流體靜力和直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】流體靜力和直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置
[0001]優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請(qǐng)要求2013年2月11日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/763，053號(hào)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容以參見(jiàn)的方式納入本文。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及流體靜力傳動(dòng)系，并且更具體地說(shuō)涉及具有直接驅(qū)動(dòng)能力的流體靜力傳動(dòng)系。
[0004]發(fā)明背景
[0005]流體靜力傳動(dòng)裝置使用液壓流體來(lái)將動(dòng)力從動(dòng)力源(例如，內(nèi)燃機(jī))傳遞到動(dòng)力輸出(例如，最終驅(qū)動(dòng)器或多個(gè)輪子)。流體靜力傳動(dòng)裝置通常用于農(nóng)用拖拉機(jī)和其它非公路設(shè)備，例如，叉車(chē)、挖掘機(jī)、運(yùn)土機(jī)和其它車(chē)輛。流體靜力傳動(dòng)裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是大范圍連續(xù)變速、精確控制牽引力和速度以及高機(jī)動(dòng)性。這些優(yōu)點(diǎn)中的每個(gè)都直接涉及車(chē)輛生產(chǎn)力。其它優(yōu)點(diǎn)包括在緊湊尺寸上的高動(dòng)力性能、與低慣性有關(guān)的快速響應(yīng)、不管負(fù)載如何保持受控速度、在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)的高牽引力、包裝靈活度、動(dòng)態(tài)制動(dòng)以及車(chē)輛反向的簡(jiǎn)便性。與諸如具有轉(zhuǎn)矩變換器的流體靜力傳動(dòng)裝置之類(lèi)的傳統(tǒng)解決方案相比，流體靜力傳動(dòng)裝置可提供改進(jìn)性能。作為非限制性實(shí)例，輪式裝載機(jī)應(yīng)用會(huì)要求高機(jī)動(dòng)性以及寬轉(zhuǎn)矩速度轉(zhuǎn)換范圍。
[0006]然而，流體靜力傳動(dòng)裝置不是沒(méi)有其缺點(diǎn)。
[0007]與傳統(tǒng)齒輪傳動(dòng)裝置相比，流體靜力傳動(dòng)裝置往往具有較低總效率、增加的維護(hù)費(fèi)用以及增加的最初投資成本。因此，對(duì)流體靜力傳動(dòng)裝置的給定應(yīng)用的設(shè)計(jì)考慮是非常重要。作為非限制性實(shí)例，流體靜力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)可聚焦于一個(gè)或多個(gè)特定的工作模式，諸如提供最大牽引力的低速驅(qū)動(dòng)、變速工作或最大速度工作。設(shè)計(jì)聚焦在一個(gè)工作模式上將提高傳動(dòng)裝置的總效率并且傳動(dòng)部件的適當(dāng)大小設(shè)置將導(dǎo)致更成本有效的解決方案。
[0008]流體靜力傳動(dòng)系能夠根據(jù)液壓栗和液壓馬達(dá)的特性分成很多標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)別。流體靜力傳動(dòng)系能夠包括定排量栗或變排量栗以及定排量馬達(dá)或變排量馬達(dá)。在流體靜力傳動(dòng)系之內(nèi)的常用組合是具有變排量栗和定排量馬達(dá)的定排量馬達(dá)配置。在該組合中，輸出速度通過(guò)改變栗的排量來(lái)控制。
[0009]為了提高流體靜力傳動(dòng)系的多用性，諸如包括高輸出能力和寬速度的工作范圍，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了流體靜力傳動(dòng)系的很多可替代想法來(lái)滿(mǎn)足這些要求。最簡(jiǎn)單且最常用的解決方案之一是使用具有串聯(lián)連接的機(jī)械式齒輪箱的流體靜力傳動(dòng)裝置，并且在圖1中示出。車(chē)輛102的流體靜力傳動(dòng)系100包括動(dòng)力源104，動(dòng)力源104通過(guò)使用傳動(dòng)裝置108與流體靜力栗106驅(qū)動(dòng)地接合。輔助栗110也可通過(guò)傳動(dòng)裝置108與動(dòng)力源104驅(qū)動(dòng)地接合。流體靜力栗106與流體靜力馬達(dá)112流體連通。流體靜力馬達(dá)112與分動(dòng)箱114驅(qū)動(dòng)地接合，分動(dòng)箱114與第一傳動(dòng)軸116和第二傳動(dòng)軸118驅(qū)動(dòng)地接合。第一傳動(dòng)軸116與第一軸120驅(qū)動(dòng)地接合，而第二傳動(dòng)軸118與第二軸122驅(qū)動(dòng)地接合。
[0010]開(kāi)發(fā)包括直接驅(qū)動(dòng)能力的流體靜力傳動(dòng)系將是有利的，該包括直接驅(qū)動(dòng)能力的流體靜力傳動(dòng)系提供在高速工作模式下的提高效率的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)保持在低速工作模式下的流體靜力驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)了目前由本發(fā)明提供的、包括直接驅(qū)動(dòng)能力的流體靜力傳動(dòng)系，該包括直接驅(qū)動(dòng)能力的流體靜力傳動(dòng)系提供在高速工作模式下的提高效率的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)保持在低速工作模式下的流體靜力驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及流體靜力傳動(dòng)系。流體靜力傳動(dòng)系包括動(dòng)力源、傳動(dòng)裝置、流體靜力栗、流體靜力馬達(dá)、分動(dòng)箱、第一軸組件、軸間傳動(dòng)軸和第二軸組件。傳動(dòng)裝置部分與動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)地接合。流體靜力栗與傳動(dòng)裝置部分驅(qū)動(dòng)地接合。流體靜力馬達(dá)與流體靜力栗流體連通。分動(dòng)箱與流體靜力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)地接合。第一軸組件與分動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)地接合。軸間傳動(dòng)軸與分動(dòng)箱和傳動(dòng)裝置部分驅(qū)動(dòng)地接合。第二軸組件與軸間傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)地接合。傳動(dòng)裝置部分、流體靜力栗、流體靜力馬達(dá)、分動(dòng)箱和軸間軸形成流體靜力傳動(dòng)系的第一動(dòng)力路徑，而傳動(dòng)裝置部分和軸間軸形成流體靜力傳動(dòng)系的第二動(dòng)力路徑。
[0013]當(dāng)根據(jù)附圖閱讀時(shí)，本發(fā)明的各個(gè)方面對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)從以下優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中將變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]當(dāng)根據(jù)附圖考慮時(shí)，以上及本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)從以下詳細(xì)描述中將變得顯而易見(jiàn)，附圖中:
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)已知的流體靜力傳動(dòng)系的示意圖，流體靜力傳動(dòng)系示出在車(chē)輛內(nèi)；
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流體靜力傳動(dòng)系的示意圖，流體靜力傳動(dòng)系示出在車(chē)輛內(nèi)；以及
[0017]圖3是圖2所示的流體靜力傳動(dòng)系的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]應(yīng)該理解，除了明確指定相反的地方外，本發(fā)明可假設(shè)各種可替代方向及步驟順序。還應(yīng)該理解，附圖中所示及以下說(shuō)明書(shū)中所述的具體設(shè)備和過(guò)程是本文限定的發(fā)明性想法的簡(jiǎn)單示例性實(shí)施例。因此，除非權(quán)利要求書(shū)明確指出，否則關(guān)于所公開(kāi)的實(shí)施例的具體尺寸、方向或其它物理特征不理解應(yīng)為限制性。
[0019]圖2示出了設(shè)置在車(chē)輛201內(nèi)的流體靜力傳動(dòng)系200。
[0020]流體靜力傳動(dòng)系200包括與主傳動(dòng)裝置部分204驅(qū)動(dòng)地接合的動(dòng)力源202。流體靜力栗206、輔助栗208以及輔助傳動(dòng)裝置部分210與主傳動(dòng)裝置部分204驅(qū)動(dòng)地接合。流體靜力栗206與流體靜力馬達(dá)212流體連通。流體靜力馬達(dá)212與分動(dòng)箱214驅(qū)動(dòng)地接合，分動(dòng)箱214與第一軸216和軸間傳動(dòng)軸218驅(qū)動(dòng)地接合。軸間傳動(dòng)軸218也與輔助傳動(dòng)裝置部分210和第二軸220驅(qū)動(dòng)地接合。流體靜力傳動(dòng)系200可以在流體靜力模式或直接驅(qū)動(dòng)模式下工作。圖3還示出了流體靜力傳動(dòng)系200。
[0021]動(dòng)力源202施加動(dòng)力到流體靜力傳動(dòng)系200的主傳動(dòng)裝置部分204。動(dòng)力源202例如是內(nèi)燃機(jī)；然而，應(yīng)當(dāng)理解，動(dòng)力源202可包括電動(dòng)機(jī)或其它旋轉(zhuǎn)輸出源。應(yīng)當(dāng)理解，動(dòng)力源202可以是包括內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩者的混合動(dòng)力源。此外，應(yīng)當(dāng)理解，動(dòng)力源202可包括如本領(lǐng)域已知的輸出比調(diào)整裝置。
[0022]主傳動(dòng)裝置部分204有助于動(dòng)力從動(dòng)力源202傳遞到流體靜力栗206、輔助栗208和輔助傳動(dòng)裝置部分210。主傳動(dòng)裝置部分204包括至少可旋轉(zhuǎn)布置在殼體228中的主齒輪222、主輸出齒輪224(take off gear)和輔助輸出齒輪226 ;然而，應(yīng)當(dāng)理解，主傳動(dòng)裝置部分203可包括不同數(shù)量的齒輪，并且主傳動(dòng)裝置部分203可構(gòu)造成以任何方式將動(dòng)力分配給齒輪224、226。主傳動(dòng)裝置部分204通常直接聯(lián)接到動(dòng)力源202 ;然而，主傳動(dòng)裝置部分204也可以聯(lián)接到車(chē)輛201的其它部分。此外，應(yīng)當(dāng)理解，主傳動(dòng)裝置部分204可包括如本領(lǐng)域已知的離合器(未示出)，該離合器用于減小和中斷從動(dòng)力源202傳遞到主傳動(dòng)裝置部分204的旋轉(zhuǎn)力。主齒輪222是與動(dòng)力源202的輸出230配合的斜齒正齒輪；然而，應(yīng)當(dāng)理解，主齒輪222可以是另一類(lèi)型的齒輪。主齒輪222通過(guò)多個(gè)軸承(未示出)可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體228內(nèi)。主齒輪22與主輸出齒輪224和輔助輸出齒輪226驅(qū)動(dòng)地接合。
[0023]主輸出齒輪224是與流體靜力栗206驅(qū)動(dòng)地接合的斜齒正齒輪；然而，應(yīng)當(dāng)理解，主輸出齒輪224可以是另一類(lèi)型的齒輪。主輸出齒輪224通過(guò)多個(gè)軸承(未示出)可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體228內(nèi)。如上所述，主輸出齒輪224與主齒輪222和輔助傳動(dòng)裝置部分210驅(qū)動(dòng)地接合。
[0024]輔助輸出齒輪226是與輔助栗206驅(qū)動(dòng)地接合的斜齒正齒輪；然而，應(yīng)當(dāng)理解，輔助輸出齒輪226可以是另一類(lèi)型的齒輪。輔助輸出齒輪226通過(guò)多個(gè)軸承(未示出)可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體228內(nèi)。如上所述，輔助輸出齒輪226與主齒輪222驅(qū)動(dòng)地接合。
[0025]流體靜力栗206是具有改變其排量的可動(dòng)斜盤(pán)(未示出)的液壓軸向活塞栗。然而，應(yīng)當(dāng)理解，流體靜力栗206可以是任何其它類(lèi)型的變排量栗。如上所述，流體靜力栗206通過(guò)主傳動(dòng)裝置部分204與動(dòng)力源202驅(qū)動(dòng)配合。流體靜力栗206通過(guò)至少兩個(gè)流體管路232與流體靜力馬達(dá)2012流體連通。當(dāng)流體靜力栗206通過(guò)主輸出齒輪224與動(dòng)力源202驅(qū)動(dòng)地接合時(shí)，流體靜力栗206的驅(qū)動(dòng)部分總是沿與動(dòng)力源2002相同的方向旋轉(zhuǎn)。通過(guò)流體靜力栗206的流向通過(guò)調(diào)整流體靜力栗206的斜盤(pán)(swashplate)的角度來(lái)改變。當(dāng)流體靜力傳動(dòng)系200在流體靜力模式下工作時(shí)，正向和反向通過(guò)調(diào)整流體靜力栗206的斜盤(pán)的角度來(lái)設(shè)置。
[0026]輔助栗208是定排量液壓栗。然而，應(yīng)當(dāng)理解，輔助栗208可以是另一類(lèi)型的液壓栗，諸如變排量液壓栗。輔助栗208通過(guò)輔助輸出齒輪226與動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)地接合。輔助栗208與車(chē)輛201的輔助裝置(未示出)流體連通。
[0027]當(dāng)流體靜力傳動(dòng)系200被置于直接驅(qū)動(dòng)模式下時(shí)，輔助傳動(dòng)裝置部分210有助于動(dòng)力從動(dòng)力源202傳遞到軸間傳動(dòng)軸218。主傳動(dòng)裝置部分204包括至少可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在殼體240中的輸入齒輪234、齒輪選擇部分236以及輸出齒輪238 ;然而應(yīng)當(dāng)理解輔助傳動(dòng)裝置部分210可包括有助于傳動(dòng)比選擇的另一布置。輔助傳動(dòng)裝置部分210通常直接聯(lián)接到主傳動(dòng)裝置部分204 ;然而，應(yīng)當(dāng)理解，輔助傳動(dòng)裝置部分210也可聯(lián)接到車(chē)輛201的另一部分或者主傳動(dòng)裝置部分204和輔助傳動(dòng)裝置部分210可以是一體的。組合的主傳動(dòng)裝置部分204和輔助傳動(dòng)裝置部分210可被稱(chēng)為長(zhǎng)軸吊距(long drop)傳動(dòng)裝置。
[0028]輸入齒輪234是與主輸出齒輪224驅(qū)動(dòng)地接合的斜齒正齒輪；然而，應(yīng)當(dāng)理解輸入齒輪234可以是另一類(lèi)型的齒輪或輸入齒輪234可與主齒輪222驅(qū)動(dòng)地接合。輸入齒輪234