本实用新型涉及一种多段式大功率液压机械无级变速器，属于液压机械传动领域。

背景技术：

液压机械无级变速器结合了机械传动效率高、传动可靠和液压传动传动功率高、传动平稳的优点，在各种工程车辆上广泛应用。在大功率拖拉机上采用液压机械无级变速器，无论是对提高拖拉机的可操作性、降低驾驶员劳动强度，还是对提升整车动力性、燃油经济性和工作效率等方面，均具有明显的优势和良好的应用前景。但是现有液压机械无级变速器结构复杂、操作不便，而且考虑到拖拉机作业工况的复杂性，在设计过程中难以兼顾变速器传动比、传动效率与作业工况之间的匹配关系。

技术实现要素：

发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑，设计合理，操作方便的可根据驾驶员意图和外负载变化来实现车辆自动无级变速的变速装置。解决了传统变速器结构复杂，操作繁琐，换段不平稳，工作效率低的问题。

技术方案：本实用新型所述公开了一种多段式大功率拖拉机液压机械无级变速器，包括机械传动系统和液压传动系统，液压传动系统包括变量泵、定量马达和液压流输入轴；机械传动系统包括机械流输入轴以及由第一行星排、第二行星排、第三行星排和第四行星排组成的行星齿轮机构；动力输入轴的一端与发动机连接；机械流输入轴上通过离合器和动力输入轴连接，并且其通过相互啮合的双联齿轮与液压流输入轴连接；液压流输入轴上设有前进倒退接合套、第一行星排和第二行星排公用的太阳轮；第一行星排和第三行星排和第四行星排上分别设有制动器；第三行星排和第四行星排的行星架上分别设有离合器；输出轴与第三行星排和第四行星排的行星架相连接。

定量马达与变量泵通过油管连接，泵输入轴与动力输入轴通过液压动力分配齿轮副连接。

第一行星排的行星架与第二行星排的齿圈固连，第一行星排的齿圈与第三行星排的太阳轮轴固连，第二行星排的行星架与第四行星排通过第四行星排的太阳轮齿轮轴连接。

发动机动力可通过离合器实现动力流的独立分级输出，离合器亦可将发动机动力传递到液压流输入轴，或者将发动机动力分别传递到液压流输入轴和机械流输入轴。

发动机动力经过液压动力分配齿轮副进行分流，分配给液压流输入轴和机械流输入轴，再经第一行星排、第二行星排、第三行星排和第四行星排汇流，通过对液压系统流量、流向的调节，控制马达转速和转向，进而实现汇流排无级变速的输出。

机械流输入轴与动力输入轴通过离合器连接，右端装配有双联齿轮，双联齿轮通过前进倒退接合套将动力汇流入行星排，前进倒退接合套可实现车辆前进、倒退。

液压流输入轴，该齿轮轴右侧安装有两个齿轮，分别为第一行星排和第二行星排的公用的太阳轮。

公共太阳轮齿轮轴承载机械流与液压流汇流后的动力传递。

有益效果：(1)、通过机械流与液压流的耦合实现无级变速；(2)、变速箱整体设计结构紧凑，布局合理，驾驶员操作方便；(3)、液压部分可传递的功率高，适合大功率输出作业，整体传动效率高。

附图说明

图1是多段式大功率拖拉机液压机械无级变速器结构示意图。

图1中：1-发动机；2-动力输入轴；3-液压动力分配齿轮副；4-离合器；5-机械流输入轴；6-双联齿轮；7-制动器；8-行星排；9-行星排；10-离合器；11-行星排；12-行星排；13-离合器；14-动力输出轴；15-第四行星排太阳轮齿轮轴；16-制动器；17-制动器；18-前进倒退接合套；19-箱体；20-液压流输入轴；21-定量马达；22-变量泵；23-泵输入轴。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

一种多段式大功率拖拉机液压机械无级变速器，包括机械传动系统和液压传动系统，液压传动系统包括变量泵22、定量马达21和液压流输入轴20，定量马达21与变量泵22通过油管连接，泵输入轴23与动力输入轴2通过液压动力分配齿轮副3连接；机械传动系统包括，机械流输入轴5以及由第一行星排8、第二行星排9、第三行星排11和第四行星排12组成的行星齿轮机构；动力输入轴2的一端与发动机1连接，同时动力输入轴2通过相互啮合的齿轮对与泵输入轴23相连接，机械流输入轴5上通过离合器4和动力输入轴2连接，并且其通过相互啮合的齿轮对与液压流输入轴20连接；液压流输入轴20上设有前进倒退接合套18、第一行星排8和第二行星排9公用的太阳轮；第一行星排8和第三行星排11和第四行星排12上设有制动器7，16，17；第三行星排11和第四行星排12的行星架上分别设有离合器10，13；动力输出轴14与第三行星排11和第四行星排12的行星架相连接；第一行星排8的行星架与第二行星排9的齿圈固连，第一行星排8的齿圈与第三行星排11的太阳轮轴固连，第二行星排9的行星架与第四行星排12通过第四行星排12的太阳轮齿轮轴15连接。

本实用新型是一种多段式大功率拖拉机液压机械无级变速器，根据驾驶工况的不同以及控制的需要，多段式大功率拖拉机液压机械无级变速器可分为以下五个工作区段：

纯液压区段时，制动器7制动第一行星排8行星架，制动器17制动第三行星排11齿圈。汇流情况如下：该状态第一行星排8和第三行星排11工作，动力通过液压动力分配齿轮副3经双联齿轮6汇流，再经第二行星排9的太阳轮和行星架输送到第四行星排12的太阳轮，最后经过第四行星排12的行星架传送到动力输出轴14向外输出动力。

一区段时，汇流情况如下：离合器4结合，制动器16接合。该状态第二行星排9和第四行星排12工作，第四行星排12的齿圈固定，动力通过液压动力分配齿轮副3分流为液压流和机械流，经双联齿轮6汇流，再经第二行星排9的太阳轮和行星架输送到第四行星排12的太阳轮，最后经过第四行星排12的行星架传送到动力输出轴14向外输出动力。处于一区段时，由于变量泵排量比从+1向□1变化，定量马达输出轴的转速也从正向最大值向反向最大值变化，行星齿轮组在机械动力与液压动力的共同作用下， 实现一区段范围内的无级增速。

二区段时，离合器4接合，制动器17制动第三行星排11齿圈，汇流情况如下：该状态第一行星排8和第三行星排11工作，第三行星排11齿圈固定，动力通过液压动力分配齿轮副3分流为液压流和机械流，经双联齿轮6汇流，再经第一行星排8的太阳轮和齿圈输送到第三行星排11的太阳轮，最后经过第三行星排11的行星架传送到动力输出轴14向外输出动力。处于二区段时，由于变量泵22排量从-1向+1不断变化，定量马达21输出轴的转速也从反向最大值向正向最大值变化，行星齿轮组在机械动力流与液压动力流的共同作用下，实现二区段范围内的无级增速。

三区段时，离合器4接合，离合器13接合，汇流情况如下：该状态第二行星排9工作，动力通过液压动力分配齿轮副3分流为液压流和机械流，经双联齿轮6汇流，再经第二行星排9的太阳轮和行星架输送到第四行星排12的太阳轮齿轮轴，此时第四行星排12的太阳轮和行星架连成一体，最后经过第四行星排12的行星架传送到动力输出轴14向外输出动力。处于三区段时，由于变量泵22排量从+1向-1不断变化，马达输出轴的转速也从正向最大值向反向最大值变化，行星齿轮组在机械流与液压流的共同作用下，实现三区段范围内的无级增速。

四区段时，离合器4接合，离合器10接合，汇流情况如下：该状态第一行星排8工作，动力通过液压动力分配齿轮副3分流为液压流和机械流，经双联齿轮6汇流，再经第一行星排8的太阳轮和行星架输送到第三行星排11的行星架，此时第三行星排11的太阳轮和行星架连成一体，最后经过第四行星排12的行星架传送到动力输出轴14向外输出动力。处于四区段时，由于变量泵22排量比从-1向+1不断变化，马达输出轴的转速也从反向最大值向正向最大值变化，在机械动力流与液压动力流的共同作用下，实现四区段范围内的无级增速。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为 对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。