2和第三离合器L3输入到第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器,再由牵引式环面无级变速器输出组件输出到牵引式环面无级变速器组件输出轴,再经过第八离合器L8、第二行星齿轮太阳轮、第二行星齿轮行星架、第三行星齿轮齿圈和第三行星齿轮行星架,最后由输出轴输出。
液压传动:第一离合器L1、第四离合器L4、第一制动器B1和第三离合器B3接合,第二离合器L2、第三离合器L3、第五离合器L5、第六离合器L6、第七离合器L7、第八离合器L8、第九离合器L9和第二制动器B2、第四制动器B4分离。
由输入轴输入的动力经由第一离合器L1到达传动轴,再经由第四离合器L4和液压组件输入轴组件输入到变量泵,再由变量泵通过高压油液将动力输送到定量马达,再经过液压组件输出轴组件、第二行星齿轮齿圈、第二行星齿轮行星架、第三行星齿轮齿圈和第三行星齿轮行星架后由输出轴输出。
进一步的,所述液压-牵引式环面无级变速器复合传动模式的控制方法如下:
液压-牵引式环面无级变速器并联传动:第一离合器L1、第二离合器L2、第三离合器L3、第四离合器L4、第八离合器L8和第三制动器B3接合,第五离合器L5、第六离合器L6、第七离合器L7、第九离合器L9和第一制动器B1、第二制动器B2、第四制动器B4分离。
由输入轴输入的动力经由第一离合器L1到达传动轴后分为两路,其中一路经由第二离合器L2和第三离合器L3输入到第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器,再由牵引式环面无级变速器输出组件输出到牵引式环面无级变速器输出轴,再经由第八离合器L8到达第二行星齿轮太阳轮。
另一路经由第四离合器L4和液压组件输入轴组件输入到变量泵,再由变量泵通过高压油液将动力输送到定量马达,之后动力经过液压组件输出轴组件到达第二行星齿轮齿圈,两路动力汇合于第二行星轮齿圈,再经过第二行星齿轮行星架、第三行星齿轮齿圈和第三行星齿轮行星架到输出轴输出。
液压-牵引式环面无级变速器串联传动:第一离合器L1、第二离合器L2、第三离合器L3、第五离合器L5、第一制动器B1和第三制动器B3接合,第四离合器L4、第六离合器L6、第七离合器L7、第八离合器L8、第九离合器L9和第二制动器B2、第四制动器B4分离。
由输入轴输入的动力经由第一离合器L1到达传动轴,再经由第二离合器L2和第三离合器L3输入到第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器,再由牵引式环面无级变速器输出组件输出到牵引式环面无级变速器组件输出轴,再经过第五离合器L5输入到变量泵,再由变量泵通过高压油液将动力输送到定量马达,之后动力经过液压组件输出轴组件、第二行星齿轮齿圈、第二行星齿轮行星架、第三行星齿轮齿圈和第三行星齿轮行星架后由输出轴输出。
进一步的,所述机械-液压复合传动模式的控制方法如下:
机械-液压串联传动:第四离合器L4、第六离合器L6、第七离合器L7、第一制动器B1和第三制动器B3接合,第一离合器L1、第二离合器L2、第三离合器L3、第五离合器L5、第八离合器L8、第九离合器L9和第二制动器B2、第四制动器B4分离。
输入轴输入的动力经由第六离合器L6、第一行星齿轮太阳轮、第一行星齿轮齿圈、第七离合器L7到达传动轴,再经由第四离合器L4和液压组件输入轴组件输入到变量泵,再由变量泵通过高压油液将动力输送到定量马达,之后动力经过液压组件输出轴组件、第二行星齿轮齿圈、第二行星齿轮行星架、第三行星齿轮齿圈和第三行星齿轮行星架后由输出轴输出。
机械-液压并联传动:第一离合器L1、第四离合器L4、第六离合器L6、第九离合器L9、第一制动器B1和第四制动器B4接合,第二离合器L2、第三离合器L3、第五离合器L5、第七离合器L7、第八离合器L8和第二制动器B2、第三制动器B3分离。
输入轴输入的动力分为两路,其中一路经由第六离合器L6、第一行星齿轮太阳轮、第一行星齿轮齿圈、第九离合器L9到达第三行星齿轮太阳轮。
另一路经由第一离合器L1到达传动轴,经由第四离合器L4和液压组件输入轴组件输入到变量泵,再由变量泵通过高压油液将动力输送到定量马达,之后动力经过液压组件输出轴组件第二行星齿轮齿圈,第二行星齿轮行星架到达第三行星齿轮齿圈,两路动力汇合于第三行星齿轮齿圈,再经由第三行星齿轮行星架后由输出轴输出。
进一步的,所述液压-牵引式环面无级变速器复合传动模式的控制方法如下:
机械-牵引式环面无级变速器串联传动:第二离合器L2、第三离合器L3、第六离合器L6、第七离合器L7、第八离合器L8、第二制动器B2、和第三制动器B3接合,第一离合器L1、第四离合器L4、第五离合器L5、第九离合器L9、第一制动器B1、第四制动器B4分离。
输入轴输入的动力经由第六离合器L6、第一行星齿轮太阳轮、第一行星齿轮齿圈、第七离合器L7到达传动轴,再经由第二离合器L2、第三离合器L3输入到第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器,再由牵引式环面无级变速器输出组件输出到牵引式环面无级变速器输出轴,再经过第八离合器L8,第二行星齿轮太阳轮,第二行星齿轮行星架、第三行星齿轮齿圈和第三行星齿轮行星架,最后由输出轴输出。
机械-牵引式环面无级变速器并联传动:第一离合器L1、第二离合器L2、第三离合器L3、第六离合器L6、第七离合器L7、第八离合器L8、第九离合器L9和第二制动器B2接合,第四离合器L4、第五离合器L5和第一制动器B1、第三制动器B3、第四制动器B4分离。
输入轴输入的动力分为两路,其中一路经由第六离合器L6、第一行星齿轮太阳轮、第一行星齿轮齿圈、第九离合器L9到达第三行星齿轮太阳轮。
另一路经由第一离合器L1到达传动轴,再经过第二离合器L2、第三离合器L3输入到第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器,再由牵引式环面无级变速器输出组件输出到牵引式环面无级变速器输出轴,再经过第八离合器L8,第二行星齿轮太阳轮和第二行星齿轮行星架到达第三行星齿轮齿圈,之后两路动力第三行星齿轮齿圈汇合后由第三行星齿轮行星架输出到输出轴。
进一步的,所述机械-液压-牵引式环面无级变速器复合传动模式的控制方法如下:
机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动:第一离合器L1、第二离合器L2、第三离合器L3、第五离合器L5、第六离合器L6、第七离合器L7、第一制动器B1和第三制动器B3接合,第四离合器L4、第八离合器L8、第九离合器L9、和第二制动器B2、第四制动器B4分离。
输入轴输入的动力经由第六离合器L6、第一行星齿轮太阳轮、第一行星齿轮齿圈、第七离合器L7到达传动轴,再经由第二离合器L2和第三离合器L3输入到第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器,再由牵引式环面无级变速器输出组件输出到牵引式环面无级变速器组件输出轴,再经过第五离合器L5输入到变量泵,再由变量泵通过高压油液将动力输送到定量马达,之后动力经过液压组件输出轴组件、第二行星齿轮齿圈、第二行星齿轮行星架、第三行星齿轮齿圈和第三行星齿轮行星架后由输出轴输出。
机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动:第一离合器L1、第二离合器L2、第三离合器L3、第四离合器L4、第六离合器L6、第七离合器L7、第八离合器L8、第九离合器L9接合,第五离合器L5、第九离合器L9和第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第四制动器B4分离。
输入轴输入的动力分为两路,其中一路经由第六离合器L6、第一行星齿轮太阳轮、第一行星齿轮齿圈、第九离合器L9到达第三行星齿轮太阳轮。
另一路经由第一离合器L1到达传动轴再次分为两路,其中一路经由第二离合器L2和第三离合器L3输入到第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器,再由牵引式环面无级变速器输出组件输出到牵引式环面无级变速器组件输出轴,再经由第八离合器L8到达第二行星齿轮太阳轮。
另一路经由第四离合器L4和液压组件输入轴组件输入到变量泵,再由变量泵通过高压油液将动力输送到定量马达,之后动力经过液压组件输出轴组件到达第二行星轮齿圈,两路动力汇合于第二行星轮齿圈,再经过第二行星齿轮行星架到达第三行星齿轮齿圈,两路动力汇合于第三行星齿轮齿圈,再经由第三行星齿轮行星架后由输出轴输出。
机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动:第二离合器L2、第三离合器L3、第四离合器L4、第六离合器L6、第七离合器L7、第八离合器L8和第三制动器B3接合,第一离合器L1、第五离合器L5、第九离合器L9和第一制动器B1、第二制动器B2、第四制动器B4分离。
输入轴输入的动力经由第六离合器L6、第一行星齿轮太阳轮、第一行星齿轮齿圈、第七离合器L7、到达传动轴后分为两路,其中一路经由第二离合器L2和第三离合器L3输入到第一牵引式环面无级变速器和第二牵引式环面无级变速器,再由牵引式环面无级变速器输出组件输出到牵引式环面无级变速器组件输出轴,再经由第八离合器L8到达第二行星齿轮太阳轮。
另一路动力经由第四离合器L4和液压组件输入轴组件输入到变量泵,再由变量泵通过高压油液将动力输送到定量马达,再经过液压组件输出轴组件到达第二行星齿轮齿圈,两路动力汇合于第二行星齿轮齿圈,再经过第二行星齿轮行星架、第三行星齿轮齿圈和第三行星齿轮行星架后由输出轴输出。
进一步的,所述单一类型的传动模式的传动比计算方法如下:
机械传动的传动比no/ni:
牵引式环面无级变速器传动的传动比no/ni:
液压传动的传动比no/ni:
式中,n0为输出轴转速,ni为输入轴转速,i1为输入轴与中间齿轮的传动比,i2为中间齿轮与传动轴的传动比,i3为传动轴与牵引式环面无级变速器的传动比,i4为牵引式环面无级变速器与牵引式环面无级变速器组件输出轴之间传动比,i5为第一行星齿轮组件与传动轴之间的传动比,i6为牵引式环面无级变速器组件输出轴与第二行星齿轮太阳轮轴之间的传动比,i7为传动轴与变量泵之间的传动比,i8i9定量马达至第二行星齿轮齿圈之间的液压组件输出轴组件的传动比,i10为第二行星齿轮行星架与第三行星齿轮齿圈之间的传动比,k1为第一行星齿轮组件特性参数,k2为第二行星齿轮组件特性参数,k3为第三行星齿轮组件特性参数,is为牵引式环面无级变速器组件的传动比,e为液压传动组件的排量比。
进一步的,所述复合传动模式的的传动比计算方法如下:
液压-牵引式环面无级变速器并联传动的传动比no/ni:
液压-牵引式环面无级变速器串联传动的传动比no/ni:
机械-牵引式环面无级变速器串联传动的传动比no/ni:
机械-牵引式环面无级变速器并联传动的传动比no/ni:
机械-液压串联传动的传动比no/ni:
机械-液压并联传动的传动比no/ni:
机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动的传动比no/ni:
机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动的传动比no/ni:
机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动的传动比no/ni:
式中,no为输出轴转速,ni为输入轴转速,i1为输入轴与中间齿轮的传动比,i2为中间齿轮与传动轴的传动比,i3为传动轴与牵引式环面无级变速器之间的传动比,i4为牵引式环面无级变速器与牵引式环面无级变速器组件输出轴之间传动比,i5为第一行星齿轮组件与传动轴之间的传动比,i6为牵引式环面无级变速器组件输出轴与第二行星齿轮太阳轮轴之间的传动比,i7为传动轴与变量泵之间的传动比,i8i9为定量马达至第二行星齿轮齿圈之间的液压组件输出轴组件的传动比,i10为第二行星齿轮行星架与第三行星齿轮齿圈之间的传动比,k1为第一行星齿轮组件特性参数,k2为第二行星齿轮组件特性参数,k3为第三行星齿轮组件特性参数,is为牵引式环面无级变速器组件传动比,e为液压传动组件的排量比。
有益效果:本发明可实现各种传动模式的自由切换,是集单一传动模式和复合传动模式为一体,提高了调节自由度,扩大了调速范围;并联的牵引式环面无级变速器能够稳定可靠的传递较大扭矩,同时具有较高的传动效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构原理图。
图2为本发明的机械传动功率流向示意图。
图3为本发明的牵引式环面无级变速器传动功率流向示意图。
图4为本发明的液压传动功率流向示意图。
图5为本发明的液压-牵引式环面无级变速器并联传动功率流向示意图。
图6为本发明的液压-牵引式环面无级变速器串联传动功率流向示意图。
图7为本发明的机械-牵引式环面无级变速器并联传动功率流向示意图。
图8为本发明的机械-牵引式环面无级变速器串联传动功率流向示意图。
图9为本发明的机械-液压串联传动功率流向示意图。
图10为本发明的机械-液压并联传动功率流向示意图。
图11为本发明的机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动功率流向示意图。
图12为本发明的机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动功率流向示意图。
图13为本发明的机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动功率流向示意图。
图14为本发明复合传动模式的调速特性曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示,一种带牵引式环面无级变速器的复合传动装置,
包括输入轴组件1包括输入轴11、第一离合器L112、中间齿轮13和传动轴14,所述输入轴11通过中间齿轮13与传动轴14连接。
牵引式环面无级变速器组件2,包括牵引式环面无级变速器输入组件21、牵引式环面无级变速器22、牵引式环面无级变速器输出组件23,所述牵引式环面无级变速器22通过离合器与传动轴14连接,所述牵引式环面无级变速器22包括相互并联的第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222,所述离合器包括第二离合器L224和第三离合器L325所述第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222分别通过第二离合器L224和第三离合器L325与传动轴14连接,所述第二离合器L224和第三离合器L325工作时同时接合或者分离,所述牵引式环面无级变速器22通过牵引式环面无级变速器输出组件23输出动力。
液压传动组件3,包括第四离合器L431、第五离合器L532、液压组件输入轴组件33、变量泵34、定量马达35和液压组件输出轴组件36,所述变量泵34通过液压组件输入轴组件33和第四离合器L431与传动轴14相连,所述变量泵34通过第五离合器L532与牵引式环面无级变速器组件2的输出轴相连。
机械传动组件4,包括第一行星齿轮组件41、第六离合器L642和第七离合器L743,所述第一行星齿轮组件41包括第一行星齿轮齿圈411、第一行星齿轮行星架412、第一行星齿轮太阳轮413,所述机械传动组件4输出轴通过第七离合器L743与传动轴14连接。
汇流组件5,包括第二行星齿轮组件51、第三行星齿轮组件52、第八离合器L853、第九离合器L954、第一制动器B155、第二制动器B256、第三制动器B357、第四制动器B458和输出轴59,所述第二行星齿轮组件51包括第二行星齿轮齿圈511、第二行星齿轮太阳轮512、第二行星齿轮行星架513,所述第三行星齿轮组件52包括第三行星齿轮齿圈521、第三行星齿轮太阳轮522、第三行星齿轮行星架523,所述第二行星齿轮行星架513与第三行星齿轮齿圈521连接,所述牵引式环面无级变速器组件2的输出轴通过第八离合器L853和第二行星齿轮太阳轮512连接,所述机械传动组件4的输出轴通过第九离合器L954与第三行星齿轮太阳轮522连接,所述第一制动器B155与第二行星齿轮太阳轮512连接,所述第二制动器B256与第二行星齿轮齿圈511相连,所述第三制动器B357与第三行星齿轮太阳轮522相连,所述第四制动器B458与第三行星齿轮齿圈521相连。
如表1所示,一种带牵引式环面无级变速器的复合传动装置的控制方法,所述通过制动器和离合器之间的组合切换实现单一传动模式和复合传动模式两种类型的传动模式,单一类型的传动模式包括机械传动、牵引式环面无级变速器传动、液压传动;复合传动模式包括液压-牵引式环面无级变速器并联传动、液压-牵引式环面无级变速器串联传动、机械-牵引式环面无级变速器串联传动、机械-牵引式环面无级变速器并联传动、机械-液压串联传动、机械-液压并联传动、机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动、机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动和机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动。
表1模式切换元件接合状态
注:其中:“B”代表制动器,“L”代表离合器;1代表执行元件处于接合状态,0代表执行元件处于分离状态;
如图2所示,所述机械传动控制方法如下:
第六离合器L642、第九离合器L954和第四制动器B458接合,第一离合器L112、第二离合器L224、第三离合器L325、第四离合器L431、第五离合器L532、第七离合器L743、第八离合器L853和第一制动器B155、第二制动器B256、第三制动器B357分离;
输入轴11输入的动力经由第六离合器L642、第一行星齿轮太阳轮413、第一行星齿轮齿圈411、第九离合器L954、第三行星齿轮太阳轮522和第三行星齿轮行星架523后由输出轴59输出。
机械传动的传动比no/ni:
如图3所示,所述牵引式环面无级变速器传动控制方法如下:
第一离合器L112、第二离合器L224、第三离合器L325、第八离合器L853、第二制动器B256和第三制动器B357接合,第四离合器L431、第五离合器L532、第六离合器L642、第七离合器L743、第九离合器L954和第一制动器B155、第四制动器B458分离;
由输入轴11输入的动力经由第一离合器L112到达传动轴14,再经由第二离合器L224和第三离合器L325输入到第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222,再由牵引式环面无级变速器输出组件24输出到牵引式环面无级变速器组件2输出轴,再经过第八离合器L853、第二行星齿轮太阳轮512、第二行星齿轮行星架513、第三行星齿轮齿圈521和第三行星齿轮行星架523,最后由输出轴59输出。
牵引式环面无级变速器传动的传动比no/ni:
如图4所示,所述液压传动的控制方法如下:
第一离合器L112、第四离合器L431、第一制动器B155和第三离合器B3接合,第二离合器L224、第三离合器L325、第五离合器L532、第六离合器L642、第七离合器L743、第八离合器L853、第九离合器L954和第二制动器B256、第四制动器B458分离;
由输入轴11输入的动力经由第一离合器L112到达传动轴14,再经由第四离合器L431和液压组件输入轴组件33输入到变量泵34,再由变量泵34通过高压油液将动力输送到定量马达35,再经过液压组件输出轴组件36、第二行星齿轮齿圈511、第二行星齿轮行星架513、第三行星齿轮齿圈521和第三行星齿轮行星架523后由输出轴59输出。
液压传动的传动比no/ni:
如图5所示,所述液压-牵引式环面无级变速器并联传动的控制方法如下:
第一离合器L112、第二离合器L224、第三离合器L325、第四离合器L431、第八离合器L853和第三制动器B357接合,第五离合器L532、第六离合器L642、第七离合器L743、第九离合器L954和第一制动器B155、第二制动器B256、第四制动器B458分离;
由输入轴11输入的动力经由第一离合器L112到达传动轴14后分为两路,其中一路经由第二离合器L224和第三离合器L325输入到第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222,再由牵引式环面无级变速器输出组件24输出到牵引式环面无级变速器输出轴,再经由第八离合器L853到达第二行星齿轮太阳轮512;
另一路经由第四离合器L431和液压组件输入轴组件33输入到变量泵34,再由变量泵34通过高压油液将动力输送到定量马达35,之后动力经过液压组件输出轴组件36到达第二行星齿轮齿圈511,两路动力汇合于第二行星轮齿圈511,再经过第二行星齿轮行星架513、第三行星齿轮齿圈521和第三行星齿轮行星架523到输出轴59输出。
液压-牵引式环面无级变速器并联传动的传动比no/ni:
如图6所示,所述液压-牵引式环面无级变速器串联传动控制方法如下:
第一离合器L112、第二离合器L224、第三离合器L325、第五离合器L532、第一制动器B155和第三制动器B357接合,第四离合器L431、第六离合器L642、第七离合器L743、第八离合器L853、第九离合器L954和第二制动器B256、第四制动器B458分离;
由输入轴11输入的动力经由第一离合器L112到达传动轴14,再经由第二离合器L224和第三离合器L325输入到第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222,再由牵引式环面无级变速器输出组件24输出到牵引式环面无级变速器组件2输出轴,再经过第五离合器L532输入到变量泵34,再由变量泵34通过高压油液将动力输送到定量马达35,之后动力经过液压组件输出轴组件36、第二行星齿轮齿圈511、第二行星齿轮行星架513、第三行星齿轮齿圈521和第三行星齿轮行星架523后由输出轴59输出。
液压-牵引式环面无级变速器串联传动的传动比no/ni:
如图7所示,所述机械-牵引式环面无级变速器串联传动控制方法如下:
第二离合器L224、第三离合器L325、第六离合器L642、第七离合器L743、第八离合器L853、第二制动器B256、和第三制动器B357接合,第一离合器L112、第四离合器L431、第五离合器L532、第九离合器L954、第一制动器B155、第四制动器B458分离;
输入轴输入的动力经由第六离合器L642、第一行星齿轮太阳轮413、第一行星齿轮齿圈411、第七离合器L743到达传动轴14,再经由第二离合器L224、第三离合器L325输入到第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222,再由牵引式环面无级变速器输出组件23输出到牵引式环面无级变速器22输出轴,再经过第八离合器L853,第二行星齿轮太阳轮512,第二行星齿轮行星架513、第三行星齿轮齿圈521和第三行星齿轮行星架523,最后由输出轴59输出。
机械-牵引式环面无级变速器串联传动的传动比no/ni:
如图8所示,所述机械-牵引式环面无级变速器并联传动控制方法如下:
第一离合器L112、第二离合器L224、第三离合器L325、第六离合器L642、第七离合器L743、第八离合器L853、第九离合器L954和第二制动器B256接合,第四离合器L431、第五离合器L532和第一制动器B155、第三制动器B357、第四制动器B458分离;
输入轴11输入的动力分为两路,其中一路经由第六离合器L642、第一行星齿轮太阳轮413、第一行星齿轮齿圈411、第九离合器L954到达第三行星齿轮太阳轮522;
另一路经由第一离合器L112到达传动轴14,再经过第二离合器L224、第三离合器L325输入到第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222,再由牵引式环面无级变速器输出组件23输出到牵引式环面无级变速器22输出轴,再经过第八离合器L853,第二行星齿轮太阳轮512和第二行星齿轮行星架513到达第三行星齿轮齿圈521,之后两路动力第三行星齿轮齿圈521汇合后由第三行星齿轮行星架523输出到输出轴59。
机械-牵引式环面无级变速器并联传动的传动比no/ni:
如图9所示,所述机械-液压串联传动模式的控制方法如下:
第四离合器L431、第六离合器L642、第七离合器L743、第一制动器B155和第三制动器B357接合,第一离合器L112、第二离合器L224、第三离合器L325、第五离合器L532、第八离合器L853、第九离合器L954和第二制动器B256、第四制动器B458分离;
输入轴11输入的动力经由第六离合器L642、第一行星齿轮太阳轮413、第一行星齿轮齿圈411、第七离合器L743到达传动轴14,再经由第四离合器L431和液压组件输入轴组件33输入到变量泵34,再由变量泵34通过高压油液将动力输送到定量马达35,之后动力经过液压组件输出轴组件36、第二行星齿轮齿圈511、第二行星齿轮行星架513、第三行星齿轮齿圈521和第三行星齿轮行星架523后由输出轴59输出。
机械-液压串联传动的传动比no/ni:
如图10所示,所述机械-液压并联传动控制方法如下:
第一离合器L112、第四离合器L431、第六离合器L642、第九离合器L954、第一制动器B155和第四制动器B458接合,第二离合器L224、第三离合器L325、第五离合器L532、第七离合器L743、第八离合器L853和第二制动器B256、第三制动器B357分离;
输入轴11输入的动力分为两路,其中一路经由第六离合器L642、第一行星齿轮太阳轮413、第一行星齿轮齿圈411、第九离合器L954到达第三行星齿轮太阳轮522;
另一路经由第一离合器L112到达传动轴14,经由第四离合器L431和液压组件输入轴组件33输入到变量泵34,再由变量泵34通过高压油液将动力输送到定量马达35,之后动力经过液压组件输出轴组件36第二行星齿轮齿圈511,第二行星齿轮行星架513到达第三行星齿轮齿圈521,两路动力汇合于第三行星齿轮齿圈521,再经由第三行星齿轮行星架523后由输出轴59输出。
机械-液压并联传动的传动比no/ni:
如图11所示,所述机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动的控制方法如下:
第二离合器L224、第三离合器L325、第六离合器L642、第七离合器L743、第八离合器L853、第二制动器B256、和第三制动器B357接合,第一离合器L112、第四离合器L431、第五离合器L532、第九离合器L954、第一制动器B155、第四制动器B458分离;
输入轴输入的动力经由第六离合器L642、第一行星齿轮太阳轮413、第一行星齿轮齿圈411、第七离合器L743到达传动轴14,再经由第二离合器L224、第三离合器L325输入到第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222,再由牵引式环面无级变速器输出组件23输出到牵引式环面无级变速器22输出轴,再经过第八离合器L853,第二行星齿轮太阳轮512,第二行星齿轮行星架513、第三行星齿轮齿圈521和第三行星齿轮行星架523,最后由输出轴59输出。
机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动的传动比no/ni:
如图12所示,所述机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动控制方法如下:
第一离合器L112、第二离合器L224、第三离合器L325、第四离合器L431、第六离合器L642、第七离合器L743、第八离合器L853、第九离合器L954接合,第五离合器L532和第一制动器B155、第二制动器B256、第三制动器B357、第四制动器B458分离;
输入轴11输入的动力分为两路,其中一路经由第六离合器L642、第一行星齿轮太阳轮413、第一行星齿轮齿圈411、第九离合器L954到达第三行星齿轮太阳轮522,
另一路经由第一离合器L112到达传动轴14再次分为两路;
其中一路经由第二离合器L224和第三离合器L325输入到第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222,再由牵引式环面无级变速器输出组件24输出到牵引式环面无级变速器组件2输出轴,再经由第八离合器L853到达第二行星齿轮太阳轮512;
另一路经由第四离合器L431和液压组件输入轴组件33输入到变量泵34,再由变量泵34通过高压油液将动力输送到定量马达35,之后动力经过液压组件输出轴组件36到达第二行星轮齿圈410,两路动力汇合于第二行星轮齿圈410,再经过第二行星齿轮行星架513到达第三行星齿轮齿圈521,两路动力汇合于第三行星齿轮齿圈521,再经由第三行星齿轮行星架523后由输出轴59输出。
机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动的传动比no/ni:
如图13所示,所述机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动控制方法如下:
第二离合器L224、第三离合器L325、第四离合器L431、第六离合器L642、第七离合器L743、第八离合器L853和第三制动器B357接合,第一离合器L112、第五离合器L532、第九离合器L954和第一制动器B155、第二制动器B256、第四制动器B458分离;
输入轴11输入的动力经由第六离合器L642、第一行星齿轮太阳轮413、第一行星齿轮齿圈411、第七离合器L743、到达传动轴14后分为两路,其中一路经由第二离合器L224和第三离合器L325输入到第一牵引式环面无级变速器221和第二牵引式环面无级变速器222,再由牵引式环面无级变速器输出组件24输出到牵引式环面无级变速器组件2输出轴,再经由第八离合器L853到达第二行星齿轮太阳轮512;
另一路动力经由第四离合器L431和液压组件输入轴组件33输入到变量泵34,再由变量泵34通过高压油液将动力输送到定量马达35,再经过液压组件输出轴组件36到达第二行星齿轮齿圈511,两路动力汇合于第二行星齿轮齿圈511,再经过第二行星齿轮行星架513、第三行星齿轮齿圈521和第三行星齿轮行星架523后由输出轴59输出。
机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动的传动比no/ni:
式中,n0为输出轴59转速,ni为输入轴11转速,i1为输入轴11与中间齿轮13的传动比,i2为中间齿轮13与传动轴14的传动比,i3为传动轴14与牵引式环面无级变速器22的传动比,i4为牵引式环面无级变速器22与牵引式环面无级变速器组件2输出轴之间传动比,i5为第一行星齿轮组件41与传动轴14之间的传动比,i6为牵引式环面无级变速器组件2输出轴与第二行星齿轮太阳轮512轴之间的传动比,i7为传动轴14与变量泵34之间的传动比,i8i9为定量马达35至第二行星齿轮齿圈511之间的液压组件输出轴组件36的传动比,i10为第二行星齿轮行星架513与第三行星齿轮齿圈521之间的传动比,k1为第一行星齿轮组件41特性参数,k2为第二行星齿轮组件51特性参数,k3为第三行星齿轮组件52特性参数,is为牵引式环面无级变速器组件2的传动比,e为液压传动组件3的排量比。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种带牵引式环面无级变速器的复合传动装置,其特征在于:
包括输入轴组件(1)包括输入轴(11)、第一离合器L1(12)、中间齿轮(13)和传动轴(14),所述输入轴(11)通过中间齿轮(13)与传动轴(14)连接;
牵引式环面无级变速器组件(2),包括牵引式环面无级变速器输入组件(21)、牵引式环面无级变速器(22)和牵引式环面无级变速器输出组件(23),所述牵引式环面无级变速器(22)通过离合器与传动轴(14)连接,所述牵引式环面无级变速器(22)通过牵引式环面无级变速器输出组件(23)输出动力;
液压传动组件(3),包括第四离合器L4(31)、第五离合器L5(32)、液压组件输入轴组件(33)、变量泵(34)、定量马达(35)和液压组件输出轴组件(36),所述变量泵(34)通过液压组件输入轴组件(33)和第四离合器L4(31)与传动轴(14)相连,所述变量泵(34)通过第五离合器L5(32)与牵引式环面无级变速器组件(2)的输出轴相连;
机械传动组件(4),包括第一行星齿轮组件(41)、第六离合器L6(42)和第七离合器L7(43),所述第一行星齿轮组件(41)包括第一行星齿轮齿圈(411)、第一行星齿轮行星架(412)、第一行星齿轮太阳轮(413),所述机械传动组件(4)输出轴通过第七离合器L7(43)与传动轴(14)连接;
汇流组件(5),包括第二行星齿轮组件(51)、第三行星齿轮组件(52)、第八离合器L8(53)、第九离合器L9(54)、第一制动器B1(55)、第二制动器B2(56)、第三制动器B3(57)、第四制动器B4(58)和输出轴(59),所述第二行星齿轮组件(51)包括第二行星齿轮齿圈(511)、第二行星齿轮太阳轮(512)、第二行星齿轮行星架(513),所述第三行星齿轮组件(52)包括第三行星齿轮齿圈(521)、第三行星齿轮太阳轮(522)、第三行星齿轮行星架(523),所述第二行星齿轮行星架(513)与第三行星齿轮齿圈(521)连接,所述牵引式环面无级变速器组件(2)的输出轴通过第八离合器L8(53)和第二行星齿轮太阳轮(512)连接,所述机械传动组件(4)的输出轴通过第九离合器L9(54)与第三行星齿轮太阳轮(522)连接,所述第一制动器B1(55)与第二行星齿轮太阳轮(512)连接,所述第二制动器B2(56)与第二行星齿轮齿圈(511)相连,所述第三制动器B3(57)与第三行星齿轮太阳轮(522)相连,所述第四制动器B4(58)与第三行星齿轮齿圈(521)相连。
2.根据权利要求1所述的带牵引式环面无级变速器的复合传动装置,其特征在于:所述牵引式环面无级变速器(22)包括相互并联的第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222),所述第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222)分别通过第二离合器L2(24)和第三离合器L3(25)与传动轴(14)连接,所述第二离合器L2(24)和第三离合器L3(25)工作时同时接合或者分离。
3.根据权利要求1或2所述的带牵引式环面无级变速器的复合传动装置的控制方法,其特征在于:通过制动器和离合器之间的组合切换实现单一传动模式和复合传动模式两种类型的传动模式,单一类型的传动模式包括机械传动、牵引式环面无级变速器传动、液压传动;复合传动模式包括液压-牵引式环面无级变速器并联传动、液压-牵引式环面无级变速器串联传动、机械-牵引式环面无级变速器串联传动、机械-牵引式环面无级变速器并联传动、机械-液压串联传动、机械-液压并联传动、机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动、机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动和机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动。
4.根据权利要求3所述的带牵引式环面无级变速器的复合传动装置的控制方法,其特征在于:所述单一类型的传动模式的控制方法如下:
机械传动:第六离合器L6(42)、第九离合器L9(54)和第四制动器B4(58)接合,第一离合器L1(12)、第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第四离合器L4(31)、第五离合器L5(32)、第七离合器L7(43)、第八离合器L8(53)和第一制动器B1(55)、第二制动器B2(56)、第三制动器B3(57)分离;
输入轴(11)输入的动力经由第六离合器L6(42)、第一行星齿轮太阳轮(413)、第一行星齿轮齿圈(411)、第九离合器L9(54)、第三行星齿轮太阳轮(522)和第三行星齿轮行星架(523)后由输出轴(59)输出;
牵引式环面无级变速器传动:第一离合器L1(12)、第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第八离合器L8(53)、第二制动器B2(56)和第三制动器B3(57)接合,第四离合器L4(31)、第五离合器L5(32)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第九离合器L9(54)和第一制动器B1(55)、第四制动器B4(58)分离;
由输入轴(11)输入的动力经由第一离合器L1(12)到达传动轴(14),再经由第二离合器L2(24)和第三离合器L3(25)输入到第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222),再由牵引式环面无级变速器输出组件(23)输出到牵引式环面无级变速器组件(2)输出轴,再经过第八离合器L8(53)、第二行星齿轮太阳轮(512)、第二行星齿轮行星架(513)、第三行星齿轮齿圈(521)和第三行星齿轮行星架(523),最后由输出轴(59)输出;
液压传动:第一离合器L1(12)、第四离合器L4(31)、第一制动器B1(55)和第三离合器B3接合,第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第五离合器L5(32)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第八离合器L8(53)、第九离合器L9(54)和第二制动器B2(56)、第四制动器B4(58)分离;
由输入轴(11)输入的动力经由第一离合器L1(12)到达传动轴(14),再经由第四离合器L4(31)和液压组件输入轴组件(33)输入到变量泵(34),再由变量泵(34)通过高压油液将动力输送到定量马达(35),再经过液压组件输出轴组件(36)、第二行星齿轮齿圈(511)、第二行星齿轮行星架(513)、第三行星齿轮齿圈(521)和第三行星齿轮行星架(523)后由输出轴(59)输出。
5.根据权利要求3所述的带牵引式环面无级变速器的复合传动装置的控制方法,其特征在于:所述液压-牵引式环面无级变速器复合传动模式的控制方法如下:
液压-牵引式环面无级变速器并联传动:第一离合器L1(12)、第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第四离合器L4(31)、第八离合器L8(53)和第三制动器B3(57)接合,第五离合器L5(32)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第九离合器L9(54)和第一制动器B1(55)、第二制动器B2(56)、第四制动器B4(58)分离;
由输入轴(11)输入的动力经由第一离合器L1(12)到达传动轴(14)后分为两路,其中一路经由第二离合器L2(24)和第三离合器L3(25)输入到第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222),再由牵引式环面无级变速器输出组件(23)输出到牵引式环面无级变速器输出轴,再经由第八离合器L8(53)到达第二行星齿轮太阳轮(512);
另一路经由第四离合器L4(31)和液压组件输入轴组件(33)输入到变量泵(34),再由变量泵(34)通过高压油液将动力输送到定量马达(35),之后动力经过液压组件输出轴组件(36)到达第二行星齿轮齿圈(511),两路动力汇合于第二行星轮齿圈(511),再经过第二行星齿轮行星架(513)、第三行星齿轮齿圈(521)和第三行星齿轮行星架(523)到输出轴(59)输出;
液压-牵引式环面无级变速器串联传动:第一离合器L1(12)、第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第五离合器L5(32)、第一制动器B1(55)和第三制动器B3(57)接合,第四离合器L4(31)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第八离合器L8(53)、第九离合器L9(54)和第二制动器B2(56)、第四制动器B4(58)分离;
由输入轴(11)输入的动力经由第一离合器L1(12)到达传动轴(14),再经由第二离合器L2(24)和第三离合器L3(25)输入到第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222),再由牵引式环面无级变速器输出组件(23)输出到牵引式环面无级变速器组件(2)输出轴,再经过第五离合器L5(32)输入到变量泵(34),再由变量泵(34)通过高压油液将动力输送到定量马达(35),之后动力经过液压组件输出轴组件(36)、第二行星齿轮齿圈(511)、第二行星齿轮行星架(513)、第三行星齿轮齿圈(521)和第三行星齿轮行星架(523)后由输出轴(59)输出。
6.根据权利要求3所述的带牵引式环面无级变速器的复合传动装置的控制方法,其特征在于:所述机械-液压复合传动模式的控制方法如下:
机械-液压串联传动:第四离合器L4(31)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第一制动器B1(55)和第三制动器B3(57)接合,第一离合器L1(12)、第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第五离合器L5(32)、第八离合器L8(53)、第九离合器L9(54)和第二制动器B2(56)、第四制动器B4(58)分离;
由输入轴(11)输入的动力经由第六离合器L6(42)、第一行星齿轮太阳轮(413)、第一行星齿轮齿圈(411)、第七离合器L7(43)到达传动轴(14),再经由第四离合器L4(31)和液压组件输入轴组件(33)输入到变量泵(34),再由变量泵(34)通过高压油液将动力输送到定量马达(35),之后动力经过液压组件输出轴组件(36)、第二行星齿轮齿圈(511)、第二行星齿轮行星架(513)、第三行星齿轮齿圈(521)和第三行星齿轮行星架(523)后由输出轴(59)输出;
机械-液压并联传动:第一离合器L1(12)、第四离合器L4(31)、第六离合器L6(42)、第九离合器L9(54)、第一制动器B1(55)和第四制动器B4(58)接合,第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第五离合器L5(32)、第七离合器L7(43)、第八离合器L8(53)和第二制动器B2(56)、第三制动器B3(57)分离;
输入轴(11)输入的动力分为两路,其中一路经由第六离合器L6(42)、第一行星齿轮太阳轮(413)、第一行星齿轮齿圈(411)、第九离合器L9(54)到达第三行星齿轮太阳轮(522);
另一路经由第一离合器L1(12)到达传动轴(14),经由第四离合器L4(31)和液压组件输入轴组件(33)输入到变量泵(34),再由变量泵(34)通过高压油液将动力输送到定量马达(35),之后动力经过液压组件输出轴组件(36)第二行星齿轮齿圈(511),第二行星齿轮行星架(513)到达第三行星齿轮齿圈(521),两路动力汇合于第三行星齿轮齿圈(521),再经由第三行星齿轮行星架(523)后由输出轴(59)输出。
7.根据权利要求3所述的带牵引式环面无级变速器的复合传动装置的控制方法,其特征在于:所述机械-牵引式环面无级变速器复合传动模式的控制方法如下:
机械-牵引式环面无级变速器串联传动:第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第八离合器L8(53)、第二制动器B2(56)、和第三制动器B3(57)接合,第一离合器L1(12)、第四离合器L4(31)、第五离合器L5(32)、第九离合器L9(54)、第一制动器B1(55)、第四制动器B4(58)分离;
由输入轴(11)输入的动力经由第六离合器L6(42)、第一行星齿轮太阳轮(413)、第一行星齿轮齿圈(411)、第七离合器L7(43)到达传动轴(14),再经由第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)输入到第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222),再由牵引式环面无级变速器输出组件(23)输出到牵引式环面无级变速器(22)输出轴,再经过第八离合器L8(53),第二行星齿轮太阳轮(512),第二行星齿轮行星架(513)、第三行星齿轮齿圈(521)和第三行星齿轮行星架(523),最后由输出轴(59)输出;
机械-牵引式环面无级变速器并联传动:第一离合器L1(12)、第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第八离合器L8(53)、第九离合器L9(54)和第二制动器B2(56)接合,第四离合器L4(31)、第五离合器L5(32)和第一制动器B1(55)、第三制动器B3(57)、第四制动器B4(58)分离;
输入轴(11)输入的动力分为两路,其中一路经由第六离合器L6(42)、第一行星齿轮太阳轮(413)、第一行星齿轮齿圈(411)、第九离合器L9(54)到达第三行星齿轮太阳轮(522);
另一路经由第一离合器L1(12)到达传动轴(14),再经过第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)输入到第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222),再由牵引式环面无级变速器输出组件(23)输出到牵引式环面无级变速器(22)输出轴,再经过第八离合器L8(53),第二行星齿轮太阳轮(512)和第二行星齿轮行星架(513)到达第三行星齿轮齿圈(521),之后两路动力第三行星齿轮齿圈(521)汇合后由第三行星齿轮行星架(523)输出到输出轴(59)。
8.根据权利要求3所述的带牵引式环面无级变速器的复合传动装置的控制方法,其特征在于:所述机械-液压-牵引式环面无级变速器复合传动模式的控制方法如下:
机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动:第一离合器L1(12)、第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第五离合器L5(32)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第一制动器B1(55)和第三制动器B3(57)接合,第四离合器L4(31)、第八离合器L8(53)、第九离合器L9(54)、和第二制动器B2(56)、第四制动器B4(58)分离;
由输入轴(11)输入的动力经由第六离合器L6(42)、第一行星齿轮太阳轮(413)、第一行星齿轮齿圈(411)、第七离合器L7(43)到达传动轴(14),再经由第二离合器L2(24)和第三离合器L3(25)输入到第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222),再由牵引式环面无级变速器输出组件(23)输出到牵引式环面无级变速器组件(2)输出轴,再经过第五离合器L5(32)输入到变量泵(34),再由变量泵(34)通过高压油液将动力输送到定量马达(35),之后动力经过液压组件输出轴组件(36)、第二行星齿轮齿圈(511)、第二行星齿轮行星架(513)、第三行星齿轮齿圈(521)和第三行星齿轮行星架(523)后由输出轴(59)输出;
机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动:第一离合器L1(12)、第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第四离合器L4(31)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第八离合器L8(53)、第九离合器L9(54)接合,第五离合器L5(32)和第一制动器B1(55)、第二制动器B2(56)、第三制动器B3(57)、第四制动器B4(58)分离;
由输入轴(11)输入的动力分为两路,其中一路经由第六离合器L6(42)、第一行星齿轮太阳轮(413)、第一行星齿轮齿圈(411)、第九离合器L9(54)到达第三行星齿轮太阳轮(522),
另一路经由第一离合器L1(12)到达传动轴(14)再次分为两路;
其中一路经由第二离合器L2(24)和第三离合器L3(25)输入到第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222),再由牵引式环面无级变速器输出组件(23)输出到牵引式环面无级变速器组件(2)输出轴,再经由第八离合器L8(53)到达第二行星齿轮太阳轮(512);
另一路经由第四离合器L4(31)和液压组件输入轴组件(33)输入到变量泵(34),再由变量泵(34)通过高压油液将动力输送到定量马达(35),之后动力经过液压组件输出轴组件(36)到达第二行星轮齿圈(410),两路动力汇合于第二行星轮齿圈(410),再经过第二行星齿轮行星架(513)到达第三行星齿轮齿圈(521),两路动力汇合于第三行星齿轮齿圈(521),再经由第三行星齿轮行星架(523)后由输出轴(59)输出;
机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动:第二离合器L2(24)、第三离合器L3(25)、第四离合器L4(31)、第六离合器L6(42)、第七离合器L7(43)、第八离合器L8(53)和第三制动器B3(57)接合,第一离合器L1(12)、第五离合器L5(32)、第九离合器L9(54)和第一制动器B1(55)、第二制动器B2(56)、第四制动器B4(58)分离;
由输入轴(11)输入的动力经由第六离合器L6(42)、第一行星齿轮太阳轮(413)、第一行星齿轮齿圈(411)、第七离合器L7(43)、到达传动轴(14)后分为两路,其中一路经由第二离合器L2(24)和第三离合器L3(25)输入到第一牵引式环面无级变速器(221)和第二牵引式环面无级变速器(222),再由牵引式环面无级变速器输出组件(23)输出到牵引式环面无级变速器组件(2)输出轴,再经由第八离合器L8(53)到达第二行星齿轮太阳轮(512);
另一路动力经由第四离合器L4(31)和液压组件输入轴组件(33)输入到变量泵(34),再由变量泵(34)通过高压油液将动力输送到定量马达(35),再经过液压组件输出轴组件(36)到达第二行星齿轮齿圈(511),两路动力汇合于第二行星齿轮齿圈(511),再经过第二行星齿轮行星架(513)、第三行星齿轮齿圈(521)和第三行星齿轮行星架(523)后由输出轴(59)输出。
9.根据权利要求4所述的带牵引式环面无级变速器的复合传动装置的控制方法,其特征在于:所述单一类型的传动模式的传动比计算方法如下:
机械传动的传动比no/ni:
牵引式环面无级变速器传动的传动比no/ni:
液压传动的传动比no/ni:
式中,n0为输出轴(59)转速,ni为输入轴(11)转速,i1为输入轴(11)与中间齿轮(13)的传动比,i2为中间齿轮(13)与传动轴(14)的传动比,i3为传动轴(14)与牵引式环面无级变速器(22)的传动比,i4为牵引式环面无级变速器(22)与牵引式环面无级变速器组件(2)输出轴之间传动比,i5为第一行星齿轮组件(41)与传动轴(14)之间的传动比,i6为牵引式环面无级变速器组件(2)输出轴与第二行星齿轮太阳轮(512)轴之间的传动比,i7为传动轴(14)与变量泵(34)之间的传动比,i8 i9为定量马达(35)至第二行星齿轮齿圈(511)之间的液压组件输出轴组件(36)的传动比,i10为第二行星齿轮行星架(513)与第三行星齿轮齿圈(521)之间的传动比,k1为第一行星齿轮组件(41)特性参数,k2为第二行星齿轮组件(51)特性参数,k3为第三行星齿轮组件(52)特性参数,is为牵引式环面无级变速器组件(2)的传动比,e为液压传动组件(3)的排量比。
10.根据权利要求5至8任一项所述的带牵引式环面无级变速器的复合传动装置的控制方法,其特征在于:所述复合传动模式的的传动比计算方法如下:
液压-牵引式环面无级变速器并联传动的传动比no/ni:
液压-牵引式环面无级变速器串联传动的传动比no/ni:
机械-牵引式环面无级变速器串联传动的传动比no/ni:
机械-牵引式环面无级变速器并联传动的传动比no/ni:
机械-液压串联传动的传动比no/ni:
机械-液压并联传动的传动比no/ni:
机械-液压-牵引式环面无级变速器串联传动的传动比no/ni:
机械-液压-牵引式环面无级变速器并联传动的传动比no/ni:
机械-液压-牵引式环面无级变速器混合传动的传动比no/ni:
式中,no为输出轴(59)转速,ni为输入轴(11)转速,i1为输入轴(11)与中间齿轮(13)的传动比,i2为中间齿轮(13)与传动轴(14)的传动比,i3为传动轴(14)与牵引式环面无级变速器(22)之间的传动比,i4为牵引式环面无级变速器(22)与牵引式环面无级变速器组件(2)输出轴之间传动比,i5为第一行星齿轮组件(41)与传动轴(14)之间的传动比,i6为牵引式环面无级变速器组件(2)输出轴与第二行星齿轮太阳轮(512)轴之间的传动比,i7为传动轴(14)与变量泵(34)之间的传动比,i8 i9为定量马达(35)至第二行星齿轮齿圈(511)之间的液压组件输出轴组件(36)的传动比,i10为第二行星齿轮行星架(513)与第三行星齿轮齿圈(521)之间的传动比,k1为第一行星齿轮组件(41)特性参数,k2为第二行星齿轮组件(51)特性参数,k3为第三行星齿轮组件(52)特性参数,is为牵引式环面无级变速器组件(2)传动比,e为液压传动组件(3)的排量比。
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