專利名稱：混合式傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動裝置，尤其涉及一種用于車輛的混合式傳動裝置，利用該混 合式傳動裝置，驅(qū)動可經(jīng)由機械傳動系(drive train)傳遞到車輛的接地結(jié)構(gòu)以驅(qū)動車輛， 或者驅(qū)動可通過液壓馬達的運行來傳遞。
背景技術(shù)：
在US5946983中，提出了一種混合式傳動裝置，其中機械傳動系由齒輪比選擇設 備的永久嚙合的齒輪和可選擇接合的離合器形成，或由包括液壓馬達的流體靜力傳動系形 成。然而，流體靜力傳動系并非與齒輪比選擇設備不同，即，齒輪選擇設備的至少一個離合 器需要被接合，以便使得流體靜力驅(qū)動可被從馬達傳遞到該傳動裝置的輸出構(gòu)件。US4242922還披露了一種混合式傳動裝置，其中，機械傳動系在離合器選擇性接合 時通過永久嚙合的齒輪形成。流體靜力傳動系仍然并非與齒輪比選擇設備不同，但是其經(jīng) 由一驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸穿過齒輪比選擇設備的可選擇的(脫開的)離合器。對于齒輪比選擇設備，期望的是，至少機械傳動系和通過液壓馬達的運行形成的 驅(qū)動的組件是不同的，因此，如現(xiàn)有的成功使用的齒輪比選擇設備可很容易地用作混合式 傳動裝置的一部分。DE102006038093描述了這樣一種傳動裝置，其中包括齒輪比選擇設備的機械傳動 系不同于來自液壓馬達的流體靜力驅(qū)動。具有這種傳動裝置的車輛可以例如在公路上，在 機械驅(qū)動模式下被驅(qū)動；或者在需要緩慢的、嚴格受控的速度的工作運行期間，在流體靜力 驅(qū)動模式下被驅(qū)動。然而，在這些現(xiàn)有的提案中，當實現(xiàn)從一種驅(qū)動模式到另一種驅(qū)動模式 的變化時，車輛必須靜止，以便根據(jù)需要允許滑動的爪形連接器(dog connector)接合與脫 開。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供了一種用于車輛的傳動裝置，該車輛包括由傳動裝 置的輸出構(gòu)件驅(qū)動的接地結(jié)構(gòu)，傳動裝置包括連接到原動機的第一輸入構(gòu)件以及可由液壓 驅(qū)動馬達的運行驅(qū)動的第二輸入構(gòu)件，并且該傳動裝置是可操作的，以便在機械驅(qū)動模式 下將驅(qū)動(動力)從第一輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件以及在流體靜力驅(qū)動模式下將驅(qū)動從第 二輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，第一輸入構(gòu)件提供從原動機到包括齒輪比選擇設備的機械傳 動系的驅(qū)動輸入，對于機械驅(qū)動模式，齒輪比選擇設備通過至少一個動力換擋離合裝置的 接合和/或脫開來提供待選擇的多個可替換的齒輪比之一，第二輸入構(gòu)件經(jīng)由一驅(qū)動路徑 連接到輸出構(gòu)件，在液壓驅(qū)動馬達與第二輸入構(gòu)件之間具有動力換擋離合裝置，當傳動裝 置處于流體靜力驅(qū)動模式時，該動力換擋離合裝置是運行著的，以便將由液壓驅(qū)動馬達的 運行形成的驅(qū)動傳遞到第二輸入構(gòu)件。本發(fā)明的設備提供了一種改進的混合式傳動裝置，其中，在低速下，當操作需要最 大控制時(例如，在車輛為工作機的情況下，在工作運行期間)，通過液壓驅(qū)動馬達的運行來實現(xiàn)到接地驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動；而在較高的速度下(例如，在工作機的情況下，在道路行駛 速度下)，可經(jīng)由具有所選擇的齒輪比的機械傳動系來實現(xiàn)驅(qū)動。由于動力換擋離合裝置的 使用，傳動裝置可在車輛行駛(例如，在閾值速度下)的同時在機械驅(qū)動模式與流體靜力驅(qū) 動模式之間進行轉(zhuǎn)換?！皠恿Q擋”離合裝置表示這樣的裝置，其包括用于分別使輸入部和輸出部移動進 入及退出摩擦接合以便傳遞或中斷驅(qū)動的致動器。將會清楚的是通常利用摩擦材料，這允 許在處于完全摩擦接合與完全脫開之間的過渡狀態(tài)時在輸入部與輸出部之間的滑動。由 此，通過同時使各個動力換擋離合裝置經(jīng)過它們的過渡狀態(tài)接合與脫開，在機械驅(qū)動模式 與流體靜力驅(qū)動模式之間轉(zhuǎn)換的期間，驅(qū)動可被連續(xù)地傳遞。傳動裝置的操作可由控制器控制?？刂破骺刹僮鳈C械傳動系的一個或多個動力換 擋離合裝置，例如自動地依據(jù)車速和載荷，來選擇齒輪比；并且/或者控制器可操作機械傳 動系的一個或多個動力換擋離合裝置，以便響應來自操作者的輸入來選擇齒輪比。在每種情況下，控制器均可操作機械傳動系的一個或多個動力換擋離合裝置以及 位于液壓驅(qū)動馬達與第二輸入構(gòu)件之間的動力換擋離合裝置，以便響應被確定為將在閾值 速度下行駛的車輛并依據(jù)車輛是在加速還是在減速，在機械驅(qū)動模式與流體靜力驅(qū)動模式 之間進行轉(zhuǎn)換。至少在傳動裝置處于流體靜力驅(qū)動模式時，傳動裝置的液壓驅(qū)動馬達可被供給有 來自由原動機驅(qū)動的液壓泵的、用于驅(qū)動所述馬達的加壓的液壓流體。優(yōu)選地，馬達和泵均 均為容量可變裝置，例如，旋轉(zhuǎn)斜盤泵。優(yōu)選地，泵永久地連接到原動機，即，無論驅(qū)動是經(jīng) 由機械齒輪系傳遞還是由液壓驅(qū)動馬達的運行形成，泵都被驅(qū)動。例如，液壓泵可通過例如 永久嚙合的傳動齒輪，永久連接到第一輸入構(gòu)件。傳動裝置的輸出構(gòu)件可根據(jù)需要，直接地或經(jīng)由一個或多個另外的傳動裝置組件 連接到接地驅(qū)動結(jié)構(gòu)的車輪和/或履帶。在一個實例中，機械傳動系包括固定成與第一輸入構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)的齒輪，該齒輪 與固定成與第一副軸一起旋轉(zhuǎn)的齒輪永久嚙合；第一動力換擋裝置，第一動力換擋裝置是 可接合的，以便將第一副軸連接到一驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸具有固定成與該驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)的 齒輪，該齒輪與固定成與第二副軸一起旋轉(zhuǎn)的齒輪永久嚙合；以及第二動力換擋裝置，第二 動力換擋裝置是可接合的，以便將第二副軸連接到第一輸入構(gòu)件。于是，這種傳動裝置可具有至少兩個齒輪比，所述齒輪比例如可通過機械齒輪系 的第一和第二動力換擋離合裝置協(xié)力地接合和脫開來選擇；優(yōu)選地，具有至少三個機械齒 輪比，其中機械傳動系具有與可選齒輪比的數(shù)量相對應數(shù)量的動力換擋離合裝置。在驅(qū)動軸與輸出構(gòu)件成直線的情況下，驅(qū)動軸可經(jīng)由永久嚙合的齒輪驅(qū)動輸出構(gòu) 件。例如，驅(qū)動軸和輸出構(gòu)件可成一體。驅(qū)動被從第二輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件所沿循的驅(qū)動路徑可包括至少一對永久 嚙合的齒輪。在一個實施例中，液壓驅(qū)動馬達包括馬達驅(qū)動軸，當液壓驅(qū)動馬達與第二輸入構(gòu) 件之間的動力換擋離合裝置被接合時，該馬達驅(qū)動軸直接聯(lián)接到第二輸入構(gòu)件，第二輸入 構(gòu)件可由此與液壓驅(qū)動馬達成直線。但在另一實例中，可具有包括由液壓驅(qū)動馬達的馬達 驅(qū)動軸承載的齒輪的液壓傳動系，該齒輪固定成與馬達驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)，該齒輪經(jīng)由液壓傳動系的至少一個永久嚙合的齒輪連接到液壓傳動系副軸，液壓驅(qū)動馬達與第二輸入構(gòu)件 之間的動力換擋離合裝置在被接合時，將液壓傳動系副軸聯(lián)接到第二輸入構(gòu)件，以實現(xiàn)流 體靜力驅(qū)動。根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供了一種操作用于車輛的傳動裝置的方法，該車輛包 括由傳動裝置的輸出構(gòu)件驅(qū)動的接地結(jié)構(gòu)，傳動裝置包括連接到原動機的第一輸入構(gòu)件以 及可由液壓驅(qū)動馬達的運行驅(qū)動的第二輸入構(gòu)件，并且該傳動裝置是可操作的，以便在機 械驅(qū)動模式下將驅(qū)動從第一輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，以及在流體靜力驅(qū)動模式下將驅(qū)動 從第二輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，第一輸入構(gòu)件提供從原動機到包括齒輪比選擇設備的機 械傳動系的驅(qū)動輸入，對于機械驅(qū)動模式，該齒輪比選擇設備通過至少一個動力換擋離合 裝置的接合和/或脫開來提供待選擇的多個可替換的齒輪比之一，第二輸入構(gòu)件經(jīng)由一驅(qū) 動路徑連接到輸出構(gòu)件，在液壓驅(qū)動馬達與第二輸入構(gòu)件之間具有動力換擋離合裝置，當 傳動裝置處于流體靜力驅(qū)動模式時，動力換擋離合裝置是運行著的，以便將由液壓驅(qū)動馬 達的運行形成的驅(qū)動傳遞到第二輸入構(gòu)件，該方法包括通過使動力換擋、流體靜力驅(qū)動的 離合裝置接合并且不使用齒輪比選擇設備選擇齒輪比，在流體靜力驅(qū)動模式下操作傳動裝 置；以及在車輛仍在行駛的同時，通過接合或脫開齒輪比選擇設備的至少一個動力換擋離 合裝置并且脫開動力換擋、流體靜力驅(qū)動的離合裝置來選擇機械傳動系的齒輪比，并繼續(xù) 驅(qū)動車輛，在機械驅(qū)動模式下操作傳動裝置。


現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的多個實施例，在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的傳動裝置的示意圖，圖1示出了車輛的原動機和接地從動結(jié) 構(gòu)；圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一傳動裝置的示意圖。
具體實施例方式參考圖1，傳動裝置10被設置成用于將驅(qū)動傳遞到接地從動結(jié)構(gòu)12，該接地從動 結(jié)構(gòu)12可為車輛的車輪和/或履帶。在實例中，車輛為一種工作機，其在接地從動結(jié)構(gòu)12 上被從一個位置驅(qū)動到另一位置并可在這種位置處執(zhí)行工作運行，如提升、裝載及移動土 壤、農(nóng)作物以及其它物質(zhì)。車輛包括原動機13 (通常為柴油機)，原動機13的輸出驅(qū)動軸與傳動裝置10的第 一輸入構(gòu)件15連接(或形成一體)。在該實例中，第一輸入構(gòu)件為傳動裝置10的第一驅(qū)動 軸15。第一驅(qū)動軸15承載驅(qū)動輸出齒輪16 (drive take-off gear)，該驅(qū)動輸出齒輪16 固定到軸15并與軸15 —起旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動輸出齒輪16與從動齒輪17永久嚙合，該從動齒輪17 固定到液壓泵18的輸入軸19。因此，每當原動機13使第一輸入構(gòu)件15旋轉(zhuǎn)時，即，每當發(fā) 動機13運行時，液壓泵18將被驅(qū)動。然而，泵18為容量可變裝置，例如，旋轉(zhuǎn)斜盤式泵(swash plate pump)，泵18的輸 出可在其旋轉(zhuǎn)斜盤20處于最大角度時的最大值與旋轉(zhuǎn)斜盤大致垂直于泵軸線A時的最小 值或零輸出之間變化。
傳動裝置10包括機械傳動系，驅(qū)動可通過該機械傳動系從原動機13傳遞到輸出 構(gòu)件25，該輸出構(gòu)件25連接至接地從動結(jié)構(gòu)12 ；以及驅(qū)動路徑，其用于在液壓驅(qū)動馬達40 操作時實現(xiàn)驅(qū)動。機械傳動系包括齒輪比選擇設備C，利用該齒輪比選擇設備C，可選擇第一輸入構(gòu) 件/第一驅(qū)動軸15與輸出構(gòu)件25之間的可替換的齒輪比。齒輪比選擇設備C包括第一齒輪22和第一副軸(lay shaft) 30 ；該第一齒輪22 由第一輸入構(gòu)件15承載，并固定成與該第一輸入構(gòu)件15 —起旋轉(zhuǎn)；第一副軸30承載于第 二驅(qū)動軸29上。當動力換擋離合裝置24被接合時，承載于第一輸入構(gòu)件15上的第二副軸 23可被聯(lián)接成與第一輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動軸15 —起旋轉(zhuǎn)；而當動力換擋離合裝置24被脫 開(分離)時，第二副軸23可在第一驅(qū)動軸15上自由地旋轉(zhuǎn)。齒輪比選擇設備C的第二驅(qū)動軸29大體平行于第一驅(qū)動軸15。當另一動力換擋 離合裝置32被接合時，承載于第二驅(qū)動軸29上的第一副軸30可被聯(lián)接成與第二驅(qū)動軸29 一起旋轉(zhuǎn)。當另一動力換擋離合裝置32被脫開時，第一副軸30可在第二驅(qū)動軸29上自由 地旋轉(zhuǎn)。第一副軸30承載第二齒輪34，該第二齒輪34與通過第一驅(qū)動軸15承載的第一齒 輪22永久嚙合并提供一個可選擇的齒輪比。第二副軸23承載第三齒輪35，該第三齒輪35 與固定到第二驅(qū)動軸29的第四齒輪36永久嚙合，并提供另一可選擇的齒輪比。因此，在齒輪比選擇設備C處于操作狀態(tài)并且該傳動裝置處于機械驅(qū)動模式的情 況下，實現(xiàn)從輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動軸15到輸出構(gòu)件25的機械驅(qū)動，這要么在驅(qū)動將會經(jīng)由 第一和第二永久嚙合的齒輪22、34時，通過接合另一動力換擋離合裝置32來實現(xiàn)；或者可 替換地，在驅(qū)動將會經(jīng)由第三和第四永久嚙合的齒輪35、36時，通過接合動力換擋離合裝 置24來實現(xiàn)。各個動力換擋離合裝置24、32絕對不會同時完全接合，但可以均處于完全接 合與完全脫開之間的過渡狀態(tài)，以允許不同齒輪比之間的平滑過渡，因而在齒輪比改變期 間，驅(qū)動不會中斷。當動力換擋離合裝置24、32均未被接合并由此齒輪比選擇設備C處于非操作狀態(tài) 時，沒有驅(qū)動被從第一輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動軸15傳遞到輸出構(gòu)件25。盡管如此，當在流體 靜力驅(qū)動模式下，通過液壓驅(qū)動馬達40的運行將驅(qū)動傳遞到輸出構(gòu)件25時，第二驅(qū)動軸29 將被驅(qū)動。無論齒輪比選擇設備C的動力換擋離合裝置24、32被接合與否，液壓泵18均被經(jīng) 由第一驅(qū)動軸15、永久嚙合的齒輪16、17以及泵輸入軸19永久地驅(qū)動。液壓驅(qū)動馬達40是與泵18相似的容量可變裝置，在該實例中，液壓驅(qū)動馬達40 也是角度可變的旋轉(zhuǎn)斜盤裝置。在使用中，通過由泵18產(chǎn)生的加壓的液壓流體來驅(qū)動馬達 40，馬達輸出軸41的旋轉(zhuǎn)速度取決于被泵送的流體的體積和旋轉(zhuǎn)斜盤42的角度。馬達輸出軸41連接到另一動力換擋離合裝置44的輸入部41a。輸出部連接到傳 動裝置10的第二輸入構(gòu)件45。當動力換擋離合裝置44被脫開時，沒有驅(qū)動從馬達輸出軸 41傳遞到另一動力換擋離合裝置44之外。然而，當動力換擋離合裝置44被接合時，通過第 二輸入構(gòu)件45將驅(qū)動傳遞到傳動裝置10，在該實例中，該第二輸入構(gòu)件45為軸上的齒輪， 該齒輪與另一齒輪46永久嚙合，該另一齒輪46承載于第二驅(qū)動軸29上并固定到第二驅(qū)動 軸29。第二輸入構(gòu)件45與齒輪比選擇設備C分離并且不同于齒輪比選擇設備C，通向輸出構(gòu)件25的驅(qū)動路徑也是如此。當齒輪比選擇設備C的動力換擋離合裝置24、32均被脫開時，S卩，齒輪比選擇設備 C處于非操作狀態(tài)時，僅流體靜力驅(qū)動的動力換擋離合裝置44被操作，以便將驅(qū)動傳遞到 傳動裝置10的第二輸入構(gòu)件45。在較慢的車速下，當需要最大速度控制時，例如，在車輛/ 工作機執(zhí)行工作操作時，控制齒輪比選擇設備C使其處于非操作狀態(tài)(如下所述)，并僅通 過接合流體靜力驅(qū)動的動力換擋離合裝置44并操作驅(qū)動馬達40，來實現(xiàn)到接地從動結(jié)構(gòu) 12的驅(qū)動。在較高的車速下，例如，當車輛在工作位置之間的道路上行駛時，可通過操作者 或自動傳動控制器，斷開流體靜力驅(qū)動模式并選擇用于車速的合適的齒輪比，經(jīng)由機械傳 動系來實現(xiàn)驅(qū)動。通過選擇齒輪比和/或調(diào)節(jié)發(fā)送機13的速度中的一者或兩者，可以來實 現(xiàn)當由機械傳動系驅(qū)動時的車速的變化。通常，在利用流體靜力馬達40的流體靜力驅(qū)動期間，發(fā)動機13或其它原動機在扭 矩和效率最優(yōu)的大體固定的速度下運行，以便驅(qū)動泵18。通過調(diào)節(jié)泵18和/或馬達40的 旋轉(zhuǎn)斜盤20、42的其中一個或另一個的角度，可以實現(xiàn)車輛驅(qū)動速度的變化。在流體靜力驅(qū)動期間，當齒輪比選擇設備C不操作時，驅(qū)動仍然經(jīng)由一驅(qū)動路徑 并通過第四齒輪36(在該實例中，該齒輪為機械傳動系的最末齒輪)傳遞到輸出構(gòu)件25，其 中該驅(qū)動路徑包括承載該機械傳動系的第四永久互相嚙合的齒輪36的第二驅(qū)動軸29。然 而，流體靜力驅(qū)動仍可實現(xiàn)，這與處于不操作狀態(tài)(即，不將驅(qū)動從第一輸入構(gòu)件/第一驅(qū) 動軸15傳遞到輸出構(gòu)件25)的齒輪比選擇設備C無關(guān)。在圖1的實例中，齒輪比選擇設備C僅具有兩個可替代的齒輪比，這兩個齒輪比可 以被選擇，即，經(jīng)由第一齒輪22和第二齒輪34以及經(jīng)由第三齒輪35和第四齒輪36來選 擇。在另一實例中，可通過適當?shù)某蓪Φ南嗷ビ谰脟Ш系凝X輪來提供兩個以上的可選齒輪 比，例如，每個這種另外的齒輪對中的一個齒輪被固定成與第一或第二驅(qū)動軸15、29或另 一驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)，而該另外的互相嚙合的齒輪對中的另一齒輪被固定成與另一副軸一起 旋轉(zhuǎn)。泵18不需要位于所示的位置，但對于可替換的幾何構(gòu)形的傳動裝置10組 (package)，泵18可位于其它位置，但優(yōu)選地，泵18由原動機13永久地驅(qū)動。例如，泵18可 通過驅(qū)動輸出齒輪來驅(qū)動，該驅(qū)動輸出齒輪設置在更靠近原動機13(例如，在原動機13與 第一齒輪22之間)的輸入構(gòu)件15上。液壓驅(qū)動馬達40不需要位于所示的位置，而是可以其它方式聯(lián)接，以便在流體靜 力驅(qū)動的動力換擋離合裝置44被接合時，經(jīng)由第二輸入構(gòu)件45將驅(qū)動傳遞到輸出構(gòu)件25。 尤其是，在齒輪比選擇設備C具有一個或多個附加的相互永久嚙合的齒輪對的情況下，第 二輸入構(gòu)件45可不通過第四齒輪36來驅(qū)動輸出構(gòu)件25，而是可提供可替換的驅(qū)動路徑。 然而，機械傳動系的最末齒輪將優(yōu)選地始終通過液壓驅(qū)動馬達40的運行進行旋轉(zhuǎn)，正如齒 輪比選擇設備C的多個組件可如此，雖然因機械傳動系的動力換擋離合裝置24、32脫開將 不會有驅(qū)動被傳遞回輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動軸15?，F(xiàn)參考圖2，圖2示出了仍用于車輛的、可替換的傳動裝置10。與圖1所示的部件 相似的部件用相同的附圖標記表示。在該實例中，當傳動裝置10在機械驅(qū)動模式下操作時，齒輪比選擇設備C能夠選 擇三個可替換的齒輪比。
第一齒輪比可通過接合第一動力換擋離合裝置32來選擇，因而驅(qū)動被從第一輸 入構(gòu)件15，經(jīng)由第一和第二永久嚙合的齒輪22、34傳遞到第一驅(qū)動軸29，其中第一和第二 永久嚙合的齒輪22、34分別被承載以便與第一輸入構(gòu)件15和第一副軸30 —起旋轉(zhuǎn)。第一 驅(qū)動軸29與輸出構(gòu)件25成一直線，并在實際中與輸出構(gòu)件25成為一體?？商鎿Q地，第二齒輪比可通過接合機械傳動系的第二動力換擋裝置24來選擇，因 而驅(qū)動被從第一輸入構(gòu)件15，經(jīng)由第三和第四永久嚙合的齒輪35、36傳遞到第一驅(qū)動軸 29，其中第三和第四永久嚙合的齒輪35、36分別被承載以便與第二副軸23和第一驅(qū)動軸29 一起旋轉(zhuǎn)?？商鎿Q地，第三齒輪比可通過接合機械傳動系的第三動力換擋裝置M3來選擇，因 而驅(qū)動被從第一輸入構(gòu)件15，經(jīng)由永久嚙合的齒輪16、17和機械傳動系的第三副軸33傳 遞，齒輪16、17將驅(qū)動傳遞到液壓泵18并分別被承載以便與第一輸入構(gòu)件15和泵軸19 一 起旋轉(zhuǎn)。第三副軸33承載第五齒輪38，該第五齒輪38與承載于第二副軸23上的第三齒輪 35永久嚙合。在該實例中，從發(fā)動機13經(jīng)由齒輪系Tl驅(qū)動第一輸入構(gòu)件15，該發(fā)動機13沿車 輛的橫向安裝。傳動裝置10的輸出構(gòu)件25經(jīng)由驅(qū)動軸S和另一齒輪系T2連接，以便驅(qū)動 軸F，該軸F承載接地從動結(jié)構(gòu)12的前輪Wl、W2。機械傳動系的第四齒輪36與第七齒輪50永久嚙合，該第四齒輪36被承載以便與 第一驅(qū)動軸29，進而與輸出構(gòu)件25 —起旋轉(zhuǎn)，該第七齒輪50承載于第四副軸51上。提供 第四動力換擋離合裝置M4，當?shù)谒膭恿Q擋離合裝置M4接合時，第四動力換擋離合裝置M4 使第四副軸51聯(lián)接到四輪驅(qū)動的第二輸出構(gòu)件55，該第二輸出構(gòu)件55又經(jīng)由軸Sl和又 一齒輪系T3聯(lián)接到后軸R，該后軸R承載后輪W3、W4。因此，在接合第四動力換擋離合裝置 M4時，可選擇兩輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動，而與傳動裝置10是處于具有任意選擇的齒輪比的機械 驅(qū)動模式下還是處于現(xiàn)在將要說明的流體靜力驅(qū)動模式下無關(guān)。當?shù)谝?、第二以及第三動力換擋離合裝置32、24以及M3全部脫開因而沒有驅(qū)動被 從第一輸入構(gòu)件15傳遞到輸出構(gòu)件25 (但第一和第二齒輪22、34可被寄生驅(qū)動)時，流體 靜力驅(qū)動可通過接合流體靜力驅(qū)動的動力換擋離合裝置44來進行，該流體靜力驅(qū)動的動 力換擋離合裝置44設置在液壓馬達40與第二輸入構(gòu)件45之間，第二輸入構(gòu)件45仍為承 載于短軸(stub shaft)上的固定的齒輪。在該實例中，液壓泵18和液壓馬達40被設置成作為一體的單元；但根據(jù)需要，它 們可為分離的單元。在該實例中，在馬達輸出軸41與輸出構(gòu)件25之間具有由永久嚙合的齒輪構(gòu)成的 齒輪系。這包括馬達輸出齒輪58、惰輪59以及驅(qū)動齒輪60，該馬達輸出齒輪58被承載以 便與馬達軸41其一起旋轉(zhuǎn)；在該實例中，惰輪59安裝在平行于輸出構(gòu)件25的短軸上，但 根據(jù)需要，惰輪59可安裝成在輸出構(gòu)件25上自由地旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動齒輪60承載于第五副軸62 上，第五副軸62為流體靜力驅(qū)動的動力換擋裝置44提供輸入部。當流體靜力驅(qū)動的動力換擋裝置44被接合時，第二輸入構(gòu)件45聯(lián)接成與第五副 軸62 —起旋轉(zhuǎn)。第二輸入構(gòu)件45與第七齒輪50永久嚙合，第七齒輪50又與第四齒輪36 永久嚙合，第四齒輪36與第一驅(qū)動軸29/輸出構(gòu)件25 —起旋轉(zhuǎn)。各個動力換擋裝置32、24、M3、M4以及44均由控制器65控制。每個動力換擋裝置具有致動器，在該實例中，當由控制器65利用如電信號或優(yōu)選為液壓信號來激勵致動器 時，致動器通?？朔椈苫貜土斫雍细鱾€離合裝置，當相應的離合裝置未被激勵時，該彈 簧回復力使所述離合裝置脫開。如上所述，動力換擋離合裝置被控制成當流體靜力驅(qū)動的動力換擋離合裝置44 脫開時，使得齒輪比選擇動力換擋離合裝置24、32、M3中的任一選定的裝置在機械驅(qū)動過 程中接合；或者當流體靜力驅(qū)動的動力換擋離合裝置44接合實現(xiàn)流體靜力驅(qū)動時，使得齒 輪比選擇動力換擋離合裝置24、32、M3均脫開。當期望實現(xiàn)四輪驅(qū)動時，可使四輪驅(qū)動的動力換擋離合裝置44接合。由于動力換擋離合裝置24、32、M3、M4的存在，當在驅(qū)動模式和/或齒輪比之間進 行改變時，不需要中斷驅(qū)動，因為如本技術(shù)領(lǐng)域中公知的，當在完全接合與完全脫開的狀 態(tài)之間進行改變時，每個這種動力換擋裝置均將具有允許離合裝置的相應輸入部與輸出部 之間滑動的過渡狀態(tài)?？刂破?5可響應輸入信號70，使相應的動力換擋離合裝置接合/脫開。在一個實例中，輸入信號70可通過操作者操作車輛傳動控制而手動地產(chǎn)生，或者 輸入信號70可以是車速的表示，使得在閾值車速(如每小時幾公里)下，驅(qū)動模式可在機 械驅(qū)動模式和流體靜力驅(qū)動模式之間自動地轉(zhuǎn)換。例如，當車輛從靜止狀態(tài)加速時，車速將低于閾值，控制器65可通過接合流體靜 力驅(qū)動的動力換擋離合裝置44并使機械傳動系的齒輪比選擇動力換擋裝置24、32、M3脫開 或保持脫開，來選擇流體靜力驅(qū)動模式。例如，輸入信號70可為來自速度傳感器的連續(xù)的 輸入，并且隨著車輛加速到閾值速度，該控制器65可通過脫開流體靜力驅(qū)動模式動力換擋 離合器44，并接合(最低速比的)所選擇的齒輪比動力換擋離合裝置(例如，第一離合裝置 32)，響應正在達到的閾值速度。當車輛繼續(xù)加速時，控制器65可通過使機械傳動系的不同的齒輪比選擇動力換 擋離合裝置接合，并隨后使接合的動力換擋離合裝置脫開，來實現(xiàn)所選擇的齒輪比的改變。當車輛(例如在路上行駛時，例如從巡航速度減速時，控制器65可在達到較低的 速度閾值時選擇較低的齒輪比；并且，當車輛已被大幅減速，低于驅(qū)動模式轉(zhuǎn)換閾值速度 時，可再次實施流體靜力驅(qū)動模式并暫停機械驅(qū)動模式。在另一實例中，僅在達到閾值速度時，并依據(jù)車輛是在加速還是在減速，可通過智 能的速度傳感器，來實現(xiàn)用于改變驅(qū)動模式或齒輪比的對控制器65的輸入70。在每種情況下，操作者均可通過使四輪驅(qū)動的動力換擋裝置M4脫開/接合來選擇 兩輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動，或者也可基于編程的邏輯通過控制器65來自動地選擇兩輪驅(qū)動或 四輪驅(qū)動。根據(jù)情況，以具體的形式或關(guān)于用于執(zhí)行所公開的功能的裝置或用于獲得所披露 結(jié)果的方法或途徑闡述的、在前述說明書或隨后的權(quán)利要求書或附圖中披露的特征，可分 別地或以這些特征的任意組合的形式被使用，以便以不同的形式實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種用于車輛的傳動裝置(10)，所述車輛包括由所述傳動裝置(10)的輸出構(gòu)件(25)驅(qū)動的接地結(jié)構(gòu)(12)，所述傳動裝置(10)包括連接到原動機(13)的第一輸入構(gòu)件(15)和能由液壓驅(qū)動馬達(40)的運行驅(qū)動的第二輸入構(gòu)件(45)，并且所述傳動裝置(10)是能操作的，以便在機械驅(qū)動模式下將驅(qū)動從所述第一輸入構(gòu)件(15)傳遞到所述輸出構(gòu)件(25)，以及在流體靜力驅(qū)動模式下將驅(qū)動從所述第二輸入構(gòu)件(45)傳遞到所述輸出構(gòu)件(25)，所述第一輸入構(gòu)件(15)提供從所述原動機(13)到包括齒輪比選擇設備(C)的機械傳動系(36)的驅(qū)動輸入，對于機械驅(qū)動模式，所述齒輪比選擇設備(C)通過至少一個動力換擋離合裝置(24、32、M3)的接合和/或脫開來提供待選擇的多個可替換的齒輪比之一，所述第二輸入構(gòu)件(45)經(jīng)由一驅(qū)動路徑連接到所述輸出構(gòu)件(25)，在所述液壓驅(qū)動馬達(40)與所述第二輸入構(gòu)件(45)之間具有動力換擋離合裝置(44)，當所述傳動裝置處于流體靜力驅(qū)動模式時，所述動力換擋離合裝置是運行著的，以便將由所述液壓驅(qū)動馬達(40)的運行形成的驅(qū)動傳遞到所述第二輸入構(gòu)件(45)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動裝置，其特征在于，所述傳動裝置(10)的操作由控制器 (65)控制，所述控制器使所述機械傳動系的一個或多個動力換擋裝置(24、32、M3)運行，以 便選擇齒輪比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳動裝置，其特征在于，所述控制器(65)操作所述機械傳動 系的一個或多個動力換擋離合裝置(24、32、M3)以及位于所述液壓驅(qū)動馬達(40)與所述第 二輸入構(gòu)件(45)之間的動力換擋離合裝置(44)，以便響應被確定為將在閾值速度下行駛 的車輛并依據(jù)車輛是在加速還是在減速，在機械驅(qū)動模式與流體靜力驅(qū)動模式之間進行改變。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳動裝置，其特征在于，至少在所述傳動裝置 (10)處于流體靜力驅(qū)動模式時，從由所述原動機(13)驅(qū)動的液壓泵(18)對所述傳動裝置 (10)的液壓驅(qū)動馬達(40)供應用于驅(qū)動所述馬達的加壓的液壓流體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳動裝置，其特征在于，所述馬達(40)和所述泵(18)均為容量可變裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的傳動裝置，其特征在于，所述泵永久地連接到所述原動機。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳動裝置，其特征在于，所述傳動裝置(10)的輸 出構(gòu)件(25)直接地或經(jīng)由一個或多個另外的傳動裝置組件(T2、T3)，連接到所述接地驅(qū)動 結(jié)構(gòu)的車輪(W1、W2、W3、W4)和/或履帶。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳動裝置，其特征在于，所述機械傳動系包括 固定成與所述第一輸入構(gòu)件(15) —起旋轉(zhuǎn)的齒輪(22)，所述齒輪(22)與固定成第一副軸 (30) 一起旋轉(zhuǎn)的齒輪永久嚙合；第一動力換擋裝置(32)，所述第一動力換擋裝置是能接合 的，以便將所述第一副軸(30)連接到驅(qū)動軸(29)，所述驅(qū)動軸(29)具有固定成與所述驅(qū) 動軸(29) —起旋轉(zhuǎn)的齒輪(36)，所述齒輪(36)與固定成與第二副軸(23) —起旋轉(zhuǎn)的齒 輪(35)永久嚙合；以及第二動力換擋裝置(24)，所述第二動力換擋裝置是能接合的，以便 將所述第二副軸(23)連接到所述第一輸入構(gòu)件(15)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求8所述的傳動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動軸(29)經(jīng)由永久嚙合 的齒輪(36、25)驅(qū)動所述輸出構(gòu)件(25)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求8所述的傳動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動軸(29)與所述輸出構(gòu) 件(25)成直線。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求10所述的傳動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動軸(29)與所述輸出 構(gòu)件(25)成一體。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳動裝置，其特征在于，驅(qū)動被從所述第二輸入 構(gòu)件(45)傳遞到所述輸出構(gòu)件(25)所沿循的驅(qū)動路徑包括至少一對永久嚙合的齒輪(45、 46 ；50,36)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳動裝置，其特征在于，所述液壓驅(qū)動馬達(40)包括馬達 驅(qū)動軸(41)，當所述液壓驅(qū)動馬達(40)與所述第二輸入構(gòu)件(45)之間的動力換擋離合裝 置(44)被接合時，所述馬達驅(qū)動軸(41)直接聯(lián)接到所述第二輸入構(gòu)件(45)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳動裝置，其中，具有流體靜力傳動系，該流體靜力傳動系 包括由所述液壓驅(qū)動馬達(40)的馬達驅(qū)動軸(41)承載的齒輪(58)，所述齒輪(58)被固定 成與所述馬達驅(qū)動軸(41) 一起旋轉(zhuǎn)，所述齒輪經(jīng)由所述流體靜力傳動系的至少一個永久 嚙合的齒輪(59、60)連接到流體靜力傳動系副軸(62)，所述液壓驅(qū)動馬達(40)與所述第 二輸入構(gòu)件(45)之間的動力換擋離合裝置(44)在被接合時，將所述流體靜力傳動系副軸 (62)聯(lián)接到所述第二輸入構(gòu)件(45)，以實現(xiàn)流體靜力驅(qū)動。
15.一種操作用于車輛的傳動裝置(10)的方法，所述車輛包括由所述傳動裝置(10) 的輸出構(gòu)件(25)驅(qū)動的接地結(jié)構(gòu)(12)，所述傳動裝置(10)包括連接到原動機(13)的第 一輸入構(gòu)件(25)和能由液壓驅(qū)動馬達(40)的運行驅(qū)動的第二輸入構(gòu)件(45)，并且所述傳 動裝置(10)是能操作的，以便在機械驅(qū)動模式下將驅(qū)動從所述第一輸入構(gòu)件(15)傳遞到 所述輸出構(gòu)件(25)，以及在流體靜力驅(qū)動模式下將驅(qū)動從所述第二輸入構(gòu)件(45)傳遞到 所述輸出構(gòu)件(25)，所述第一輸入構(gòu)件(15)提供從所述原動機(13)到包括齒輪比選擇設 備(C)的機械傳動系的驅(qū)動輸入，對于機械驅(qū)動模式，所述齒輪比選擇設備(C)通過至少一 個動力換擋離合裝置(24，32，M3)的接合和/或脫開來提供待選擇的多個可替換的齒輪比 之一，所述第二輸入構(gòu)件(45)經(jīng)由一驅(qū)動路徑連接到所述輸出構(gòu)件(25)，在所述液壓驅(qū)動 馬達(40)與所述第二輸入構(gòu)件(45)之間具有動力換擋離合裝置(44)，當所述傳動裝置處 于流體靜力驅(qū)動模式時，所述動力換擋離合裝置是運行著的，以便將由所述液壓驅(qū)動馬達 (40)的運行形成的驅(qū)動傳遞到所述第二輸入構(gòu)件(45)，所述方法包括通過使動力換擋、 流體靜力驅(qū)動的離合裝置接合并且不使用所述齒輪比選擇設備(C)選擇齒輪比，在流體靜 力驅(qū)動模式下操作所述傳動裝置(10)；以及在車輛仍在行駛的同時，通過接合或脫開所述 齒輪比選擇設備(C)的至少一個動力換擋離合裝置(24、32、M3)并且脫開動力換擋、流體靜 力驅(qū)動的離合裝置(44)來選擇機械傳動系的齒輪比，并繼續(xù)驅(qū)動所述車輛，在機械驅(qū)動模 式下操作所述傳動裝置(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合式傳動裝置。用于車輛的傳動裝置包括第一輸入構(gòu)件和第二輸入構(gòu)件，傳動裝置是可操作的以在機械驅(qū)動模式下將驅(qū)動從第一輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，在流體靜力驅(qū)動模式下將驅(qū)動從第二輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，第一輸入構(gòu)件提供從原動機到包括齒輪比選擇設備的機械傳動系的驅(qū)動輸入，對于機械驅(qū)動模式，齒輪比選擇設備通過至少一個動力換擋離合裝置的接合和/或脫開提供待選擇的多個可替換的齒輪比之一，第二輸入構(gòu)件通過驅(qū)動路徑連接到輸出構(gòu)件，在液壓驅(qū)動馬達與第二輸入構(gòu)件之間具有動力換擋離合裝置，當傳動裝置處于流體靜力驅(qū)動模式時，動力換擋離合裝置是運行著的，以將由液壓驅(qū)動馬達的運行形成的驅(qū)動傳遞到第二輸入構(gòu)件。
文檔編號F16H47/02GK101922542SQ20101020746
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者凱文·威廉·福德, 戴維·約翰·霍伊爾, 西蒙·詹姆斯·彼得·埃文斯 申請人:J.C.班福德挖掘機有限公司;Jcb轉(zhuǎn)播公司