无级变速器和用于操作无级变速器的方法技术

本发明专利技术涉及无级变速器和用于操作无级变速器的方法。无级变速器(101)具有用于从主动力源(103)和诸如液力变矩器(201)的副动力源(105)接收旋转动力的输入部(102，104)。第一行星齿轮群(402)包括第一和第二行星齿轮组(204，205)，并且用于接收旋转动力的输入部与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组中的一组或多组连结。第二行星齿轮群(403)包括第三行星齿轮组(209)和第四行星齿轮组(210)，其中设置了具有第一和第二可选择的离合器(207，208)的嵌套式离合器组件(404)以将第一行星齿轮群与第二行星齿轮群连结。第一离合器的致动将无级变速器固定在第一速度范围，而第二离合器的致动将无级变速器固定在第二速度范围。

【技术实现步骤摘要】
无级变速器和用于操作无级变速器的方法本申请是申请日为2012年6月18日、申请号为201280064413.5、专利技术名称为“具有嵌套式离合器和行星传动输出的无级变速器”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利公开文本总体上涉及用于推进的变速器系统，并且更具体地涉及具有紧凑的和高效的布局的液力平行路径变矩器(variator)变速器系统。
技术介绍
尽管各类变速器系统在施工机器以及用于执行任务和传送材料的其它工业机器中已证实是实用的，但平行路径变矩器式变速器已由于其以良好的效率提供连续可调输出的能力而被广泛采用。特别地，平行路径变矩器(PPV)式变速器提供允许执行必要的任务所需的动力及范围，同时使购置和运行的成本最小化并确保可满足性能和排放标准。在PPV式变速器的类型里，共同的设计要素通常是一个双输入系统，其中主动力源——如内燃发动机——以大体恒定的转速运转以提供一个变速器输入，而可变速源提供另一个输入。可变速源可以是电动机、液压马达等。PPV式变速器构造成提供随两个输入的特性而变的输出转速和转矩。虽然PPV式变速器因而提供很好的运转特性，但它们却是以空间和复杂度为代价来实现的。例如，典型的PPV系统相当庞大，包含了许多副轴和外围部件，这些均对系统的成本、复杂度和覆盖范围有影响。应理解的是，该
技术介绍
描述由专利技术人为帮助读者而形成，且其既不应被看作对现有技术的说明，也不应被看作对在本领域中本身已被了解的任何所指出的问题的指示。
技术实现思路
总体而言，所描述的系统提供了一种具有紧凑的和高效的构型的全范围连续可调变速器。在一实施例中，提供了一种无级变速器，该无级变速器具有用于从主动力源接收旋转动力的第一输入部和从副动力源接收旋转动力的第二输入部，以及包含第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第一行星齿轮群。每个行星齿轮组包括太阳齿轮、齿圈和行星架。第一输入部和第二输入部与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组中的一组或多组连结。设置有包括第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的第二行星齿轮群。具有第一和第二可选择的离合器的嵌套式(nested)离合器组件将第一行星齿轮群与第二行星齿轮群连结，使得第一离合器的致动和第二离合器的非致动将无级变速器固定在第一速度范围。类似地，第二离合器的致动和第一离合器的非致动将无级变速器固定在第二速度范围。在另一实施例中，提供了一种机器动力系统，该机器动力系统具有主动力源、副动力源以及构造成从主动力源和副动力源两者接收动力的平行路径无级变速器。该平行路径无级变速器将动力接收到具有第一多个行星齿轮组的第一行星齿轮群中并且从包括第二多个行星齿轮组的第二行星齿轮群输出动力。连结(第一和第二)行星齿轮群的嵌套式离合器包括构造成在致动时使变速器处于相关的多个选定的速度范围的多个离合器。在又一实施例中，提供了一种合并动力输入以提供多范围输出动力的方法。该方法包括将第一和第二旋转动力输入连结到第一行星齿轮群中。第一行星齿轮群包括具有太阳齿轮、行星架和齿圈的第一和第二行星齿轮组。第一旋转动力输入由发动机提供且第二旋转动力输入由液力变矩器提供。第一行星齿轮群通过嵌套式离合器连结到第二行星齿轮群。第二行星齿轮群包括具有各自的太阳齿轮、行星架和齿圈的第三和第四行星齿轮组。嵌套式离合器包括第一和第二离合器，使得第一离合器的致动提供第一速度范围输出并且第二离合器的致动提供第二速度范围输出。将从以下详细描述和附图中了解所公开的原理的更多和替代方面及特征，附图中：附图说明图1是所公开的原理的实施例可适用的用于基于两个输入中的每个输入的特性提供可调旋转输出的平行路径变矩器式变速器系统的系统示意图；图2是根据所公开的原理的实施例的平行路径变矩器式变速器系统的详细示意图；图3是示出基于根据所公开的原理的实施例的选定的输入状态构型的图2的平行路径变矩器式变速器系统的输出状态的状态图；以及图4是根据所公开的原理的实施例的替代平行路径变矩器式变速器系统的详细示意图。具体实施方式本专利技术涉及需要变速器来将动力源与诸如车轮、履带等最终接地装置和/或另一个用动力推动的功能件或机具连结的机器。这样的机器的示例包括用于采矿、建筑、耕作、运输或本领域中已知的任何其它行业的机器。例如，该机器可以是土方机械，例如轮式装载机、挖掘机、自卸卡车、反铲装载机、自行式平地机、物料装卸机等。此外，一个或多个机具可与该机器连接以进行包括例如装载、压实、提升、擦拭的各种任务，并且可包括例如铲斗、压实器、叉式升降装置、刷子、抓斗、切割器、剪切机、铲刀、破碎器/破碎锤、螺旋钻和其它机具。在一示例性实施例中，该系统适用于例如可用于轮式装载机、履带式拖拉机或其它合适的应用环境中的无级变速器(CVT)。总体而言，所描述的系统提供了一种利用嵌套式双范围离合器和两个共轴的行星齿轮群来在正向(前进方向)和反向(倒退方向)上都提供两个速度范围的无级变速器设计。在一实施例中，还提供了正向的第三范围。嵌套式离合器和行星传动设计在尺寸上紧凑并且消除了一些与具有多个离合器轴的副轴设计相关的空间消耗和复杂度。更小的尺寸留出了专用于其它构件例如变矩器自身(如果需要的话)和/或进料泵(chargepump)的空间。如在以上附图简要说明中归纳的，图1是用于基于两个输入中的每个输入的特性提供可调旋转输出的平行路径变矩器式变速器系统的系统示意图。该总体概述是为了方便读者而提供的，并且其提供了所公开的原理的实施例可适用的平台。关于所示的变速器系统100，示出了平行路径可调变速器101。稍后将更详细地说明的平行路径可调变速器101接收两个动力输入以及一个或多个数据或控制输入，并提供单个动力输出。特别地，平行路径可调变速器101从主动力源103接收第一旋转动力输入102。主动力源103可以是内燃发动机、电动机或其它旋转动力源。平行路径可调变速器101从副动力源105接收第二旋转动力输入104。如后文将更详细地说明的，副动力源105可以是液力变矩器、电动机或其它能够提供可变速旋转输入的源。在大部分情况下，副动力源105将从主动力源103接收动力以运行。例如，当使用液力变矩器作为副动力源105时，变矩器的泵部可由主动力源103提供动力。此外，其它机器特征和功能例如电气功能和液压功能可由主动力源103根据需要例如通过发电机或泵来提供动力。电气功能可包括照明、电子处理、电扇等。液压功能可包括辅助装置或附件的切割、钻进、擦拭、提升等操作。尽管图1所示的系统是一般化的，但提供了所描述的系统的具体实施例可实施的上下文背景。为此，图2是根据所公开的原理的实施例的平行路径变矩器式变速器系统的详细示意图。虽然包含了参考图1所述的相同总体PPV结构，但平行路径变矩器式变速器系统包括在每个功能子组合内与现有技术系统相比在功能、效率和紧凑性方面提供显著改进的特征。具体地，该平行路径变矩器式变速器系统包括变矩器201及行星齿轮变速器202。变矩器201经由发动机输入部203从发动机(未示出)接收输入动力。发动机输入部203还向行星齿轮变速器202内的第一行星齿轮组204的行星架提供旋转动力。第一行星齿轮组204的齿圈连结到与第一行星齿轮组204共轴的第二行星齿轮组205的行星架。此外，第二行星齿轮组205经由第二行星齿轮组205的齿圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无级变速器(101)，包括：第一输入部(102)，所述第一输入部用于从主动力源(103)接收旋转动力；第二输入部(104)，所述第二输入部用于从副动力源(105)接收旋转动力；第一行星齿轮群(402)，所述第一行星齿轮群包含第一行星齿轮组(204)和第二行星齿轮组(205)，每个所述行星齿轮组都具有太阳齿轮、齿圈和行星架，其中所述第一输入部(102)与所述第一行星齿轮组(204)的行星架直接连接并驱动该行星架，所述第二输入部(104)与所述第二行星齿轮组(205)的齿圈直接连接并驱动该齿圈；第二行星齿轮群(403)，所述第二行星齿轮群包含第三行星齿轮组(209)和第四行星齿轮组(210)，每个所述行星齿轮组都具有太阳齿轮、齿圈和行星架；以及嵌套式离合器组件，所述嵌套式离合器组件将所述第一行星齿轮群(402)与所述第二行星齿轮群(403)连结，所述嵌套式离合器组件具有第一和第二可选择的离合器，第一可选择的离合器(207)具有与所述第一行星齿轮组(204)和所述第二行星齿轮组(205)的太阳齿轮直接连接且由所述太阳齿轮驱动的第一离合器内盘和与所述第三行星齿轮组(209)和所述第四行星齿轮组(210)的太阳齿轮直接连接且驱动所述太阳齿轮的第一离合器外盘，第二可选择的离合器(208)具有与所述第二行星齿轮组(205)的行星架直接连接且由该行星架驱动的第二离合器内盘和与所述第三行星齿轮组(209)和所述第四行星齿轮组(210)的太阳齿轮直接连接且驱动所述太阳齿轮的第二离合器外盘，其中所述第一离合器外盘与所述第二离合器外盘成一体，其中所述第一可选择的离合器(207)的致动和所述第二可选择的离合器(208)的非致动将所述无级变速器(101)固定在第一速度范围内，并且所述第二可选择的离合器(208)的致动和所述第一可选择的离合器(207)的非致动将所述无级变速器(101)固定在第二速度范围内。...

【技术特征摘要】
2011.10.26 US 13/281,6771.一种无级变速器(101)，包括：第一输入部(102)，所述第一输入部用于从主动力源(103)接收旋转动力；第二输入部(104)，所述第二输入部用于从副动力源(105)接收旋转动力；第一行星齿轮群(402)，所述第一行星齿轮群包含第一行星齿轮组(204)和第二行星齿轮组(205)，每个所述行星齿轮组都具有太阳齿轮、齿圈和行星架，其中所述第一输入部(102)与所述第一行星齿轮组(204)的行星架直接连接并驱动该行星架，所述第二输入部(104)与所述第二行星齿轮组(205)的齿圈直接连接并驱动该齿圈；第二行星齿轮群(403)，所述第二行星齿轮群包含第三行星齿轮组(209)和第四行星齿轮组(210)，每个所述行星齿轮组都具有太阳齿轮、齿圈和行星架；以及嵌套式离合器组件，所述嵌套式离合器组件将所述第一行星齿轮群(402)与所述第二行星齿轮群(403)连结，所述嵌套式离合器组件具有第一和第二可选择的离合器，第一可选择的离合器(207)具有与所述第一行星齿轮组(204)和所述第二行星齿轮组(205)的太阳齿轮直接连接且由所述太阳齿轮驱动的第一离合器内盘和与所述第三行星齿轮组(209)和所述第四行星齿轮组(210)的太阳齿轮直接连接且驱动所述太阳齿轮的第一离合器外盘，第二可选择的离合器(208)具有与所述第二行星齿轮组(205)的行星架直接连接且由该行星架驱动的第二离合器内盘和与所述第三行星齿轮组(209)和所述第四行星齿轮组(210)的太阳齿轮直接连接且驱动所述太阳齿轮的第二离合器外盘，其中所述第一离合器外盘与所述第二离合器外盘成一体，其中所述第一可选择的离合器(207)的致动和所述第二可选择的离合器(208)的非致动将所述无级变速器(101)固定在第一速度范围内，并且所述第二可选择的离合器(208)的致动和所述第一可选择的离合器(207)的非致动将所述无级变速器(101)固定在第二速度范围内。2.根据权利要求1所述的无级变速器(101)，还包括与所述第二行星齿轮群相关的第一制动器和第二制动器，其中所述第一制动器的致动和所述第二制动器的非致动使所述无级变速...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·卡尔弗特，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US