本發(fā)明屬于動力傳動，具體涉及一種重型工程車輛液壓機械復(fù)合無級傳動裝置，適用于10噸級以上大功率裝載機、400～600馬力重型履帶拖拉機等應(yīng)用場合。

背景技術(shù)：

1、目前，如大型裝載機等重型非道路工程車輛的發(fā)動機功率大于500馬力，普遍采用液力傳動裝置，傳動效率低，功率損失較大。由于銷量較小，該類傳動裝置基本依靠進口。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)對重型拖拉機的需求也逐步提升，由于缺乏相應(yīng)的傳動系統(tǒng)，400～600馬力重型履帶拖拉機基本被外資品牌所壟斷。

2、液壓機械復(fù)合無級傳動通過機械功率和液壓功率的復(fù)合，可實現(xiàn)高效的無級傳動，使發(fā)動機維持穩(wěn)定的負荷，提高燃油經(jīng)濟性，成為工程車輛傳動系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。傳動巨頭企業(yè)zf開發(fā)了系列針對重型工程車輛的液壓機械無級傳動裝置，最大功率超過600馬力。

3、現(xiàn)有重型工程車輛的大功率高效傳動裝置的部件需要定制研發(fā)，研發(fā)成本高，研發(fā)周期長。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種重型工程車輛液壓機械復(fù)合無級傳動裝置，該無級傳動裝置適用于重型工程車輛，采用小功率液壓元件實現(xiàn)大功率傳動，不需要定制傳動部件，有利于降低研發(fā)成本，包含4個不同的工作段用以適應(yīng)重型工程車輛的各種工況，各工作段連續(xù)變速，液壓元件的速度連續(xù)變化，離合器無速差切換，操縱簡單，傳動效率高，所需液壓元件的功率較小，具備低速作業(yè)和高速行駛的高傳動效率，可大幅提高傳動裝置的傳動效率，并可使發(fā)動機常工作于經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)間，降低重型工程車輛的油耗和噪音水平。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下具體技術(shù)方案：

3、重型工程車輛液壓機械復(fù)合無級傳動裝置，該無級傳動裝置包括輸入機構(gòu)、液壓調(diào)速回路、功率耦合機構(gòu)、換檔機構(gòu)和輸出機構(gòu)；

4、所述輸入機構(gòu)包括輸入軸、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第一軸、第二軸和第四齒輪，用于連接發(fā)動機以輸入動力；

5、所述液壓調(diào)速回路包括雙向變量泵、定量馬達以及補油泵，所述雙向變量泵與所述定量馬達組成閉式液壓回路；所述補油泵維持所述閉式液壓回路的低壓壓力，并為所述雙向變量泵和所述定量馬達提供控制油壓；

6、所述功率耦合機構(gòu)由三個行星排組成，包括太陽輪軸、第一太陽輪、第一行星架、第一齒圈、第一齒圈齒輪一、第一齒輪第一齒圈齒輪二、第一行星架齒輪、第二太陽輪、第二行星架、第二齒圈、第三太陽輪、第三行星架、第三齒圈、第三齒圈齒輪和第三行星架齒輪；機械路動力由所述輸入機構(gòu)經(jīng)所述第一行星架齒輪從所述第一行星架和所述第二齒圈輸入，液壓路動力由所述定量馬達從所述太陽輪軸輸入，所述功率耦合機構(gòu)用于對機械功率和液壓功率進行耦合后輸出；

7、所述換檔機構(gòu)包括第一段離合器c1、第二段離合器c2、第三段離合器c3、第四段離合器c4、第五齒輪、第六齒輪、第三軸(11)、第七齒輪、第八齒輪、第九齒輪、第四軸和第十齒輪，用于實現(xiàn)4個工作段的切換，并將所述功率耦合機構(gòu)的功率傳遞至所述輸出機構(gòu)；

8、所述輸出機構(gòu)由正倒擋輸出機構(gòu)與pto機構(gòu)組成，包括前進擋離合器cv、倒擋離合器cr、cpto離合器、第十一齒輪、第四行星架、第五行星架、輸出軸太陽輪、輸出軸、第十二齒輪和pto輸出軸，用于輸出動力。

9、更進一步地，所述第一齒輪和所述第二齒輪固定安裝于所述輸入軸；所述第一齒輪與所述第十二齒輪嚙合，用于將輸入動力傳遞到所述pto輸出軸；

10、所述第二齒輪與所述第三齒輪和所述第一行星架齒輪嚙合，用于將輸入動力傳遞到所述液壓調(diào)速回路和所述功率耦合機構(gòu)。

11、更進一步地，所述cpto離合器的主動端與所述第十二齒輪固定連接，被動端固定安裝于所述pto輸出軸。

12、更進一步地，所述第三齒輪與所述第四齒輪嚙合；所述第四齒輪固定安裝于所述第二軸；

13、所述雙向變量泵與所述第二軸同軸布置；

14、所述定量馬達與所述太陽輪軸同軸布置。

15、更進一步地，所述第一太陽輪、所述第二太陽輪以及所述第三太陽輪均固定安裝于所述太陽輪軸；

16、所述第一行星架與所述第二齒圈固定連接，并固定安裝有所述第一行星架齒輪；

17、所述第一齒圈齒輪一和所述第一齒圈齒輪二均固定安裝于所述第一齒圈；

18、所述第二行星架與所述第三齒圈固定連接，并固定連接有所述第三齒圈齒輪；

19、所述第三行星架齒輪與所述第三行星架固定連接；

20、功率經(jīng)三個行星排耦合后經(jīng)所述第三行星架齒輪傳遞至所述第一段離合器c1，經(jīng)所述第一齒圈齒輪二傳遞至所述第二段離合器c2，經(jīng)所述第三齒圈齒輪傳遞至第三段離合器c3，并經(jīng)所述第一齒圈齒輪一傳遞所述第四段離合器c4。

21、更進一步地，所述第一段離合器c1的被動端與所述第四段離合器c4的被動端固定連接，并固定連接有所述第十齒輪；所述第一段離合器c1的主動端固定連接有所述第八齒輪，所述第八齒輪與所述第三行星架齒輪嚙合，傳遞來自功率耦合機構(gòu)的功率；所述第十齒輪與所述第十一齒輪嚙合；

22、所述第四段離合器c4的主動端固定連接有所述第九齒輪，所述第九齒輪與所述第一齒圈齒輪一嚙合，傳遞來自功率耦合機構(gòu)的功率；

23、所述第二段離合器c2的被動端和所述第三段離合器c3的被動端固定連接，并固定連接有所述第七齒輪；所述第二段離合器c2的主動端固定連接有所述第六齒輪，所述第六齒輪與所述第一齒圈齒輪二嚙合，傳遞來自功率耦合機構(gòu)的功率；所述第七齒輪與所述第十一齒輪嚙合；

24、所述第三段離合器c3的主動端固定連接有所述第五齒輪，所述第五齒輪與所述第三齒圈齒輪嚙合，傳遞來自功率耦合機構(gòu)的功率；

25、當(dāng)所述前進擋離合器cv接合時，三個行星排整體回轉(zhuǎn)，所述輸出軸太陽輪輸出；

26、當(dāng)所述倒擋離合器cr接合時，所述第四行星架和所述第五行星架輸入功率，所述輸出軸太陽輪輸出。

27、更進一步地，所述第十一齒輪空套于所述輸出軸；所述輸出軸太陽輪固定安裝于所述輸出軸；所述第四行星架與所述第五行星架均固定連接于所述第十一齒輪；所述第五行星架與所述輸出軸太陽輪嚙合；所述第四行星架與所述輸出齒圈嚙合；

28、所述前進擋離合器cv的主動端與所述輸出齒圈固定連接，從動端與所述輸出軸固定連接；

29、所述倒擋離合器cr的主動端為制動端，從動端與所述輸出齒圈固定連接，當(dāng)所述倒擋離合器cr接合時，所述輸出齒圈制動。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

31、1、本發(fā)明的無級傳動裝置適用于重型工程車輛，采用三個行星排作為功率耦合機構(gòu)進行液壓功率和機械功率的匯流，通過換檔機構(gòu)進行4個工作段的切換，通過正倒擋機構(gòu)切換前進擋與倒擋；采用4段連續(xù)式設(shè)計，4個工作段均為液壓機械復(fù)合傳動段，全程無級調(diào)速，較低工作段用于起步和高牽引力作業(yè)，用于低速行駛和高牽引力工況，較高工作段用于高速行駛工況，在每個工作段內(nèi)都可以獲得較大的傳動效率，實現(xiàn)較大范圍的無級變速，車輛前進換段工作可以不切斷車輛動力實現(xiàn)各階段平穩(wěn)銜接，提高了動力性，大幅度提高了傳動裝置的傳動效率，提高了工程機械對于各種工況的適應(yīng)性。

32、2、本發(fā)明的無級傳動裝置采用液壓與機械的功率復(fù)合，液壓路只傳遞部分功率，大部分功率通過機械路傳遞，實現(xiàn)高傳動效率及無級變速，可提高作業(yè)效率和降低發(fā)動機的油耗，提高了整車操縱性，提高整車載荷能力。通過濕式離合器進行換段，由于液壓調(diào)速系統(tǒng)的存在，可實現(xiàn)動力換擋，先接合下一段的離合器，再松開上一段的離合器，保證動力的不中斷輸出，提高了作業(yè)效率。

33、3、本發(fā)明無級傳動裝置采用小功率液壓元件，可實現(xiàn)大功率的傳動，不需要定制傳動部件，有利于降低研發(fā)成本。各工作段連續(xù)變速，液壓元件的速度連續(xù)變化，離合器無速差切換，操縱簡單，傳動效率高，所需液壓元件的功率較小，可在民用市場上輕松獲取。