一种无级变速器、无级变速器的控制方法和拖拉机技术

本发明专利技术公开了一种无级变速器、无级变速器的控制方法和拖拉机，无级变速器包括无级变速总成、有级换段总成、TCU控制器、第一至第三离合器；无级变速总成包括调速泵马达总成、变速输入轴和三个变速输出轴，有级换段总成包括三个换段输入轴、第一至第二同步器和换段输出轴；变速输出轴I经过第一离合器与换段输入轴I相连接，变速输出轴II经过第二离合器与换段输入轴II相连接，变速输出轴III经过第三离合器与换段输入轴III相连接。该无级变速器采用同步器和离合器联合换段，简化了传动系，降低了传动系成本，依据同步器速差实现的同步器和离合器的交替切换，可以保证同步器工作的可靠性，在不同区段离合器同步换段工作点处可以实现离合器无速差切换。现离合器无速差切换。现离合器无速差切换。

【技术实现步骤摘要】
一种无级变速器、无级变速器的控制方法和拖拉机


[0001]本专利技术涉及拖拉机无级变速器
，具体的说是一种无级变速器、无级变速器的控制方法和拖拉机。

技术介绍

[0002]目前，拖拉机无级变速器的实现形式主要有以下几种：一、单一采用泵和马达组成的静液压调速回路，以达到改变变速器输出转速变化的目的，但此种传动方式存在高效区覆盖的速度范围小的缺陷；二、依靠金属带、橡胶带与旋转圆盘之间接触产生的摩擦力传递动力，并通过改变圆盘接触面直径的大小，以达到改变变速器输出转速变化的目的，但此种方式受限于接触面摩擦材料的性能，能够传递的力矩小，另外受限于圆盘直径限制，能够实现的转速变化范围窄；三、采用电传动，通过电机的无级变速性能以达到改变变速器输出转速变化的目的，但受限于电机的扭矩特性、使用温度环境、电池续航能力，该技术还不能满足拖拉机长时间连续重载作业。
[0003]由于单纯的齿传动虽能实现重载连续作业，但只能是有级传动，不能实现无级传动，故目前在拖拉机上得到广泛应用的是功率分流型无级变速器，其技术主要是利用前述无级调速技术组合有级的齿传动来达到既能实现无级变速，又能实现传递高扭矩的目的。功率分流型无级变速器大多采用液压泵和马达进行调速，通过差动轮系和定轴的齿传动（或差动轮系）组成具有单自由度的封闭差动轮系来传递动力，且大多采用多组齿轮副和湿式离合器来实现区段切换，以达到覆盖更宽速度范围的目的，但存在成本高、尺寸大等问题。若采用同步器换段，行进间换段转速差过大，换段时容易产生同步器损坏；若采用啮合套或滑动齿轮换段，则只能停车换段。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种无级变速器、无级变速器的控制方法和拖拉机，该无级变速器采用同步器和离合器联合换段，简化了传动系，降低了传动系成本，依据同步器速差实现的同步器和离合器的交替切换，可以保证同步器工作的可靠性，在不同区段离合器同步换段工作点处可以实现离合器无速差切换。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：一种无级变速器，包括无级变速总成、有级换段总成、TCU控制器、第一离合器、第二离合器和第三离合器；无级变速总成包括变速输入轴、第一齿轮副、第二齿轮副、双联行星排、第三齿轮副、第四齿轮副以及三个变速输出轴，所述变速输入轴分别与第一齿轮副和双联行星排固连，第一齿轮副与空套于变速输入轴上的第二齿轮副之间连接有调速泵马达总成，第三齿轮副和第四齿轮副包含一与双联行星排的行星架固连的共用齿轮，第四齿轮副与变速输出轴I固连，双联行星排与变速输出轴II固连，第三齿轮副与变速输出轴III固连；所述有级换段总成包括三个换段输入轴、第五齿轮副、第六齿轮副、第七齿轮副、
第八齿轮副、第九齿轮副和换段输出轴，第六齿轮副和第七齿轮副之间设有第一同步器，第八齿轮副和第九齿轮副之间设有第二同步器，换段输入轴I依次与第五齿轮副、第八齿轮副和第九齿轮副固连，换段输入轴II依次与第六、第七齿轮副固连，换段输入轴III与第五齿轮副相连，第一同步器、第二同步器均与换段输出轴固连，第六至第九齿轮副均空套于换段输出轴上；变速输出轴I经过第一离合器与换段输入轴I相连接，变速输出轴II经过第二离合器与换段输入轴II相连接，变速输出轴III经过第三离合器与换段输入轴III相连接；所述TCU控制器与第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一同步器和第二同步器均电连接。
[0006]进一步地，所述无级变速器还包括用于监测第一齿轮副转速的第一转速传感器，用于监测第二齿轮副转速的第二转速传感器、用于监测第五齿轮副转速的第三转速传感器，用于监测第六齿轮副转速的第四转速传感器以及用于监测换段输出轴转速的第五转速传感器，第一至第五转速传感器均与TCU控制器电连接。
[0007]进一步地，发动机转速经变速输入轴、第一齿轮副分流，一路动力直接传至双联行星排的第一行星排第一齿轮1
‑
6a，另一路动力经调速泵马达总成、第二齿轮副1
‑5→
双联行星排1
‑
6的第二行星排第三齿轮1
‑
6c，两路动力经过双联行星排合流后，经第三或第四齿轮副到达三个变速输出轴中的至少一个。
[0008]一种无级变速器控制方法，基于同步器速差通过TCU控制器实现同步器和离合器的交替切换；基于离合器速差实现不同离合器的交替切换，借助于调速泵马达总成排量改变，实现拖拉机车速全程无级调整。
[0009]进一步地，包括前进模式，前进模式依次包括速度逐渐增加的前进I段、前进II段、前进III段和前进IV段；前进I段时：通过TCU控制器实现第一离合器、第二同步器的sy1侧和第一同步器的sy2侧结合以及调速泵马达总成排量改变；动力经变速输出轴I传出后，经第一离合器、换段输入轴I、第五齿轮副、第八齿轮副、第二同步器的sy1侧到达换段输出轴，拖拉机前进，并借助于调速泵马达总成排量的矢量递增逐步连续升速；前进II段时：TCU控制器控制第二离合器和第一同步器的sy2侧结合以及调速泵马达总成排量改变；动力经变速输出轴II传出后，经第二离合器、换段输入轴II、第七齿轮副、第一同步器sy2侧到达换段输出轴，拖拉机前进，并借助于调速泵马达总成排量的矢量递减逐步连续升速；进一步地控制第一离合器分离、预结合与分离时机；进一步地控制第二同步器sy1、sy3侧的结合与分离时机。
[0010]当行驶车速升高至前进II段与前进I段同步点时，通过TCU控制器实现第一离合器分离，第二同步器的sy1侧仍然结合，当行驶车速上升且稍高于前进II段与前进I段同步点时，第一离合器结合，同时第二同步器的sy1侧分离，动力经第一离合器、换段输入轴I、第五齿轮副、第九齿轮副、第二同步器的sy3侧；当行驶车速上升到稍低于前进II段与前进III段同步点时，通过TCU控制器实现第一离合器分离，同时第二同步器的sy3侧结合，动力经换段输出轴、第二同步器的sy3侧、第九齿轮副、传至第一离合器的从动侧；当行驶车速下降至前进III段与前进II段同步点时，通过TCU控制器实现第一离合
器分离，第二同步器的sy3侧仍然结合，当行驶车速下降且稍低于前进III段与前进II段同步点时，第一离合器结合，同时第二同步器的sy3侧分离，动力经第一离合器、换段输入轴I、第五齿轮副、第八齿轮副、第二同步器的sy1侧；当行驶车速下降到稍高于前进II段与前进I段同步点时，通过TCU控制器实现第一离合器分离，同时第二同步器的sy1侧结合，动力经换段输出轴、第二同步器的sy1侧、第八齿轮副、传至第一离合器的从动侧；当行驶车速下降至前进II段与前进I段同步点并进一步降速时，按照前进I段的控制方法进行控制；前进III段时：通过TCU控制器实现第一离合器、第二同步器的sy3侧结合以及调速泵马达总成排量改变；动力由变速输出轴I传出后，经第一离合器、换段输入轴I、第五齿轮副、第九齿轮副、第二同步器的sy3侧到达换段输出轴，拖拉机前进，并借助于调速泵马达总成排量的矢量递增逐步连续升速；进一步地控制第二离合器分离、预结合与分离时机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无级变速器，其特征在于：包括无级变速总成、有级换段总成、TCU控制器、第一离合器、第二离合器和第三离合器；无级变速总成包括变速输入轴、第一齿轮副、第二齿轮副、双联行星排、第三齿轮副、第四齿轮副以及三个变速输出轴，所述变速输入轴分别与第一齿轮副和双联行星排固连，第一齿轮副与空套于变速输入轴上的第二齿轮副之间连接有调速泵马达总成，第三齿轮副和第四齿轮副包含一与双联行星排的行星架固连的共用齿轮，第四齿轮副与变速输出轴I固连，双联行星排与变速输出轴II固连，第三齿轮副与变速输出轴III固连；所述有级换段总成包括三个换段输入轴、第五齿轮副、第六齿轮副、第七齿轮副、第八齿轮副、第九齿轮副和换段输出轴，第六齿轮副和第七齿轮副之间设有第一同步器，第八齿轮副和第九齿轮副之间设有第二同步器，换段输入轴I依次与第五齿轮副、第八齿轮副和第九齿轮副固连，换段输入轴II依次与第六、第七齿轮副固连，换段输入轴III与第五齿轮副相连，第一同步器、第二同步器均与换段输出轴固连，第六至第九齿轮副均空套于换段输出轴上；变速输出轴I经过第一离合器与换段输入轴I相连接，变速输出轴II经过第二离合器与换段输入轴II相连接，变速输出轴III经过第三离合器与换段输入轴III相连接；所述TCU控制器与第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一同步器和第二同步器均电连接。2.根据权利要求1所述的一种无级变速器，其特征在于：所述无级变速器还包括用于监测第一齿轮副转速的第一转速传感器，用于监测第二齿轮副转速的第二转速传感器、用于监测第五齿轮副转速的第三转速传感器，用于监测第六齿轮副转速的第四转速传感器以及用于监测换段输出轴转速的第五转速传感器，第一至第五转速传感器均与TCU控制器电连接。3.根据权利要求1所述的一种无级变速器，其特征在于：无级变速总成的动力传输路线为：发动机转速经变速输入轴、第一齿轮副分流，一路动力直接传至双联行星排的第一行星排第一齿轮1
‑
6a，另一路动力经调速泵马达总成、第二齿轮副1
‑5→
双联行星排1
‑
6的第二行星排第三齿轮1
‑
6c，两路动力经过双联行星排合流后，经第三或第四齿轮副到达三个变速输出轴中的至少一个。4.一种无级变速器控制方法，其特征在于，基于同步器速差通过TCU控制器实现同步器和离合器的交替切换；基于离合器速差实现不同离合器的交替切换，借助于调速泵马达总成排量改变，实现拖拉机车速全程无级调整。5.根据权利要求4所述的一种无级变速器的控制方法，其特征在于：包括前进模式，前进模式依次包括速度逐渐增加的前进I段、前进II段、前进III段和前进IV段；前进I段时：通过TCU控制器实现第一离合器、第二同步器的sy1侧和第一同步器的sy2侧结合以及调速泵马达总成排量改变；动力经变速输出轴I传出后，经第一离合器、换段输入轴I、第五齿轮副、第八齿轮副、第二同步器的sy1侧到达换段输出轴，拖拉机前进，并借助于调速泵马达总成排量的矢量递增逐步连续升速；前进II段时：TCU控制器控制第二离合器和第一同步器的sy2侧结合以及调速泵马达总成排量改变；动力经变速输出轴II传出后，经第二离合器、换段输入轴II、第七齿轮副、第一同步器sy2侧到达换段输出轴，拖拉机前进，并借助于调速泵马达总成排量的矢量递减逐步
连续升速；当行驶车速升高至前进II段与前进I段同步点时，通过TCU控制器实现第一离合器分离，第二同步器的sy1侧仍然结合，当行驶车速上升且稍高于前进II段与前进I段同步点时，第一离合器结合，同时第二同步器的sy1侧分离，动力经第一离合器、换段输入轴I、第五齿轮副、第九齿轮副、第二同步器的sy3侧；当行驶车速上升到稍低于前进II段与前进III段同...

【专利技术属性】
技术研发人员：史金钟，王东青，郭振杰，冯春凌，阿列克谢，赵晨辉，王义平，王建华，郭富强，杨志刚，郭晓博，张晓丹，
申请(专利权)人：洛阳拖拉机研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：