專利名稱：一種拖拉機全自動無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及了一種拖拉機全自動無級變速器，尤其涉及液壓動力與機械動力相結(jié)合的雙排行星齒輪匯流方式的無級變速器。
背景技術(shù)：
拖拉機向著大型多用途、多功能復(fù)合作業(yè)的發(fā)展正成為一種趨勢。因此，大功率拖拉機采用無級自動變速后，便于實現(xiàn)換擋自動化，降低駕駛員勞動強度；全自動無級變速拖拉機能自動適應(yīng)負(fù)荷和行駛阻力的變化，實現(xiàn)變速，從而保證發(fā)動機輸出動力與拖拉機所需的動力達到最佳匹配，提升整車動力性、燃油經(jīng)濟性和工作效率，這對工作條件惡劣的農(nóng)業(yè)機械尤為重要；采用無級自動變速后，拖拉機行駛平穩(wěn)可以有效地提高乘坐舒適性。目前無級傳動的種類很多，但適用大功率拖拉機的無級變速類型有限，電力無級傳動體積及重量偏大；機械鋼帶式摩擦無級傳動傳遞功率有限；純液壓無級傳動中，雖然可實現(xiàn)連續(xù)可控的無級變速，但傳動效率極低。

實用新型內(nèi)容為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種變速平穩(wěn)，并且能夠自動根據(jù)負(fù)載實現(xiàn)拖拉機的增速、減速，使拖拉機始終保持在高效作業(yè)模式下連續(xù)無級變速，充分發(fā)揮大功率拖拉機的動力性、經(jīng)濟性、工作效率高的特性。本實用新型提供的拖拉機全自動無級變速器主要包括箱體27，設(shè)置在箱體上的輸入軸3和輸出軸16，匯流排液壓動力輸入公共太陽輪齒輪軸12，匯流排機械動力輸入軸28，二區(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)動機動力經(jīng)輸入軸3后部液壓動力分配齒輪副6把動力輸入給變量泵7 ;在匯流排機械動力輸入軸28左端裝配有一對雙聯(lián)齒輪，該軸右端裝配前排行星齒輪組4 ;匯流排公共太陽輪齒輪軸12支撐后排行星齒輪組5 ;在公共太陽輪齒輪軸的最右端還裝配有純液壓擋位離合器11，與離合器剛性聯(lián)接的有純液壓區(qū)段傳動齒輪副13的主動齒輪，該軸的動力輸入是通過齒輪副10由定量馬達8傳遞；二區(qū)段與四區(qū)段中間軸26上裝配有二、四區(qū)段被動齒輪，此兩被動齒輪與二區(qū)段離合器23及四區(qū)段離合器22聯(lián)接，當(dāng)二區(qū)段離合器23、四區(qū)段離合器22分別結(jié)合后，可分別實現(xiàn)二區(qū)段齒輪副25和四區(qū)段齒輪副21作用；一區(qū)段與三區(qū)段中間軸14上裝配有一、三區(qū)段被動齒輪，此兩被動齒輪與一區(qū)段離合器17及三區(qū)段離合器18聯(lián)接，當(dāng)一區(qū)段離合器17、三區(qū)段離合器18分別結(jié)合后，可分別實現(xiàn)一區(qū)段齒輪副19和三區(qū)段齒輪副20的作用；輸出軸16為最終的動力輸出軸，該軸的動力傳遞分別來自于一三區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副15與二四區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副24。所述發(fā)動機I動力經(jīng)過輸入軸3進行分流，分配給公共太陽輪齒輪軸12和匯流排機械動力輸入軸28，再經(jīng)變速箱前排行星齒輪組4、后排行星齒輪組5匯流，通過對液壓系統(tǒng)流量及轉(zhuǎn)速控制，實現(xiàn)匯流排無極變速的輸出。所述匯流排機械動力輸入軸28，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，該軸動力通過前進/后退齒輪副2與輸入軸3相連。通過前進/后退齒輪副2在輸入軸3左側(cè)的花鍵上滑移來實現(xiàn)拖拉機的前進/后退，惰輪29實現(xiàn)倒擋。所述匯流排液壓動力輸入公共太陽輪齒輪軸12，該齒輪軸左側(cè)同軸并列兩個齒輪，分別為前排行星齒輪組4和后排行星齒輪組5的太陽輪。所述公共太陽輪齒輪軸12承載純液壓行駛區(qū)段的動力傳遞，純液壓區(qū)段時，僅純液壓擋位離合器11的結(jié)合，通過純液壓區(qū)段傳動齒輪副13，經(jīng)一區(qū)段與三區(qū)段中間軸14將液壓動力傳遞給輸出軸16。后排行星齒輪組5行星架與一區(qū)段齒輪副19、三區(qū)段齒輪副20的主動齒輪采用剛性聯(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)。當(dāng)一區(qū)段離合器17、三區(qū)段離合器18分別結(jié)合后，可分別實現(xiàn)一區(qū)段和三區(qū)段的無級變速。一區(qū)段與三區(qū)段中間軸14經(jīng)一三區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副15將動力傳遞到輸出軸16。所述前排行星齒輪組4的內(nèi)齒圈與二區(qū)段齒輪副25、四區(qū)段齒輪副21的主動齒輪 采用剛性聯(lián)接，二區(qū)段齒輪副25、四區(qū)段齒輪副21處于常嚙合狀態(tài)。當(dāng)二區(qū)段離合器23、四區(qū)段離合器22分別結(jié)合后，可分別實現(xiàn)二區(qū)段和四區(qū)段的無級變速。二區(qū)段與四區(qū)段中間軸26經(jīng)二四區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副24將動力傳遞到輸出軸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26，一區(qū)段與三區(qū)段中間軸14采用同軸線布置，匯流排液壓動力輸入公共太陽輪齒輪軸12與匯流排機械動力輸入軸28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。

附圖為拖拉機全自動無級變速器結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中1_發(fā)動機；2_前進/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_液壓動力分配齒輪副；7_變量泵；8_定量馬達；9_輸入軸輸出端；10_定量馬達輸出齒輪副；11-純液壓擋位離合器；12_公共太陽輪齒輪軸；13_純液壓區(qū)段傳動齒輪副；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)段離合器；18三區(qū)段離合器；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)段離合器；23_ 二區(qū)段離合器；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_匯流排機械動力輸入軸；29_惰輪。
具體實施方式
本實用新型的一種拖拉機全自動無級變速器，工作時發(fā)動機I動力通過輸入軸3分別經(jīng)前進/后退齒輪副2和液壓動力分配齒輪副6分流到機械傳動部分及液壓傳動部分，進行動力分流。前進/后退齒輪副2由兩種雙聯(lián)齒輪副構(gòu)成，雙聯(lián)主動齒輪可以在輸入軸3的花鍵上滑移，從而實現(xiàn)拖拉機的前進與后退，其中后退的實現(xiàn)是通過增加惰輪29齒輪嚙合副實現(xiàn)。變量泵7通過高壓油管與定量馬達8連接，此變量泵7排量比由電控模塊控制實現(xiàn)排量比從-I O +1變化，定量馬達8輸出軸轉(zhuǎn)速從正轉(zhuǎn) 停止 反轉(zhuǎn)變化，實現(xiàn)公共太陽輪齒輪軸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，各個區(qū)段齒輪副處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時當(dāng)純液壓擋位離合器11接合后，變速器傳動處于純液壓區(qū)段。當(dāng)上述5個離合器全部處于分離狀態(tài)時，變速器不向外輸出動力，拖拉機處于駐停狀態(tài)。拖拉機純液壓區(qū)段作業(yè)時車速，前進及后退同為O 4公里/小時。當(dāng)拖拉機處于純液壓區(qū)段工作狀態(tài)，變量泵7排量比達到+1時，此時定量馬達8輸出軸轉(zhuǎn)速達到正轉(zhuǎn)速最大，當(dāng)變量泵電子控制模塊收到拖拉機增速信號后，此時純液壓擋位離合器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)齒圈及太陽輪輸入，后排行星齒輪架輸出，動力通過一區(qū)段齒輪副19、一三區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副15經(jīng)一區(qū)段與三區(qū)段中間軸14及輸出軸16向外輸出動力。處于一區(qū)段時，由于變量泵排量比從+1向-I變化，定量馬達輸出軸的轉(zhuǎn)速也從正向最大值向反向最大值變化，行星齒輪組在機械動力與液壓動力的共同作用下，實現(xiàn)一區(qū)段范圍內(nèi)的無級增速，一區(qū)段前進及后退行駛速度為2. 5 10公里/小時。當(dāng)拖拉機處于一區(qū)段工作狀態(tài)，變量泵7排量比達到-I時，此時定量馬達8輸出軸轉(zhuǎn)速達到反轉(zhuǎn)最大值，當(dāng)變量泵電子控制模塊收到拖拉機增速信號后，此時一區(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輪輸入，行星齒輪內(nèi)齒圈輸出，動力通過二區(qū)段齒輪副25和二四區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副24經(jīng)二區(qū)段與四區(qū)段中間軸26及輸出軸16向外輸出動力。處于二區(qū)段時，由于變量泵7排量從-I向+1不斷變化，定量馬達8輸出軸的轉(zhuǎn)速也從反向最大值向正向最大值變化，行星齒輪組在機械動力流與液壓動力流的共同作用下，實現(xiàn)二區(qū)段范圍內(nèi)的無級增速，二區(qū)段前進及后退的行駛速度為5 10公里/小時。當(dāng)拖拉機處于二區(qū)段工作狀態(tài)，變量泵7排量比達到+1時，此時定量馬達8輸出軸轉(zhuǎn)速達到正轉(zhuǎn)最大值，當(dāng)變量泵電子控制模塊收到拖拉機增擋信號后，此時二區(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)齒圈及太陽輪輸入，行星齒輪組齒輪架輸出，動力通過三區(qū)段齒輪副20和一三區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副15經(jīng)一區(qū)段與三區(qū)段中間軸14及輸出軸16向外輸出動力。處于三區(qū)段時，由于變量泵7排量從+1向-I不斷變化，馬達輸出軸的轉(zhuǎn)速也從正向最大值向反向最大值變化，行星齒輪組在機械動力流與液壓動力流的共同作用下，實現(xiàn)三區(qū)段范圍內(nèi)的無級增速，三區(qū)段前進及后退的行駛速度為8 28公里/小時。當(dāng)拖拉機處于三區(qū)段工作狀態(tài)，變量泵7排量比達到-I時，此時定量馬達8輸出軸轉(zhuǎn)速達到反轉(zhuǎn)最大值，當(dāng)變量泵電子控制模塊收到拖拉機增速信號后，此時三區(qū)段離合器18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輪輸入，前排行星齒輪內(nèi)齒圈輸出，動力通過四區(qū)段齒輪副21和二四區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副24經(jīng)二區(qū)段與四區(qū)段中間軸26及輸出軸16向外輸出動力。處于四區(qū)段時，由于變量泵7排量比從-I向+1不斷變化，馬達輸出軸的轉(zhuǎn)速也從反向最大值向正向最大值變化，在機械動力流與液壓動力流的共同作用下，實現(xiàn)四區(qū)段范圍內(nèi)的無級增速，四區(qū)段前進及后退的行駛速度為14 50公里/小時。上述實施例及圖僅用此說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施方式對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或等同替換，而不脫離本實用新型的宗旨和范圍，其均因涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種拖拉機全自動無級變速器，主要包括箱體(27)，設(shè)置在箱體上的輸入軸(3)和輸出軸(16)，匯流排液壓動力輸入公共太陽輪齒輪軸(12)，匯流排機械動力輸入軸(28)，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)動機動力經(jīng)輸入軸(3)后部液壓動力分配齒輪副(6)把動力輸入給變量泵(7);在匯流排機械動力輸入軸(28)左端裝配有一對雙聯(lián)齒輪，該軸右端裝配前排行星齒輪組(4);匯流排公共太陽輪齒輪軸支撐后排行星齒輪組(5);在公共太陽輪齒輪軸(12)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)接的有純液壓區(qū)段傳動齒輪副(13)的主動齒輪，該軸的動力輸入是通過齒輪副(10)由定量馬達(8)傳遞；二區(qū)段與四區(qū)段中間軸(26)上裝配有二、四區(qū)段被動齒輪，此兩被動齒輪與二區(qū)段離合器(23)及四區(qū)段離合器(22)聯(lián)接，當(dāng)二區(qū)段離合器(23)、四區(qū)段離合器(22)分別結(jié)合后，可分別實現(xiàn)二區(qū)段齒輪副(25)和四區(qū)段齒輪副(21)作用；一區(qū)段與三區(qū)段中間軸(14)上裝配有一、三區(qū)段被動齒輪，此兩被動齒輪與一區(qū)段離合器(17)及三區(qū)段離合器(18)聯(lián)接，當(dāng)一區(qū)段離合器(17)、三區(qū)段離合器(18)分別結(jié)合后，可分別實現(xiàn)一區(qū)段齒輪副(19)和三區(qū)段齒輪副(20)的作用；輸出軸(16)為最終的動力輸出軸，該軸的動力傳遞分別來自于一三區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副(15)與二四區(qū)段中間軸與輸出軸齒輪副(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的拖拉機全自動無級變速器，其特征是純液壓區(qū)段時，僅純液壓擋位離合器(11)的結(jié)合，通過純液壓區(qū)段傳動齒輪副(13)，經(jīng)一區(qū)段與三區(qū)段中間軸(14)將液壓動力傳遞給輸出軸(16)。
專利摘要本實用新型公開了一種拖拉機全自動無級變速器。其實用新型特征在于，發(fā)動機動力通過傳動機構(gòu)首先進行分流，分配給機械傳動部分及液壓傳動部分。再經(jīng)前排行星齒輪組(4)或后排行星齒輪組(5)匯流，通過對液壓系統(tǒng)及執(zhí)行元件的流量、轉(zhuǎn)速及旋向控制，實現(xiàn)在各個區(qū)段間的連續(xù)無極變速。該變速器有以下特點能自動適應(yīng)負(fù)荷，實現(xiàn)無級調(diào)速，保證發(fā)動機工作在最佳工況。該新型無級變速傳動裝置集機械式和液壓式變速器的優(yōu)點，與普通機械式無級變速器相比，具有傳遞功率大，效率高等特點。更有利于提高拖拉機的動力性、經(jīng)濟性、作業(yè)效率。
文檔編號F16H47/00GK202510651SQ20112038809
公開日2012年10月31日 申請日期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 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)