本發(fā)明涉及可用于各種應用(陸上和水上)車輛中的液力機械式自動變速箱(agb)和使用該液力機械式agb的車輛。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)代車輛中使用了帶大量齒輪的液力機械式agb(頂級汽車使用5-8個，卡車、公共汽車等使用12-14個)。該agb在寬速度范圍的車輛中可實現(xiàn)舒適駕駛和低燃料消耗(參照b.b.осепчугов,а.к.фрумкин《автомобиль.анализконструкций,элементырасчета》,-m.:машиностроение,1989г.,стр.89)。

眾所周知，用于車輛的液力機械式agb，包括傳動裝置、齒輪減速器和液壓變矩器，其中，所述液壓變矩器具有離心泵輪和渦輪以及通過壓力液體供給泵連接到壓力液體容器的反應器。同時，人們了解到所述車輛包括此類變速箱、電動液壓變速單元和連接到壓力液體容器的壓力液體供給泵。由于液壓變矩器的作用，車輛以低速啟動、前進和后退時，扭矩以不同的驅(qū)動模式從發(fā)動機軸傳遞到車輛動力器(這里為車輪)。以高速行駛時，該單元無法激活液壓變矩器，通過使用許多行星齒輪和齒輪驅(qū)動將扭矩從發(fā)動機軸傳遞到車輛動力器，其中，所述齒輪驅(qū)動通過摩擦離合器和摩擦制動帶以給定的順序自動激活和停止(參照b.b.осепчугов,а.к.фрумкин《автомобиль.анализконструкций,элементырасчета》,-m.:машиностроение,1989г.,стр.87,фиг.63)。

由于高精度零件和單元很多，因此已知的agb相當復雜并且需要大量勞動力；同時，使用壽命有限，從而降低了其可靠性和車輛安全性。汽車內(nèi)的agb以相同速度驅(qū)動四個車輪。已知的agb尺寸很大，不存在與車輪相互作用的任何其它變型，因而降低了車輛機動性和道路穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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所主張的發(fā)明解決上述問題，旨在簡化結(jié)構(gòu)、增強操作可靠性并延長車輛液力機械式agb的使用壽命，因其可在所有車輛工作模式下提供液力轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞，還可提供車輛可靠性、道路穩(wěn)定性和機動性。

該技術(shù)成果可實現(xiàn)是由于在液力機械式自動多速變速箱中(所述液力機械式自動多速變速箱包括延伸自發(fā)動機的輸入軸和從輸入軸延伸到每個齒輪檔的傳動裝置)，傳動裝置以中心齒輪的形式設(shè)于輸入軸上并與不同直徑的不同檔齒輪嚙合；其中，每個齒輪安裝在至少一個液壓變矩器的輸入軸上，所述液壓變矩器的離心泵輪和渦輪相應地設(shè)于其輸入和輸出軸并提供壓力液體循環(huán)；反應器可變?nèi)~片設(shè)于流程中，其中，每個液壓變矩器電連接并液壓連接到車輛的變速單元，中心齒輪和頂部齒輪之間的傳動比對應于以下比例：其中，設(shè)于齒輪檔的液壓變矩器輸入軸的最大轉(zhuǎn)速；發(fā)動機軸的最大轉(zhuǎn)速；-發(fā)動機的最大容量(千瓦)。

此外，液壓變矩器可具有以下特征：

-離心泵輪具有中心線可轉(zhuǎn)動122°-135°的輪廓葉片，前提是離心泵輪的外徑d2p與輪廓葉片的入口直徑d1p之比為：d2p/d1p＝1.4-1.9；

-離心渦輪具有中心線可轉(zhuǎn)動110°-120°的輪廓葉片，前提是離心泵輪的外徑d2t與輪廓葉片的入口直徑d1t之比為：d2t/d1t＝1.1-1.3；

-離心渦輪由渦輪的離心輪盤形成的無葉導管制成，所述渦輪的離心輪盤設(shè)于輪廓葉片前部、直徑延伸率為：d1t/d2p＝1.15-1.4，其中，d1t為離心渦輪的輪廓葉片的入口直徑，d2p為離心泵輪的外徑；

-反應器葉片可固定在完全打開、部分打開或完全關(guān)閉位置；

-液壓變矩器中壓力液體的流徑與排氣泵連接。

同樣，該技術(shù)成果可實現(xiàn)是由于車輛具有連接到供給泵的自動變速單元，其中，所述自動變速單元供給來自壓力液體容器、至少一個自動變速箱和動力器的壓力液體；所述自動變速箱的設(shè)計如上圖所示：連接到其輸出軸和至少一個動力器，所述動力器可為車輪、螺旋槳或軌道。

此外，車輛裝有與壓力液體容器中的空氣腔連接的排氣泵，同時，所述空氣腔連接到自動變速箱的每個液壓變矩器的壓力液體流徑。

所提出的技術(shù)方案創(chuàng)造了一個獨特的新技術(shù)，該新技術(shù)制定出agb設(shè)計圖，實現(xiàn)了扭矩從車輛發(fā)動機到動力器(例如車輪、螺旋槳、軌道)的傳遞，從而該設(shè)計使新一代車輛具有更高可靠性、可操作性和道路穩(wěn)定性。

所提出的agb實現(xiàn)了在所有發(fā)動機模式下，從發(fā)動機軸到其輸出軸的液力扭矩傳遞，并提供了發(fā)動機轉(zhuǎn)速，其中，相應的液壓變矩器可在每個齒輪檔處激活。該agb無行星齒輪、摩擦離合器或摩擦制動帶。

所述agb中的液壓變矩器設(shè)于安裝在連接到發(fā)動機軸的齒輪箱輸入軸上的中心齒輪周圍的圓周條帶中，共同確定變速箱的滾筒類型。中心齒輪與直徑較小、具有不同減速率的齒輪接合，所述齒輪固定在每個液壓變矩器的輸入軸上，從而可增加轉(zhuǎn)速。液壓變矩器輸入軸在頂部齒輪工作的最大速度與發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速之比等于或超過其中，為發(fā)動機最大功率(千瓦)。這樣可提高液壓扭矩轉(zhuǎn)換器輸入軸的轉(zhuǎn)速，所述液壓扭矩轉(zhuǎn)換器輸入軸也使循環(huán)圈內(nèi)腔體積小到最佳程度，從而激活液壓變矩器時，可減少液體填充(約0.3-0.4秒)的時間。這樣，可生產(chǎn)出直徑尺寸很小的agb。

上述有關(guān)泵和渦輪的方面使液壓變矩器具有更高效率，在渦輪轉(zhuǎn)速nt和泵速np的傳動比等于nt/np＝0.95-1.0時，效率可達約92-93％。

將具有連接到空氣腔的排氣泵的車輛裝配有與agb液壓變矩器循環(huán)回路相連接的壓力液體，從而使液壓變矩器的泵輪和渦輪可旋轉(zhuǎn)，所述液壓變矩器的齒輪檔在壓力減小、液力機械損失很少的情況下不起作用。

所述agb具有較小尺寸，從而車輛中可使用幾個相同的變速箱，以便動力器能以不同的傳遞速度工作?？蓪⒚總€動力器連接到其agb，也可將車輛一側(cè)的動力器連接到一個agb，相對側(cè)的動力器連接到另一agb。

附圖說明

圖1為agb中齒輪檔的總體布置的示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明、agb總體布置的示意圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明、帶附加齒輪檔的agb的總體布置示意圖。

圖4為圖2中的區(qū)域a的放大圖。

圖5為液壓變矩器的離心泵輪中的輪廓葉片的曲率圖。

圖6為液壓變矩器的離心渦輪中的輪廓葉片的曲率圖。

圖7為帶多個agb(2個agb與車輛一側(cè)的動力器相連接)的車輛動力器的控制圖。

圖8為帶多個agb(4個agb中的每個均與一個動力器相連接)的車輛動力器的控制圖。

所述agb包括設(shè)于發(fā)動機軸1上的中心齒輪2和不同直徑的變速齒輪3，所述變速齒輪的不同直徑取決于安裝在中心齒輪和網(wǎng)格周圍的齒輪所需增加的轉(zhuǎn)速值。每個齒輪3可實現(xiàn)至少一個齒輪檔的換擋。齒輪3設(shè)于液壓變矩器5的輸入軸4上。每個液壓變矩器5(參照圖2)包括安裝在軸4上的離心泵輪6和安裝在輸出軸7上的離心渦輪8，所述離心泵輪6和所述離心渦輪8形成壓力液體流徑9，其中安裝有反應器可變?nèi)~片10和設(shè)于預定位置的旋轉(zhuǎn)單元11。電動液壓變速單元12通過通道13控制流徑9內(nèi)的壓力液體供給。通過壓力液體供給泵15可供給來自壓力液體容器14的壓力液體。通過通道16可將壓力液體從流徑9排到容器14。所述車輛還包括排氣泵17，所述排氣泵17連接到發(fā)動機軸1，并通過進氣管連接到容器14空氣腔的通道18。所述壓力液體供給泵15由發(fā)動機軸1或附加的電動機19激活。噴射泵20可通過空氣-水熱交換器21泵送壓力液體，以便冷卻壓力液體?？諝?水熱交換器中，可通過來自電動鼓風機22的氣流和車輛移動期間的入射流量來使壓力液體冷卻。

利用傳動裝置23降低轉(zhuǎn)速，渦輪8可連接到齒輪減速器24，所述齒輪減速器24對于所有液壓變矩器5通用，所述液壓變矩器5設(shè)于agb輸出軸上并具有3或4道主流。

為了在agb中增加單軸4上齒輪的數(shù)量，可安裝兩個液壓變矩器的泵輪7(參照圖3)。所述兩個液壓變矩器可執(zhí)行4個動力傳遞檔模式。

本發(fā)明的優(yōu)選實施例

用于旋轉(zhuǎn)預定固定位置中反應器可變?nèi)~片10的單元11可為裝有彈簧的活塞，所述活塞具有通過通道連接到壓力液體供給泵15的工作腔。所述反應器可變?nèi)~片10可設(shè)于至少三個固定位置：流徑9完全開放的流域(發(fā)動機功率和效率可最大傳遞時，液壓變矩器5的工作模式)、流徑9完全閉合的流域(發(fā)動機功率零傳遞時以及用于在車輪旋轉(zhuǎn)時減少機械損失的流徑內(nèi)腔干燥時，液壓變矩器5的工作模式)、流徑9部分(20％)閉合的流域(發(fā)動機功率傳遞比最大值小20-25％且效率為85-86％時，液壓變矩器5的工作模式)。所述可變?nèi)~片的三個固定位置可實現(xiàn)單個液壓變矩器5工作時，執(zhí)行agb中發(fā)動機動力傳遞的兩檔模式，所述發(fā)動機動力傳遞具有不同速度傳動比。

擴徑為d1t/d2p＝1.15-1.4的無葉導管25，其中，d1t是渦輪8的輪廓葉片26的入口直徑，d2p為泵輪6的輪廓葉片27的入口直徑，所述泵輪6設(shè)于泵輪6葉片和渦輪8的葉片之間的液壓變矩器5中。所述管道25為無葉槽擴散器，其側(cè)限壁28可在液壓變矩器工作時旋轉(zhuǎn)，并構(gòu)成渦輪輪盤(圖4)的一部分。根據(jù)循環(huán)恒定的規(guī)律，該無葉槽擴散器中流量圓周分量可有效減少，從而可增加渦輪葉片26前方的壓力、減小前緣上的沖擊損失。

液壓變矩器5的離心泵輪6設(shè)有輪廓葉片27，中心線的彎曲角度其中，為葉片的前緣和后緣之間的徑向角度，為輪廓中心線在泵輪入口直徑處的定位角度，為輪廓中心線在泵輪輸出直徑處的定位角度。泵輪外徑與葉片入口直徑之比為：d2p/d1p＝1.4-1.9(圖5)。

離心渦輪8還設(shè)有輪廓葉片，中心線的彎曲角度其中，為葉片的前緣和后緣之間的徑向角度，為輪廓中心線在渦輪入口直徑處的定位角度，為輪廓中心線在渦輪輸出直徑處的定位角度。渦輪8外徑與其葉片26的入口直徑之比為：d2t/d1t＝1.1-1.3(圖6)。

渦輪轉(zhuǎn)速nt和泵轉(zhuǎn)速np的傳動比為nt/np＝0.95-1.0時，如上所述的泵和渦輪可使液壓變矩器具有極高效率(達到92-93％)。

單個agb電動液壓變速單元12提供用于旋轉(zhuǎn)反應器可變?nèi)~片10的換檔和控制單元11，所述反應器可變?nèi)~片10通過通道連接到壓力液體供給泵15并通過通道13連接到每個齒輪檔液壓變矩器5流徑9的內(nèi)腔。根據(jù)車輛行駛速度和發(fā)動機工作模式，所述單元12可將泵15連接到流徑9和用于旋轉(zhuǎn)反應器可變?nèi)~片(整體)的單元11，所述單元11在操作液壓變矩器5的同時，可斷開給進泵15與其它液壓變矩器5(其它齒輪檔)流徑9的連接，所述流徑9可將反應器葉片固定在關(guān)閉位置。

所述agb中使用的所有液壓扭矩轉(zhuǎn)換器的流徑9內(nèi)腔通過通道16延其外徑連接到壓力液體容器14的空氣腔，所述通道16同時連接到排氣泵17的進氣管，將空氣從容器14的空氣腔排到受到發(fā)動機軸1或自動電動機19驅(qū)動的大氣環(huán)境中。因此，在由電動液壓變速單元12斷開的液壓扭矩轉(zhuǎn)換器5中，在較低壓力和較少液力機械式損失的情況下，可利用所述泵17將空氣排出以旋轉(zhuǎn)所述泵輪和流徑9中的渦輪6、8。如需要，可使用僅單向傳遞齒輪減速器中扭矩的自由輪離合器來進一步降低此損失，所述齒輪減速器延伸自渦輪軸7。

工業(yè)實用性

此類滾筒式自動變速箱的實施方案和結(jié)構(gòu)用于傳遞來自車輛發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩，其重量輕、直徑和軸向尺寸均減小。該裝置可設(shè)于車輛29，一個或多個相同的agb30均可同時改變所有形式動力器31(例如車輪、螺旋槳或軌道)的速度。如圖7所示，例如兩個agb30可安裝在一個車輛上，每個agb連接到設(shè)于車輛縱軸一側(cè)的動力器31，從而實現(xiàn)了先前特定車輛所不能完成的操作，例如極小空間內(nèi)的急轉(zhuǎn)彎。如圖8所示，車輛可具有多個agb30，如具有多個動力器31一樣。此時，每個abg都可對動力器換擋。所有agb均由車輛的變速單元控制。

該方案可使用不同速度比的動力器，進而明顯提高整個車輛的可操作性和穩(wěn)定性。此外，該方案可實現(xiàn)車輪的高速倒車，提供液壓制動。

該技術(shù)方案的所述方面為新一代車輛開辟了新視野。