無(wú)級(jí)變速器和用于操作無(wú)級(jí)變速器的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及無(wú)級(jí)變速器和用于操作無(wú)級(jí)變速器的方法。無(wú)級(jí)變速器(101)具有用于從主動(dòng)力源(103)和諸如液力變矩器(201)的副動(dòng)力源(105)接收旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的輸入部(102，104)。第一行星齒輪群(402)包括第一和第二行星齒輪組(204，205)，并且用于接收旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的輸入部與第一行星齒輪組和第二行星齒輪組中的一組或多組連結(jié)。第二行星齒輪群(403)包括第三行星齒輪組(209)和第四行星齒輪組(210)，其中設(shè)置了具有第一和第二可選擇的離合器(207，208)的嵌套式離合器組件(404)以將第一行星齒輪群與第二行星齒輪群連結(jié)。第一離合器的致動(dòng)將無(wú)級(jí)變速器固定在第一速度范圍，而第二離合器的致動(dòng)將無(wú)級(jí)變速器固定在第二速度范圍。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
無(wú)級(jí)變速器和用于操作無(wú)級(jí)變速器的方法本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年6月18日、申請(qǐng)?zhí)枮?01280064413.5、專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)為“具有嵌套式離合器和行星傳動(dòng)輸出的無(wú)級(jí)變速器”的中國(guó)專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本專(zhuān)利公開(kāi)文本總體上涉及用于推進(jìn)的變速器系統(tǒng)，并且更具體地涉及具有緊湊的和高效的布局的液力平行路徑變矩器(variator)變速器系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
盡管各類(lèi)變速器系統(tǒng)在施工機(jī)器以及用于執(zhí)行任務(wù)和傳送材料的其它工業(yè)機(jī)器中已證實(shí)是實(shí)用的，但平行路徑變矩器式變速器已由于其以良好的效率提供連續(xù)可調(diào)輸出的能力而被廣泛采用。特別地，平行路徑變矩器(PPV)式變速器提供允許執(zhí)行必要的任務(wù)所需的動(dòng)力及范圍，同時(shí)使購(gòu)置和運(yùn)行的成本最小化并確保可滿(mǎn)足性能和排放標(biāo)準(zhǔn)。在PPV式變速器的類(lèi)型里，共同的設(shè)計(jì)要素通常是一個(gè)雙輸入系統(tǒng)，其中主動(dòng)力源——如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)——以大體恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)以提供一個(gè)變速器輸入，而可變速源提供另一個(gè)輸入。可變速源可以是電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等。PPV式變速器構(gòu)造成提供隨兩個(gè)輸入的特性而變的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。雖然PPV式變速器因而提供很好的運(yùn)轉(zhuǎn)特性，但它們卻是以空間和復(fù)雜度為代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，典型的PPV系統(tǒng)相當(dāng)龐大，包含了許多副軸和外圍部件，這些均對(duì)系統(tǒng)的成本、復(fù)雜度和覆蓋范圍有影響。應(yīng)理解的是，該
技術(shù)介紹
描述由專(zhuān)利技術(shù)人為幫助讀者而形成，且其既不應(yīng)被看作對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明，也不應(yīng)被看作對(duì)在本領(lǐng)域中本身已被了解的任何所指出的問(wèn)題的指示。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
總體而言，所描述的系統(tǒng)提供了一種具有緊湊的和高效的構(gòu)型的全范圍連續(xù)可調(diào)變速器。在一實(shí)施例中，提供了一種無(wú)級(jí)變速器，該無(wú)級(jí)變速器具有用于從主動(dòng)力源接收旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的第一輸入部和從副動(dòng)力源接收旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的第二輸入部，以及包含第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第一行星齒輪群。每個(gè)行星齒輪組包括太陽(yáng)齒輪、齒圈和行星架。第一輸入部和第二輸入部與第一行星齒輪組和第二行星齒輪組中的一組或多組連結(jié)。設(shè)置有包括第三行星齒輪組和第四行星齒輪組的第二行星齒輪群。具有第一和第二可選擇的離合器的嵌套式(nested)離合器組件將第一行星齒輪群與第二行星齒輪群連結(jié)，使得第一離合器的致動(dòng)和第二離合器的非致動(dòng)將無(wú)級(jí)變速器固定在第一速度范圍。類(lèi)似地，第二離合器的致動(dòng)和第一離合器的非致動(dòng)將無(wú)級(jí)變速器固定在第二速度范圍。在另一實(shí)施例中，提供了一種機(jī)器動(dòng)力系統(tǒng)，該機(jī)器動(dòng)力系統(tǒng)具有主動(dòng)力源、副動(dòng)力源以及構(gòu)造成從主動(dòng)力源和副動(dòng)力源兩者接收動(dòng)力的平行路徑無(wú)級(jí)變速器。該平行路徑無(wú)級(jí)變速器將動(dòng)力接收到具有第一多個(gè)行星齒輪組的第一行星齒輪群中并且從包括第二多個(gè)行星齒輪組的第二行星齒輪群輸出動(dòng)力。連結(jié)(第一和第二)行星齒輪群的嵌套式離合器包括構(gòu)造成在致動(dòng)時(shí)使變速器處于相關(guān)的多個(gè)選定的速度范圍的多個(gè)離合器。在又一實(shí)施例中，提供了一種合并動(dòng)力輸入以提供多范圍輸出動(dòng)力的方法。該方法包括將第一和第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸入連結(jié)到第一行星齒輪群中。第一行星齒輪群包括具有太陽(yáng)齒輪、行星架和齒圈的第一和第二行星齒輪組。第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸入由發(fā)動(dòng)機(jī)提供且第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸入由液力變矩器提供。第一行星齒輪群通過(guò)嵌套式離合器連結(jié)到第二行星齒輪群。第二行星齒輪群包括具有各自的太陽(yáng)齒輪、行星架和齒圈的第三和第四行星齒輪組。嵌套式離合器包括第一和第二離合器，使得第一離合器的致動(dòng)提供第一速度范圍輸出并且第二離合器的致動(dòng)提供第二速度范圍輸出。將從以下詳細(xì)描述和附圖中了解所公開(kāi)的原理的更多和替代方面及特征，附圖中：附圖說(shuō)明圖1是所公開(kāi)的原理的實(shí)施例可適用的用于基于兩個(gè)輸入中的每個(gè)輸入的特性提供可調(diào)旋轉(zhuǎn)輸出的平行路徑變矩器式變速器系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；圖2是根據(jù)所公開(kāi)的原理的實(shí)施例的平行路徑變矩器式變速器系統(tǒng)的詳細(xì)示意圖；圖3是示出基于根據(jù)所公開(kāi)的原理的實(shí)施例的選定的輸入狀態(tài)構(gòu)型的圖2的平行路徑變矩器式變速器系統(tǒng)的輸出狀態(tài)的狀態(tài)圖；以及圖4是根據(jù)所公開(kāi)的原理的實(shí)施例的替代平行路徑變矩器式變速器系統(tǒng)的詳細(xì)示意圖。具體實(shí)施方式本專(zhuān)利技術(shù)涉及需要變速器來(lái)將動(dòng)力源與諸如車(chē)輪、履帶等最終接地裝置和/或另一個(gè)用動(dòng)力推動(dòng)的功能件或機(jī)具連結(jié)的機(jī)器。這樣的機(jī)器的示例包括用于采礦、建筑、耕作、運(yùn)輸或本領(lǐng)域中已知的任何其它行業(yè)的機(jī)器。例如，該機(jī)器可以是土方機(jī)械，例如輪式裝載機(jī)、挖掘機(jī)、自卸卡車(chē)、反鏟裝載機(jī)、自行式平地機(jī)、物料裝卸機(jī)等。此外，一個(gè)或多個(gè)機(jī)具可與該機(jī)器連接以進(jìn)行包括例如裝載、壓實(shí)、提升、擦拭的各種任務(wù)，并且可包括例如鏟斗、壓實(shí)器、叉式升降裝置、刷子、抓斗、切割器、剪切機(jī)、鏟刀、破碎器/破碎錘、螺旋鉆和其它機(jī)具。在一示例性實(shí)施例中，該系統(tǒng)適用于例如可用于輪式裝載機(jī)、履帶式拖拉機(jī)或其它合適的應(yīng)用環(huán)境中的無(wú)級(jí)變速器(CVT)。總體而言，所描述的系統(tǒng)提供了一種利用嵌套式雙范圍離合器和兩個(gè)共軸的行星齒輪群來(lái)在正向(前進(jìn)方向)和反向(倒退方向)上都提供兩個(gè)速度范圍的無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì)。在一實(shí)施例中，還提供了正向的第三范圍。嵌套式離合器和行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)在尺寸上緊湊并且消除了一些與具有多個(gè)離合器軸的副軸設(shè)計(jì)相關(guān)的空間消耗和復(fù)雜度。更小的尺寸留出了專(zhuān)用于其它構(gòu)件例如變矩器自身(如果需要的話(huà))和/或進(jìn)料泵(chargepump)的空間。如在以上附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明中歸納的，圖1是用于基于兩個(gè)輸入中的每個(gè)輸入的特性提供可調(diào)旋轉(zhuǎn)輸出的平行路徑變矩器式變速器系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。該總體概述是為了方便讀者而提供的，并且其提供了所公開(kāi)的原理的實(shí)施例可適用的平臺(tái)。關(guān)于所示的變速器系統(tǒng)100，示出了平行路徑可調(diào)變速器101。稍后將更詳細(xì)地說(shuō)明的平行路徑可調(diào)變速器101接收兩個(gè)動(dòng)力輸入以及一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)或控制輸入，并提供單個(gè)動(dòng)力輸出。特別地，平行路徑可調(diào)變速器101從主動(dòng)力源103接收第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸入102。主動(dòng)力源103可以是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)或其它旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源。平行路徑可調(diào)變速器101從副動(dòng)力源105接收第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸入104。如后文將更詳細(xì)地說(shuō)明的，副動(dòng)力源105可以是液力變矩器、電動(dòng)機(jī)或其它能夠提供可變速旋轉(zhuǎn)輸入的源。在大部分情況下，副動(dòng)力源105將從主動(dòng)力源103接收動(dòng)力以運(yùn)行。例如，當(dāng)使用液力變矩器作為副動(dòng)力源105時(shí)，變矩器的泵部可由主動(dòng)力源103提供動(dòng)力。此外，其它機(jī)器特征和功能例如電氣功能和液壓功能可由主動(dòng)力源103根據(jù)需要例如通過(guò)發(fā)電機(jī)或泵來(lái)提供動(dòng)力。電氣功能可包括照明、電子處理、電扇等。液壓功能可包括輔助裝置或附件的切割、鉆進(jìn)、擦拭、提升等操作。盡管圖1所示的系統(tǒng)是一般化的，但提供了所描述的系統(tǒng)的具體實(shí)施例可實(shí)施的上下文背景。為此，圖2是根據(jù)所公開(kāi)的原理的實(shí)施例的平行路徑變矩器式變速器系統(tǒng)的詳細(xì)示意圖。雖然包含了參考圖1所述的相同總體PPV結(jié)構(gòu)，但平行路徑變矩器式變速器系統(tǒng)包括在每個(gè)功能子組合內(nèi)與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比在功能、效率和緊湊性方面提供顯著改進(jìn)的特征。具體地，該平行路徑變矩器式變速器系統(tǒng)包括變矩器201及行星齒輪變速器202。變矩器201經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)輸入部203從發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)接收輸入動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)輸入部203還向行星齒輪變速器202內(nèi)的第一行星齒輪組204的行星架提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。第一行星齒輪組204的齒圈連結(jié)到與第一行星齒輪組204共軸的第二行星齒輪組205的行星架。此外，第二行星齒輪組205經(jīng)由第二行星齒輪組205的齒圈本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無(wú)級(jí)變速器(101)，包括：第一輸入部(102)，所述第一輸入部用于從主動(dòng)力源(103)接收旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；第二輸入部(104)，所述第二輸入部用于從副動(dòng)力源(105)接收旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；第一行星齒輪群(402)，所述第一行星齒輪群包含第一行星齒輪組(204)和第二行星齒輪組(205)，每個(gè)所述行星齒輪組都具有太陽(yáng)齒輪、齒圈和行星架，其中所述第一輸入部(102)與所述第一行星齒輪組(204)的行星架直接連接并驅(qū)動(dòng)該行星架，所述第二輸入部(104)與所述第二行星齒輪組(205)的齒圈直接連接并驅(qū)動(dòng)該齒圈；第二行星齒輪群(403)，所述第二行星齒輪群包含第三行星齒輪組(209)和第四行星齒輪組(210)，每個(gè)所述行星齒輪組都具有太陽(yáng)齒輪、齒圈和行星架；以及嵌套式離合器組件，所述嵌套式離合器組件將所述第一行星齒輪群(402)與所述第二行星齒輪群(403)連結(jié)，所述嵌套式離合器組件具有第一和第二可選擇的離合器，第一可選擇的離合器(207)具有與所述第一行星齒輪組(204)和所述第二行星齒輪組(205)的太陽(yáng)齒輪直接連接且由所述太陽(yáng)齒輪驅(qū)動(dòng)的第一離合器內(nèi)盤(pán)和與所述第三行星齒輪組(209)和所述第四行星齒輪組(210)的太陽(yáng)齒輪直接連接且驅(qū)動(dòng)所述太陽(yáng)齒輪的第一離合器外盤(pán)，第二可選擇的離合器(208)具有與所述第二行星齒輪組(205)的行星架直接連接且由該行星架驅(qū)動(dòng)的第二離合器內(nèi)盤(pán)和與所述第三行星齒輪組(209)和所述第四行星齒輪組(210)的太陽(yáng)齒輪直接連接且驅(qū)動(dòng)所述太陽(yáng)齒輪的第二離合器外盤(pán)，其中所述第一離合器外盤(pán)與所述第二離合器外盤(pán)成一體，其中所述第一可選擇的離合器(207)的致動(dòng)和所述第二可選擇的離合器(208)的非致動(dòng)將所述無(wú)級(jí)變速器(101)固定在第一速度范圍內(nèi)，并且所述第二可選擇的離合器(208)的致動(dòng)和所述第一可選擇的離合器(207)的非致動(dòng)將所述無(wú)級(jí)變速器(101)固定在第二速度范圍內(nèi)。...

【技術(shù)特征摘要】
2011.10.26 US 13/281,6771.一種無(wú)級(jí)變速器(101)，包括：第一輸入部(102)，所述第一輸入部用于從主動(dòng)力源(103)接收旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；第二輸入部(104)，所述第二輸入部用于從副動(dòng)力源(105)接收旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；第一行星齒輪群(402)，所述第一行星齒輪群包含第一行星齒輪組(204)和第二行星齒輪組(205)，每個(gè)所述行星齒輪組都具有太陽(yáng)齒輪、齒圈和行星架，其中所述第一輸入部(102)與所述第一行星齒輪組(204)的行星架直接連接并驅(qū)動(dòng)該行星架，所述第二輸入部(104)與所述第二行星齒輪組(205)的齒圈直接連接并驅(qū)動(dòng)該齒圈；第二行星齒輪群(403)，所述第二行星齒輪群包含第三行星齒輪組(209)和第四行星齒輪組(210)，每個(gè)所述行星齒輪組都具有太陽(yáng)齒輪、齒圈和行星架；以及嵌套式離合器組件，所述嵌套式離合器組件將所述第一行星齒輪群(402)與所述第二行星齒輪群(403)連結(jié)，所述嵌套式離合器組件具有第一和第二可選擇的離合器，第一可選擇的離合器(207)具有與所述第一行星齒輪組(204)和所述第二行星齒輪組(205)的太陽(yáng)齒輪直接連接且由所述太陽(yáng)齒輪驅(qū)動(dòng)的第一離合器內(nèi)盤(pán)和與所述第三行星齒輪組(209)和所述第四行星齒輪組(210)的太陽(yáng)齒輪直接連接且驅(qū)動(dòng)所述太陽(yáng)齒輪的第一離合器外盤(pán)，第二可選擇的離合器(208)具有與所述第二行星齒輪組(205)的行星架直接連接且由該行星架驅(qū)動(dòng)的第二離合器內(nèi)盤(pán)和與所述第三行星齒輪組(209)和所述第四行星齒輪組(210)的太陽(yáng)齒輪直接連接且驅(qū)動(dòng)所述太陽(yáng)齒輪的第二離合器外盤(pán)，其中所述第一離合器外盤(pán)與所述第二離合器外盤(pán)成一體，其中所述第一可選擇的離合器(207)的致動(dòng)和所述第二可選擇的離合器(208)的非致動(dòng)將所述無(wú)級(jí)變速器(101)固定在第一速度范圍內(nèi)，并且所述第二可選擇的離合器(208)的致動(dòng)和所述第一可選擇的離合器(207)的非致動(dòng)將所述無(wú)級(jí)變速器(101)固定在第二速度范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)級(jí)變速器(101)，還包括與所述第二行星齒輪群相關(guān)的第一制動(dòng)器和第二制動(dòng)器，其中所述第一制動(dòng)器的致動(dòng)和所述第二制動(dòng)器的非致動(dòng)使所述無(wú)級(jí)變速...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：G·卡爾弗特，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：卡特彼勒公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó),US