專利名稱：連續(xù)可變變速器和包括連續(xù)可變變速器的工程機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分所述的連續(xù)可變變速器和包括該連續(xù)可變變速器的工程機械。本發(fā)明應用于工業(yè)建筑機械領域的工程機械，特別是輪式裝載機和鉸接式翻斗車。雖然下文中將針對輪式裝載機來描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這種特定的機械，而是也可用在例如自卸卡車、平路機、挖掘機或其它建筑設備等的其它重型工程機械中。
背景技術：
連續(xù)可變變速器是具有可在期望范圍內連續(xù)改變的速比的變速器。由于它允許原動機以最優(yōu)速度或最優(yōu)燃料經(jīng)濟性運行，同時又在變速器的輸出軸處提供了期望的轉速，所以連續(xù)可變變速器是有用的。在連續(xù)可變變速器中，可獲得在輸出軸速度與輸入軸速度之間的為零的速比。該連續(xù)可變變速器通常稱為無限可變變速器。為零的輸出速度/輸入速度比實現(xiàn)了空檔功能，其中，在輸出軸靜止時，輸入軸在旋轉。在許多工業(yè)情形中，例如在工程機械的變速箱內，空檔的存在是有用的，因為這可消除對起動離合器或扭矩變換器的需求。此外，無限可變變速器便于液壓系統(tǒng)的運行的分離，所包括的該液壓系統(tǒng)用于利用工程機械的動力執(zhí)行提升操作和/或使工程機械轉向，因為可從輸入軸處的取力器驅動該液壓系統(tǒng)，在連接到推進傳動系的輸出軸可保持靜止的同時，輸出軸可保持運轉。通常的連續(xù)可變變速器設備包括連續(xù)可變變速單元，變化器單元，其具有連接到行星齒輪系的變化器輸入軸和變化器輸出軸。US5980410中公開了連續(xù)可變變速器的一個示例。US5980410中、具體在其圖2中公開的實施例構成了最相關的現(xiàn)有技術且涉及根據(jù)權利要求1的前序部分所述的連續(xù)可變變速器。在US5980410的圖2中公開的連續(xù)可變變速器包括:變化器單元，該變化器單元具有變化器輸入軸和變化器輸出軸；以及第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組。第一行星齒輪組和第二行星齒輪組布置在一起，且每個行星齒輪組均包括以可操作方式連接到公用變速器輸入軸的第一構件和以可操作方式連接到公用輸出軸的第二構件。所述第一行星齒輪組和第二行星齒輪組中的每一個還包括第三構件。還包括了具有第一構件、第二構件和第三構件的第三行星齒輪組。所述變化器輸入軸以可操作方式連接到公用輸出軸，并且所述變化器輸出軸以可操作方式連接到第一行星齒輪組的第三構件且能選擇性地連接到變速器輸出軸。所述第三行星齒輪組的第一構件以可操作方式連接到第一行星齒輪組的第三構件，并且第三行星齒輪組的第二構件以可操作方式連接到公用輸出軸。第三行星齒輪組的第三構件能選擇性地連接到變速器輸出軸。最后，第二行星齒輪組的第三構件能選擇性地連接到變速器輸出軸。US5980410中公開的連續(xù)可變變速器允許在具有不同的輸入/輸出速度比區(qū)間(band)的一組運行模式之間進行選擇。US5980410所存在的問題是:連續(xù)可變變速器的構造將要求存在具有實際傳動比的齒輪級(gear stages)，以使得所述輸入/輸出速度比區(qū)間能夠不實際重疊。為了提供合 適的多級的傳動比，可能需要另外的齒輪組，這使得變速器更笨重、復雜且昂貴。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)可變變速器，該連續(xù)可變變速器允許在具有不同的輸入/輸出速度比區(qū)間的至少三種運行模式中運行，并且，通過在變速器設計中限制對另外的齒輪組的需求，所述變速器的設計便于將上述多個輸入/輸出速度比區(qū)間分開。該目的通過根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)可變變速器來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器包括:具有變化器輸入軸和變化器輸出軸的變化器；以及第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組。第一行星齒輪組和第二行星齒輪組中的每一個均具有以可操作方式連接到變速器輸入軸的第一構件，所述變速器輸入軸對于第一齒輪組和第二齒輪組是公用的。此外，第一行星齒輪組和第二行星齒輪組中的每個均具有以可操作方式連接到輸出軸的第二構件，所述輸出軸由第一齒輪組和第二齒輪組公用。所述第一行星齒輪組和第二行星齒輪組中的每一個還包括第三構件。第三行星齒輪組包括第一構件、第二構件和第三構件。變化器輸入軸以可操作方式連接到所述第二行星齒輪組的第三構件，并且，變化器輸出軸以可操作方式連接到所述第一行星齒輪組的第三構件。因此，所述變化器并聯(lián)到第一行星齒輪組和第二行星齒輪組。通過包括第一行星齒輪組和第二行星齒輪組，實現(xiàn)了所傳遞的動力在變化器單元和行星齒輪組之間的分流。通過具有動力分流的該變速箱，在許多運行模式中僅需通過變化器單元傳遞所述動力的一小部分。其余的動力通過行星齒輪單元傳遞。這意味著提高了總效率，因為與變化器單元相比，行星齒輪單元的能量損失相當小。此外，可減小所述變化器單元的尺寸。第三行星齒輪組具有第一構件、第二構件和第三構件。所述第三行星齒輪組的第一構件以可操作方式連接到所述變化器輸出軸。所述第三行星齒輪組的第一構件以可操作方式連接到所述變速器輸出軸。第三行星齒輪組的第二構件能選擇性地連接到第二行星齒輪組的所述第三構件且能選擇性地連接到變速器殼體。這通過選擇性地將第三行星齒輪組的第二構件連接到第二行星齒輪組的第三構件或者連接到變速器殼體而實現(xiàn)了第一運行模式和第二運行模式。在第三行星齒輪組的第二構件連接到變速器殼體的情況下，所述連續(xù)可變變速器將在第一運行模式中運行，其中第三行星齒輪組將作為減速齒輪組而工作，從而實現(xiàn)了在第三行星齒輪組上的大傳動比。在第三行星齒輪組的第二構件連接到第二行星齒輪組的第三構件的情況下，連續(xù)可變變速器將在第二運行模式中工作，其中，第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組將作為橋而工作，其中變化器的輸入軸和輸出軸既不連接到變速器輸入軸也不連接到變速器輸出軸。通過根據(jù)本發(fā)明的這種連續(xù)可變變速器設計，當該連續(xù)可變變速器采用第一運行模式、第二運行模式和第三運行模式時，第三行星齒輪組將根據(jù)三種不同的原理而工作。在第一模式中，第三行星齒輪組作為減速齒輪工作，在第二模式中，第三行星齒輪組將提供到該第三行星齒輪組的第一構件和第二構件的動力匯合，而在第三模式中，第三行星齒輪組是被動單元。在此以及在下文中，由第一齒輪組和第二齒輪組公用的輸出軸被稱為公用輸出軸。該公用輸出軸能選擇性地連接到變速器輸出軸。在公用輸出軸連接到變速器輸出軸的情況下，連續(xù)可變變速器將在第三運行模式中工作，其中，動力將從第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第二構件傳遞到變速器輸出軸。與第二運行模式中類似，連續(xù)可變變速器的第一行星齒輪組和第二行星齒輪組將在第三運行模式中作為橋而工作，該橋具有輸入軸、輸出軸和連接到兩個另外的軸的變化器。通過將第三行星齒輪組用作減速齒輪組，將能實現(xiàn)第三行星齒輪組上的大傳動t匕。這便于將不同運行模式的輸入/輸出速度比區(qū)間分開。可通過布置為分別將所述第三行星齒輪組的第二構件鎖定到變速器殼體且將第三行星齒輪組的第二構件從變速器殼體釋放的鎖定機構來執(zhí)行變速器殼體的選擇性連接。在第三行星齒輪組的第二構件和第二行星齒輪組的第三構件之間可布置有離合器，以完成第三行星齒輪組和第二行星齒輪組的第三構件之間的可操作性的連接或釋放所述連接。在所述公用輸出軸和所述變速器輸出軸之間可布置有離合器，以允許公用輸出軸與變速器輸出軸的接合或分離?？蛇x地，所述第三行星齒輪組的第一構件、第二構件和第三構件依次由太陽輪、齒圈和行星架構成?？蛇x地，第一行星齒輪組的第一構件、第二構件和第三構件依次由齒圈、行星架和太陽輪構成，并且第二行星齒輪組的第一構件、第二構件和第三構件依次由行星架、齒圈和太陽輪構成。在此以及在下文中，由第一`行星齒輪和第二行星齒輪公用的行星架被稱為公用行星架，并且，由第一行星齒輪和第二行星齒輪公用的齒圈被稱為公用齒圈?？蛇x地，所述第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第一構件由公用行星架構成，所述第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第二構件由公用齒圈構成，并且所述第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的所述第三構件由第一太陽輪和第二太陽輪構成?？蛇x地，所述第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第一構件由公用齒圈構成，所述第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第二構件由公用行星架構成，并且所述第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第三構件由第一太陽輪和第二太陽輪構成。在此以及在下文中，由第一行星齒輪組和第二行星齒輪組公用的變速器輸入軸(即，與第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第一構件接合或連接的變速器輸入軸)被稱為公用變速器輸入軸。還可設有模式選擇設備，該模式選擇設備實現(xiàn)了具有不同的連續(xù)可變速比區(qū)間的不同運行模式，該連續(xù)可變速比是所述公用變速器輸入軸和所述變速器輸出軸之間的連續(xù)可變速比。總速比itotal可定義為變速器輸出軸的轉速《transmissim，OTtput與變速器輸入軸的轉速的比值，即:CO transmission, input, total ^ transmission, output/ ^ transmission, input變化器速比可定義為變化器輸出軸的轉速《vaHatOT (Mtput與變化器輸入軸的轉速
O variator, input
的比值，即: variator ^ variator, output/ ^ variator, input優(yōu)選地，第一運行模式的第一區(qū)間為:從變化器速比為零時該連續(xù)可變變速器上的速比itotal=0，到變化器速比為無窮時該速比it()tal=k。第二運行模式的第二區(qū)間優(yōu)選為:從變化器速比為無窮時該速比itotal=k，到變化器速比為零時該速比it(rtal=m。第三運行模式的第三區(qū)間優(yōu)選為:從變化器速比為零時該速比it(rtal=m，到變化器速比為無窮時該速比itotal=n。為了在變化器速比為零時能夠使第三區(qū)間與第二區(qū)間相交(meet)，可在公用輸出軸和變速器輸出軸之間布置有齒輪級。所述模式選擇設備可包括鎖定機構、第一離合器、第二離合器和一組促動器。該鎖定機構布置為選擇性地將所述第三行星齒輪組的所述第二構件相對于變速器殼體鎖定和釋放。第一離合器布置在所述第三行星齒輪組的所述第二構件和所述第二行星齒輪組的所述第三構件之間。第二離合器布置在所述公用輸出軸和所述變速器輸出軸之間。此外，所述一組促動器布置為控制所述第一離合器和第二離合器的接合和分離，且布置為控制所述鎖定機構的釋放和鎖定。所述模式選擇設備可包括控制器，該控制器布置成用于操作所述一組促動器，以控制所述鎖定機構、第一離合器和第二離合器的操作。優(yōu)選地，當隨后要接合的離合器的輸入端處的轉速和輸出端處的轉速同步時執(zhí)行模式的改變。所述控制器實現(xiàn)了連續(xù)可變變速器在第一運行模式、第二運行模式和第三運行模式中的選擇性運行，在 第一運行模式中，鎖定機構被鎖定，且所述第一離合器和第二離合器分離，在第二運行模式中，鎖定機構被釋放，所述第一離合器接合且第二離合器分離，在第三運行模式中，鎖定機構被釋放、第一離合器分離且第二離合器接合?？蛇x地，所述變化器單元是液壓式變化器單元。在該情況下，該變化器單元包括第一液壓機和第二液壓機，該第一液壓機設有所述變化器單元的輸入軸，該第二液壓機設有所述變化器單元的輸出軸，所述第一液壓機和第二液壓機彼此液壓連接。此連續(xù)可變變速器的構造允許通過雙軛(dual yoke)來控制該變化器單元，從而實現(xiàn)了通過單個促動器同時控制第一液壓機和第二液壓機的移位。該連續(xù)可變變速器實現(xiàn)了具有變化器速比
variator。variator, output/。variator, input
的至少三種不同的運行模式，其中每種運行模式帶有相同的標記，由此實現(xiàn)了通過單個促動器來同時控制第一液壓機和第二液壓機?？蛇x地，所述變化器單元是電動式變化器單元。在該情況下，該變化器單元包括第一電機和第二電機，第一電機設有所述變化器單兀的輸入軸，第二電機設有所述變化器單兀的輸出軸，該第一電機和第二電機彼此電連接。本發(fā)明尤其可與例如輪式裝載機的工程機械一起使用。工程機械可設有鏟斗、車斗或其它類型的用于挖掘、提升、載運和/或運送載荷的器具。工程機械可在無道路的區(qū)域中、以大載荷和重載荷運行，例如用于與筑路、隧道修建、沙坑、礦山和類似環(huán)境相關的運送。例如輪式裝載機的工程機械通常設有例如內燃機的原動機、具有扭矩變換器的傳動系、以及用于將動力提供給輪式裝載機的驅動輪的變速箱。除了將動力供給到驅動輪之夕卜，內燃機必須向輪式裝載機的液壓系統(tǒng)的一個或多個液壓泵提供動力。該液壓系統(tǒng)用于提升操作和/或使工程機械轉向。液壓工作缸可布置為用于提升和降低提升臂單元，在所述提升臂單元上安裝有鏟斗、貨叉或其它類型的附件或作業(yè)工具。通過使用另一液壓工作缸，鏟斗也可傾斜或樞轉。稱為轉向缸的另外的液壓缸被布置為:通過輪式裝載機的相對于彼此樞轉地連接的前車身部分和后車身部分的相對移動，使輪式裝載機轉向。變速箱是如上所述的連續(xù)可變變速器，其與有級變速箱相比具有很多優(yōu)點。例如，工程機械的速度可與原動機的轉速無關地被控制。如果連續(xù)可變變速器的轉速范圍包括如下模式:其中，與變速箱輸入軸的轉速無關，變速箱輸出軸的轉速為零或接近于零，同時，扭矩能夠從輸入軸傳遞到輸出軸(通常稱為帶有空檔的無限可變變速器(IVT))，則可省去工程機械中通常使用的扭矩變換器。上述用語“為零或接近于零”是指輸出軸的轉速為零或處于每分鐘數(shù)轉的水平。通過該連續(xù)可變變速器和空檔功能，對于所有的車輛速度，液壓系統(tǒng)的運行均可與該工程機械的推進分離。此外，當工程機械靜止時，可通過原動機驅動液壓系統(tǒng)，而不使用任何離合器使該原動機相對于傳動系分離。


下面，參考附圖更詳細地描述作為示例論述的本發(fā)明的實施例。在附圖中:圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器的設計的示意性圖示。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器的第一特定實施例的示意性圖示。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器的第二特定實施例的示意性圖示。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器的第三特定實施例的示意性圖示。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器的第四特定實施例的示意性圖示。圖6示出了圖3中示出的第二特定實施例的變體的更詳細的圖示。圖7a至圖7i示出了可通過圖6中示出的第二實施例獲得的不同運行模式中的動力流。圖8a至圖8f示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器的多種實施例。圖9不出了對于第一模式、第二模式和第三模式以及反向模式的、作為總速比的函數(shù)的變化器動力比。圖10示出了對于第一模式、第二模式和第三模式以及反向模式的、作為變化器速度比的函數(shù)的總速比。圖11是圖示了具有鏟斗和液壓系統(tǒng)的輪式裝載機的側視圖，鏟斗用于裝載操作，液壓系統(tǒng)用于操作鏟斗和使輪式裝載機轉向。圖12是圖11中圖示的工程機械的傳動系的示意性圖示。圖13示出了可在兩種不同模式下運行的連續(xù)可變變速器。圖14示出了在圖13中所示的連續(xù)可變變速器的特定實施例。
具體實施例方式在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器I的設計的示意性圖示。連續(xù)可變變速器I包括變化器單元2，該變化器單元2具有變化器輸入軸4和變化器輸出軸6。該變化器單元可以是液壓式變化器單元，該變化器單元包括第一液壓機和第二液壓機，第一液壓機設有所述變化器單元的輸入軸，第二液壓機設有所述變化器單元的輸出軸，第一液壓機和第二液壓機彼此液壓連接；或者，該變化器單元也可以是電動式變化器單元，該變化器單元包括第一電機和第二電機，第一電機設有所述變化器單元的輸入軸，第二電機設有所述變化器單元的輸出軸，該第一電機和第二電機彼此電連接。優(yōu)選地，該變化器是液壓式變化器單元。在一個實施例中，該變化器單元可以是具有兩個彎曲軸線或斜盤型軸向活塞單元的靜液壓變速器，所述斜盤型軸向活塞單元交替地作為泵和馬達而運行，從而可以通過可樞轉的雙軛或通過可樞轉的雙斜盤一起調整這兩個軸向活塞單元。這樣的變化器單元是本領域技術人員已熟知的，例如，在DE1064311或US2009/0020004中詳述了這種變化器單
J Li ο所述連續(xù)可變變速器還分別包括第一行星齒輪組8、第二行星齒輪組10和第三行星齒輪組12。這些行星齒輪組是常規(guī)類型的行星齒輪組，其包括第一構件14a、14b、14c、第二構件16a、16b、16c和第三構件18a、18b、18c。通常，這些第一構件、第二構件和第三構件由太陽輪、行星架和齒圈構成。第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10布置在一起。這意味著:這兩個行星齒輪組具有公用變速器輸入軸20和公用輸出軸22，該公用變速器輸入軸20以可操作方式分別連接到第一行星齒輪組和第二行星齒輪組各自的第一構件14a、16a，該公用輸出軸22以可操作方式分別連接到第一行星齒輪組和第二行星齒輪組各自的第二構件 14b、16b。該公用輸入軸與上述兩個第一構件之間的可操作連接以及該公用輸出軸與上述兩個第二構件之間的可操作連接可以是直接連接，其中，該公用輸入軸可能作為整體部分直接連接到上述兩個第一構件，而不需要任何中間的齒輪級，并且，上述兩個第二構件可能作為整體部分直接連接到該公用輸出軸，而不需要任何中間的齒輪級。在根據(jù)圖1所示的本發(fā)明實施例的連續(xù)可變變速器中，變化器輸入軸4以可操作方式連接到第二行星齒輪組10的第三構件16c?！耙钥刹僮鞣绞竭B接”這里是指該連接可經(jīng)由一組齒輪級來進行。可以包括用于所述變化器輸入軸4與第二行星齒輪組10的第三構件16c之間的連接的齒輪級，以允許在不使變速箱拓撲結構明顯更復雜的情況下進行第二行星齒輪組10的第三構件與變化器輸入軸4之間的連接。替代地，該連接也可以是直接連接。變化器輸出軸6以可操作方式連接到第一行星齒輪組8的第三構件14c?！耙钥刹僮鞣绞竭B接”這里是指該連接可經(jīng)由一組齒輪級來進行?？梢园ㄓ糜谒鲎兓鬏敵鲚S6與第一行星齒輪組8的第三構件14c之間的連接的齒輪級，以允許在不使變速箱拓撲結構明顯更復雜的情況下進行第一行星齒輪組8的第三構件與變化器輸出軸6之間的連接。替代地，該連接也可以是直接連接。所述第三行星齒輪組12的第一構件18a以可操作方式連接到變化器輸出軸6?！耙钥刹僮鞣绞竭B接”這里是指該連接可經(jīng)由一組齒輪級來進行?？梢园ㄓ糜谒鲎兓鬏敵鲚S6與第三行星齒輪組12的第一構件18a之間的連接的齒輪級，以允許在不使變速箱拓撲結構明顯更復雜的情況下進行變化器輸出軸6與第一行星齒輪組8的第三構件及第三行星齒輪組12的第一構件18a之間的連接。替代地，該連接也可以是直接連接。第三行星齒輪組12的第二構件18b能選擇性地連接到第二行星齒輪組10的第三構件16c?！澳苓x擇性地連接”這里是指:第三行星齒輪組12的第二構件18b和第二行星齒輪組10的第三構件16c之間的連接可以是接合或分離。因此，可在所述第三行星齒輪組的第二構件和所述第二行星齒輪組的第三構件之間布置有離合器24。離合器24可以是適合進行該連接的任何類型的離合器。在此，除了離合器24之外，將第三行星齒輪組12與第二行星齒輪組10的第三構件16c連接的支路31還可包括用于在不使變速箱拓撲結構明顯更復雜的情況下實現(xiàn)所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第二行星齒輪組的第三構件之間的連接的齒輪級。第三行星齒輪組12的第二構件18b能選擇性地連接到變速器殼體26?！澳苓x擇性地連接”這里是指:第三行星齒輪組12的第二構件18b與變速器殼體26之間的連接可以是接合或分離。因此，可在第三行星齒輪組12的第二構件18b與變速器殼體26之間布置有鎖定單元28。鎖定單元28可以是適于將第三行星齒輪組12的第二構件18b相對于變速器殼體26鎖定和釋放的任何合適類型的鎖定單元。在此，將第三行星齒輪組12和變速器殼體連接的支路一般不具有任何齒輪級，但也可包括用于實現(xiàn)所述第三行星齒輪組的第二構件與變速器殼體之間的連接的齒輪級。第三行星齒輪組12的第三構件18c以可操作方式連接到變速器輸出軸30。“以可操作方式連接”這里是指該連接可經(jīng)由一組齒輪級來進行?？梢园ㄓ糜谠诓皇棺兯傧渫負浣Y構明顯更復雜的情況下允許進行第三行星齒輪組12的第三構件18c與變速器輸出軸30之間的連接的齒輪級。替代地，該連接也可以是直接連接。公用輸出軸22能選擇性地連接到變速器輸出軸30?！澳苓x擇性地連接”這里是指:公用輸出軸22和變速器輸出軸30之間的連接可以是接合或分離。因此，可在公用輸出軸22和變速器輸出軸30之間布置有離合器32。離合器32可以是適合進行該連接的任何類型的離合器。在此，除了離合器32之外，將公用輸出軸22和變速器輸出軸30連接的支路33還可包括用于在變化器速比為零的情況下、使第三變速器速比區(qū)間與第二變速器速比區(qū)間相交的齒輪級，如參考圖10所描述的。連續(xù)可變變速器I包括五個支路:將第三行星齒輪組12的第二構件18b連接到第二行星齒輪組10的第三構件16c的第一支路31，將第二行星齒輪組10的第三構件16b與變化器輸入軸4連接的第二支路35，將變化器輸出軸6連接到第一行星齒輪組8的第三構件14c的第三支路37，將第一行星齒輪組8的第三構件14c連接到第三行星齒輪組12的第一構件18a的第四支路39，將公用輸出軸22連接到變速器輸出軸30的第五支路33。這些支路中的每一個均可包括齒輪級。通常，第一支路31和第四支路39中可包括任何齒輪級，以便從第三行星齒輪組12容易地接近第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的第三構件14c、16c。第二支路35和第三支路37中的齒輪級通常布置為使得所述變化器通過其液壓機或電機以希望的運行速度范圍運行。第一支路31中的齒輪級可位于第一離合器24的任一側，即位于離合器24的與第三行星齒輪組的第二構件18b更靠近的一側，或位于該離合器的與第二行星齒輪組的第三構件16c更靠近的一側。明顯的是，除了實現(xiàn)了選定的變速器拓撲結構的齒輪級之外，被描述為以可操作方式連接且選擇性地連接的上述支路還可包括另外的齒輪級，例如取力器和/或另外的主動或被動元件，例如離合器。然而，為實現(xiàn)緊湊的變速器拓撲結構，該變速器優(yōu)選僅包括實現(xiàn)所期望的運行模式所必需的離合器和鎖定元件，且包括盡可能少的齒輪級。因此，連續(xù)可變變速器I包括模式選擇設備34，該模式選擇設備34實現(xiàn)了具有不同的連續(xù)可變速比區(qū)間的不同運行模式，該連續(xù)可變速比是公用輸入軸20和變速器輸出軸30之間的連續(xù)可變速比。模式選擇設備34包括:鎖定機構28，該鎖定機構28布置成選擇性地將所述第三行星齒輪組12的第二構件18b相對于變速器殼體26鎖定和釋放；第一離合器24,該第一離合器24布置在第三行星齒輪組12的第二構件18b和第二行星齒輪組10的第三構件16c之間；第二離合器32,該第二離合器32布置在公用輸出軸22和變速器輸出軸30之間；以及一組促動器36a、36b、36c,該一組促動器36a、36b、36c布置成控制所述鎖定機構28的釋放和鎖定并布置成控制第一離合器24和第二離合器32的接合和分離。模式選擇設備34還包括控制器38，該控制器38布置成用于操作所述一組促動器36a、36b、36c0控制器38實現(xiàn)了連續(xù)可變變速器I在第一運行模式、第二運行模式和第三運行模式中的選擇性運行，在第一運行模式中，鎖定機構28被鎖定且所述第一離合器24和第二離合器32分離；在第二運行模式中，鎖定機構28被釋放，第一離合器24接合且第二離合器32分離，在第三運行模式中，鎖定機構28被釋放，第一離合器24分離且第二離合器32接合。因此，提供了該模式選擇設備34，以實現(xiàn)具有不同的連續(xù)可變速比區(qū)間的不同運行模式，該連續(xù)可變速比是公用輸入軸20和變速器輸出軸30之間的連續(xù)可變速比。速比itotal可定義為變速器輸出軸30的轉速
transmission, output
與變速器輸入軸20
的轉速
^ transmission, input 的比值，即 total ^ transmission, output/ ^ transmission, input
。變化器速比可定
義為 ivariator ^ variator, output/ ^ variator, input °優(yōu)選地，第一運行模式的第一區(qū)間為:從變化器速比為零時該連續(xù)可變變速器上的速比itotal=0，到變化器速比為無窮時該速比it()tal=k。第二運行模式的第二區(qū)間優(yōu)選為:從變化器速比為無窮時該速比itotal=k，到變化器速比為零時該速比it(rtal=m。第三運行模式的第三區(qū)間優(yōu)選為:從變化器速比為零時該速比it(rtal=m，到變化器速比為無窮時該速比itotal=n。為了在變化器速比為零時能夠使第三區(qū)間與第二區(qū)間相交，可在公用輸出軸22和變速器輸出軸30之間布置有齒輪級。圖2中示出了本發(fā)明的第一特定實施例，其中，第三行星齒輪組12的第一構件18a、第二構件18b和第三構件18c依次由太陽輪、齒圈和行星架構成。此外，第一行星齒輪組8的第一構件14a、第二構件14b和第三構件14c依次由齒圈、行星架和太陽輪構成，并且，第二行星齒輪組10的第一構件16a、第二構件16b和第三構件16c依次由行星架、齒圈和太陽輪構成。軸42將變化器輸出軸6和第三行星齒輪組12的太陽輪18a連接。第一齒輪級40布置在軸42和第一行星齒輪組8的太陽輪14c之間。在將第三行星齒輪組12的齒圈18b與第二行星齒輪組10的太陽輪16c連接的支路中包括第二齒輪級44，以便能夠進行第一離合器24的輸出軸46和軸48之間的連接，該軸48連接到第二行星齒輪組10的太陽輪16c。在將第二行星齒輪組10的太陽輪16c與變化器輸入軸4連接的支路中包括第三齒輪級50，以實現(xiàn)變化器輸入軸4與連接到第二行星齒輪組10的太陽輪16c的軸48之間的連接。在公用輸出軸22和變速器輸出軸30之間包括第四齒輪級52，以便能夠在變化器速比為零時使變速器速比的第三區(qū)間與第二區(qū)間相交。另外，可在變速器輸入軸和變速器輸出軸處設有第五齒輪級54和第六齒輪級56，以提供所期望的總速比。
圖3中示出了本發(fā)明的第二特定實施例，其中，所述第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的第一構件14a、16a由公用行星架構成，所述第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的第二構件14b、16b由公用齒圈構成，且第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的第三構件14c、16c由第一太陽輪和第二太陽輪構成。連續(xù)可變變速器I的其余部分以與圖2所示的第一特定實施例相同的方式設計。第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10可優(yōu)選設計為Ravigneaux行星齒輪系。圖4中示出了本發(fā)明的第三特定實施例，其中，所述第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的第一構件14a、16a由公用齒圈構成，所述第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的第二構件14b、16b由公用行星架構成，并且第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的第三構件14c、16c由第一太陽輪和第二太陽輪構成。在該實施例中，第一齒輪級40位于第三行星齒輪組12的太陽輪18a與連接所述變化器輸出軸6的軸42之間。此外，第二齒輪級44連接到第二行星齒輪組10的太陽輪16c。連續(xù)可變變速器I的其余部分以與圖3所示的第二特定實施例相同的方式設計。第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10可優(yōu)選設計為Ravigneaux行星齒輪系。圖5中示出了本發(fā)明的第四特定實施例，其中，模式劃分設備58布置為重新使用所述第二運行模式，在第二運行模式中，第一離合器24接合，鎖定機構28被釋放，且第二離合器32分離。在該實施例中，第一齒輪級40和第二齒輪級44以與圖2、圖3相同的方式布置。該模式劃分設備包括分別布置在模式劃分設備58的第一支路64和第二支路66中的第三離合器60和第四離合器62。每個支路64、66以可操作方式連接到第三行星齒輪組12的第三構件18c和變速器輸出軸30。這兩個支路中包括齒輪級68、70，所述齒輪級具有不同的傳動比，以在相應支路上實現(xiàn)不同的輸出比。公用輸出軸22能選擇性地連接到第二支路66。在將公用輸出軸22和第二支路66連接的支路中包括齒輪級52。該模式劃分設備可添加到圖1至圖4所示的任一個實施例中。在運行中，當?shù)谝浑x合器24接合時，第三離合器60或第四離合器62接合，從而實現(xiàn)了兩個不同的運行模式，即第二模式和第四模式，由此，該連續(xù)可變變速器可在四個不同的運行模式中運行。圖6中示出了圖3所示的第二特定實施例的變體的更詳細圖示。對于連續(xù)可變變速器1，前進/倒檔齒輪單元72添加到變速器輸入軸20。前進/倒檔齒輪單元72包括具有第一齒輪76的輸入軸74，該第一齒輪76與通過前進離合器82可釋放地連接到中間軸80的第二齒輪78接合。中間軸80承載有第三齒輪84。第四齒輪86通過倒檔離合器88可釋放地連接到輸入軸74。當前進離合器82接合時，倒檔離合器88分離，反之亦然。第三齒輪84和第四齒輪86均與附接到變速器輸入軸20的輸入齒輪90接合。變速器輸入軸20連接到布置為Ravigneaux行星齒輪系11的第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的公用行星架91。該Ravigneaux行星齒輪系包括:大太陽輪16c和小太陽輪14c ；以及公用行星架91，該公用行星架91連接有一組內側行星齒輪92和一組外側行星齒輪94。所述一組內側行星齒輪92與小太陽輪14c嚙合，所述一組外側行星齒輪94與大太陽輪16c及齒圈96嚙合。內側行星齒輪92和外側行星齒輪94彼此嚙合。第一行星齒輪組8的小太陽輪14c連接到變化器輸出軸6，該變化器輸出軸6同心地布置在空心的變速器輸入軸20內。第二行星齒輪組10的大太陽輪16c由圍繞變速器輸入軸20同心地布置的空心軸100連接到齒輪102。齒輪102連接到經(jīng)由第一離合器24可釋放地布置在中間軸106上的齒輪104。鎖定單元28布置成選擇性地將中間軸106鎖定到變速器殼體26。齒輪104與連接到變化器輸入軸4的齒輪105嚙合，所述變化器輸入軸4連接到在變化器內包括的第一液壓機3。第一液壓機3液壓連接到第二液壓機5，所述第二液壓機5連接到變化器輸出軸6?？赏ㄟ^雙軛7控制第一液壓機3和第二液壓機5。中間軸106還連接到第三行星齒輪組12的齒圈18b。齒圈18b與行星齒輪108嚙合，所述行星齒輪108與第三行星齒輪組12的太陽輪18a嚙合。第三行星齒輪組12的太陽輪18a連接到軸110，所述軸110承載有齒輪112，該齒輪112與布置在軸116上的齒輪114嚙合，該軸116連接到第一行星齒輪組8的太陽輪14c。第三行星齒輪組12的行星架18c附接到與軸110同心地連接到太陽輪18a的空心軸118?？招妮S118承載有齒輪120，該齒輪120與變速器輸出軸30上的齒輪112嚙合。Ravigneaux行星齒輪系11中的第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的公用齒圈96連接到空心軸124，該空心軸124以與軸116同心的方式連接到第一行星齒輪組8的太陽輪14c。空心軸124承載有齒輪126，該齒輪126與空心軸130上的齒輪128嚙合?？招妮S130通過離合器32可釋放地連接到同心地布置在空心軸130內的軸134。軸134承載有齒輪136，該齒輪136與布置在變速器輸出軸30上的齒輪122嚙合。分別通過第一離合器24和第二離合器32的分離或接合，并通過由鎖定單元28進行的、第三行星齒輪組12的第二構件18b相對于變速器殼體26的鎖定或釋放，該連續(xù)可變變速器能夠以上文中參考圖1至圖4說明的方式采用三種不同的運行模式。在圖7a至圖7i中，示出了可通過圖6所示的第二實施例的變體獲得的不同運行模式中的動力流。圖7a至圖7i示出了一起布置為Ravigneaux行星齒輪系的第一行星齒輪組和第二行星齒輪組，該Ravigneaux行星齒輪系具有:連接到變速器輸入軸20的公用行星架91 ;連接到公用輸出軸22的公用齒圈96 ；以可操作方式連接到變化器輸出軸6的第一太陽輪14c ;以及，以可操作方式連接到變化器輸入軸4的第二太陽輪16c。公用輸出軸22能經(jīng)由第二離合器32選擇性地連接到變速器輸出軸30。第三行星齒輪組12包括太陽輪18a、齒圈18b和行星架18c。太陽輪18a以可操作方式連接到第一太陽輪14c和變化器輸出軸6。齒圈18b能選擇性地連接到鎖定單元28，且第一離合器24以可操作方式連接到第二太陽輪16c。行星架18c以可操作方式連接到變速器輸出軸30。該變速器還包括前進/倒檔齒輪單元72，所述前進/倒檔齒輪單元72具有用于選擇性地接合的前進離合器82和倒檔離合器88。圖7a示出了當變化器輸出軸6接近于靜止時、在第一前進運行模式開始時的動力流。前進離合器82和鎖定單元28接合，同時，第一離合器24和第二離合器32分離。所述動力經(jīng)過前進離合器流到變速器輸入軸20。所述動力的大部分經(jīng)由第二太陽輪16c傳遞到變化器輸入軸4，經(jīng)過所述變化器傳遞到第三行星齒輪組12的太陽輪18a，所述第三行星齒輪組12作為減速齒輪組而工作，因為第三行星齒輪組的齒圈18b被鎖定到變速器殼體26。所述動力經(jīng)過第三行星齒輪組的行星架18c流到變速器輸出軸30。第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10在第一模式中作為輸出聯(lián)接分路而工作，其中，通向輸入軸20的動力經(jīng)由第一行星齒輪組8的第三構件14c分配到第三行星齒輪組12的第一構件18a，以及經(jīng)由第二行星齒輪組10的第三構件16c、經(jīng)過變化器2分配到第三行星齒輪組12的第一構件18a。
圖7b示出了當變化器輸入軸與變化器輸出軸以相同速度旋轉時的、第一運行模式中的動力流。在此，動力在Ravigneaux行星齒輪系中以相等或大致相等的大小被分配到第一太陽輪14c和第二太陽輪16c。因此，所述動力經(jīng)由第二太陽輪16c、經(jīng)過所述變化器單元且經(jīng)由第一太陽輪14c流到第三行星齒輪組的太陽輪18a。圖7c示出了第一運行模式結束時的動力流，其中，變化器輸入軸4接近于靜止。所述動力的大部分經(jīng)由第一太陽輪14c流到第三行星齒輪組12的太陽輪18a，其一小部分經(jīng)由第二太陽輪16c和變化器2流道第三行星齒輪組12的太陽輪18a。圖7d示出了當變化器輸入軸4接近于靜止時的、在第二前進模式開始時的動力流。前進離合器82和第一離合器24接合，同時，鎖定單元28和第二離合器32分離。所述動力經(jīng)由前進離合器流到變速器輸入軸20。所述動力的大部分流經(jīng)第一太陽輪14c，其一小部分流經(jīng)第二太陽輪16c。來自第一太陽輪14c的動力流被分配到變化器輸出軸6和第三行星齒輪組12的太陽輪18a。所述動力流過變化器單元2并與來自第二太陽輪16c的動力流匯合而流到第三行星齒輪組12的齒圈18b。從第一太陽輪14c到第三行星齒輪組12的太陽輪18a的動力流支配了經(jīng)過所述變化器單元的動力流和從第二太陽輪16c到齒圈18b的動力流。第一行星齒輪組8、第二行星齒輪組10和第三行星齒輪組12在第二模式中作為橋而工作，其中，變化器2連接到第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的相應的第三構件，變速器輸入軸20連接到第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的相應的第一構件，且變速器輸出軸30僅被第三行星齒輪組12的第三構件18c驅動。圖7e示出了當變化器輸入軸與變化器輸出軸以相同速度旋轉時的、第二運行模式中的動力流。在此，所述動力在Ravigneaux行星齒輪系中分配到第一太陽輪14c和第二太陽輪16c，使得來自第一太陽輪14c的輸出動力和通向第三行星齒輪組的齒圈18b的輸入動力具有相等或大致相等的大小。來自第一太陽輪14c的輸出動力被分流到變化器輸出軸6和太陽輪18a。來自第二太陽輪16c的輸出動力被添加到經(jīng)由變化器2傳遞的動力并進一步傳遞到齒圈18b。圖7f示出了當變化器輸出軸6接近于靜止時的、在第二運行模式結束時的動力分離。在此，所述動力流經(jīng)與圖7e中相同的路徑，而流過第二太陽輪16c的動力流支配了流過第一太陽輪14c的動力流，使得通向齒圈18b的動力流明顯支配了通向太陽輪18a的動力流。圖7g示出了當變化器輸出軸6接近于靜止時的、在第三前進模式開始時的動力流。前進離合器82和第二離合器32接合，同時，鎖定單元28和第一離合器24分離。所述動力經(jīng)過前進離合器流到變速器輸入軸20。所述動力的大部分經(jīng)由Ravigneaux行星齒輪系的齒圈96和公用輸出軸22流到變速器輸出軸30。其一小部分從第二太陽輪16c經(jīng)由變化器單元2流道第一太陽輪14c。第一行星齒輪組和第二行星齒輪組在第三運行模式中作為橋而工作。圖7h示出了當變化器輸入軸與變化器輸出軸以相同速度旋轉時的、在第三前進模式中的動力流。在此，從第二太陽輪16c到第一太陽輪14c的動力流已增答,而所述動力的大部分仍經(jīng)由Ravigneaux行星齒輪系的齒圈96和公用輸出軸22流到變速器輸出軸30。圖7i示出了當變化器輸入軸4接近與靜止時的、在第三前進模式結束時的動力流。所述動力以與圖7g所示相同的方式流動，S卩，在Ravigneaux行星齒輪系的太陽輪之間循環(huán)的動力比圖7h所示的運行更少。通過接合倒檔離合器88而不是前進離合器來提供所述第一模式、第二模式和第三倒檔模式。圖8a至圖8f中示出了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器的多個實施例。連續(xù)可變變速器I包括第一行星齒輪組8、第二行星齒輪組10和第三行星齒輪組
12。第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10布置在一起且每個均包括第一構件14a、16a和第二構件14b、16b,第一構件14a、16a以可操作方式連接到公用變速器輸入軸20,第二構件14b、16b以可操作方式連接到公用輸出軸22。所述第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10中的每一個還包括第三構件14c、16c。在一些實施例中，第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10布置成Ravigneaux行星齒輪系。在該情況下,第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第一構件14a、16a由公用行星架或公用齒圈構成，并且第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第二構件14b、16b由公用齒圈或公用行星架構成。第三行星齒輪組具有第一構件18a、第二構件18b和第三構件18c。該連續(xù)可變變速器還包括變化器單元2，所述變化器單元2包括連接到變化器輸入軸4的第一液壓機3以及連接到變化器輸出軸6的第二液壓機5。在所有實施例中，變化器輸入軸4以可操作方式連接到第二行星齒輪組10的第三構件16c。變化器輸出軸6以可操作方式連接到所述第一行星齒輪組8的第三構件14c。第三行星齒輪組12的第一構件18a以可操作方式連接到變化器輸出軸6。第三行星齒輪組12的第二構件18b能選擇性地連接到第二行星齒輪組10的第三構件16c且能選擇性地連接到變速器殼體26。第三行星齒輪組12的第三構件18c以可操作方式連接到變速器輸出軸30，并且，公用輸出軸22能選擇性地連接到變速器輸出軸30。連續(xù)可變變速器I包括第一離合器單元24和第二離合器單元32以及鎖定到變速器殼體的鎖定單元28。此外，還設有前進/倒檔齒輪單元72。圖8a對應于圖2所公開的實施例，其中第一行星齒輪組8的第一構件14a、第二構件14b和第三構件14c依次由齒圈、行星架和太陽輪構成。第二行星齒輪組10的第一構件16a、第二構件16b和第三構件6c依次由行星架、齒圈和太陽輪構成。前進/倒檔齒輪單元72連接到變速器輸出軸30。圖8對應于圖2所示的實施例，其中，前進/倒檔齒輪單元72連接到變速器輸入軸20。圖Sc對應于圖3所示的實施例，其中第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10布置為Ravigneaux行星齒輪系11。前進/倒檔齒輪單元72連接到變速器輸入軸20。圖8d對應于圖3所示的實施例，其中第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10布置為Ravigneaux行星齒輪系11。前進/倒檔齒輪單元72連接到變速器輸出軸30。圖8e對應于圖4所示的實施例，其中變速器輸入軸20連接到公用齒圈96，且公用輸出軸22連接到公用行星架91。前進/倒檔齒輪單元72連接到變速器輸出軸30。圖8f對應于圖8e所示的實施例，其中前進/倒檔齒輪單元72連接到變速器輸入軸20。在圖8a至圖8f所示的實施例中，第二離合器單元32直接聯(lián)接到公用輸出軸22，而在圖6所示的實施例中，第二離合器32布置在單獨的軸上。通過將第二離合器單元布置在公用輸出軸上，實現(xiàn)了緊湊的設計，同時，通過將第二離合器單元布置在單獨的軸上，便于向離合器單元提供液壓油。圖9示出了對于第一模式、第二模式和第三前進和倒檔模式的、作為總速比it()tal的函數(shù)的變化器動力比PvmiatOT/Pt(rtal。模式的變化發(fā)生在變化器動力比為O時。各個模式分別被標示為F1、F2、F3、R1、R2和R3。圖10示出了對于第一模式、第二模式和第三前進和倒檔模式的、作為變化器速比1_&-的函數(shù)的總速比模式的變化發(fā)生在變化器速比為O或無窮時。各個模式分別被標示為F1、F2、F3、R1、R2和R3。圖11是輪式裝載機形式的工程機械201的圖示，工程機械201具有器具202。該術語“器具”旨在包括利用液壓原理的任何類型的工具，例如布置在輪式裝載機上的鏟斗、貨叉或抓取工具，或布置在鉸接式翻斗車上的車斗。所圖示的器具包括鏟斗203，所述鏟斗203布置在臂單元204上，以用于提升和降低鏟斗203，另外，鏟斗203可相對于臂單元204傾斜或樞轉。輪式裝載機201設有液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)包括至少一個液壓機(圖11中未示出)。該液壓機可以是液壓泵，但優(yōu)選該液壓機可作為具有反向液壓流體流的液壓泵以及液壓馬達工作。具有上述兩個功能的該液壓機可用作泵，以向液壓系統(tǒng)提供液壓流體，以例如用于提升和傾斜鏟斗，且用作液壓馬達以用于例如在器具202的降低運行期間回收能量。在圖11所示的示例實施例中，該液壓系統(tǒng)包括用于運行臂單元204的兩個液壓缸205a、205b和用于使鏟斗203相對于臂單元204傾斜的液壓缸206。此外，該液壓系統(tǒng)還包括布置在輪式裝載機的兩個相反側的兩個液壓缸207a、207b，以通過前車身部分208和后車身部分209的相對移動而使輪式裝載機轉向。換言之，該工程機械是通過轉向缸207a、207b進行轉向的車架轉向式工程機械。圖12是圖11所示的工程機械201的傳動系210的示意性圖示。傳動系210包括:用于向工程機械的驅動輪212供給動力的原動機211 ；以及布置在原動機211和驅動輪212之間的傳動系213,以將動力從原動機211傳遞到驅動輪212。圖12中示意性地圖示了驅動輪212。然而，根據(jù)本發(fā)明的工程機械中可使用任何數(shù)目的車輪和輪軸。例如，可存在如圖11所示的一個前輪軸和一個后輪軸，某些車輪或全部車輪可以是驅動輪。雖然原動機211優(yōu)選是例如柴油機的內燃機(ICE )，但也可使用例如斯特靈發(fā)動機的其它原動機211。傳動系213包括變速器214，所述變速器214包括根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)可變變速器I和前進/倒檔齒輪單元72。變速器214布置在原動機211和驅動輪212之間。在圖12中，示意性地圖示了用于使布置在工程機械201上的器具202移動和/或用于使工程機械201轉向的所述至少一個液壓機215。該工程機械可裝配有一個或多個液壓機，以提供所要求的液壓流體。圖13和圖14所示類型的變速器大致涉及如下連續(xù)可變變速器，該連續(xù)可變變速器包括:具有變化器輸入軸和變化器輸出軸的變化器單元；以及第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組。第一行星齒輪組和第二行星齒輪組布置在一起且每個均包括以可操作方式連接到公用變速器輸入軸的第一構件和第三構件。第三行星齒輪組包括第一構件、第二構件和第三構件。此外，變化器輸入軸以可操作方式連接到第二行星齒輪組的第三構件，且變化器輸出軸以可操作方式連接到第一行星齒輪組的第三構件。所述第三行星齒輪組的第一構件以可操作方式連接到所述變化器輸出軸。第三行星齒輪組的第二構件能選擇性地連接到第二行星齒輪組的第三構件且能選擇性地連接到變速器殼體。第三行星齒輪組的第三構件以可操作方式連接到變速器輸出軸。通過第一離合器單元的接合或分離以及通過用鎖定單元將第三行星齒輪組的第二構件相對于變速器殼體釋放或鎖定，該連續(xù)可變變速器可在兩種運行模式中運行。通過連續(xù)可變變速器的設計，第三行星齒輪組可在第一運行模式中作為減速齒輪而工作，從而實現(xiàn)第三行星齒輪組上的大傳動比，并且，第三行星齒輪組可在第二模式中、當動力在通向第三行星齒輪組的第一構件的一個支路中且在通向第三行星齒輪組的第二構件的另一個支路中經(jīng)過第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的第三構件分配到第三行星齒輪組時，作為匯合裝置而工作。第三行星齒輪組的作為減速齒輪和作為匯合來自兩個支路的動力的使用實現(xiàn)了變速器的緊湊設計，而不包括帶有大傳動比的齒輪級的組。在一個實施例中，如圖14所示，第一行星齒輪組和第二行星齒輪組被設計為簡化的Ravigneaux行星齒輪系。圖13示出了可在兩種不同模式中運行的連續(xù)可變變速器。在該圖中，前進/倒檔齒輪單元72連接到簡化的Ravigneaux行星齒輪系11的公用行星架91。該簡化的Ravigneaux行星齒輪系是不具有公用齒圈的Ravigneaux行星齒輪系。該簡化的Ravigneaux行星齒輪系包括大太陽輪16c和小太陽輪14c以及公用行星架91，公用行星架91帶有連接到其上的一組內側行星齒輪92和一組外側行星齒輪94。所述一組內側行星齒輪92與小太陽輪14c嚙合，所述一組外側行星齒輪94與大太陽輪16c嚙合。內側行星齒輪92和外側行星齒輪94彼此嚙合。小太陽輪14c連接到第四支路39中的第三行星齒輪組12的太陽輪18a。大太陽輪16c連接到第一支路31中的第三行星齒輪組12的齒圈18b。大太陽輪16c連接到第二支路35中的變化器輸入軸4。變化器輸出軸6連接到第三支路37中的小太陽輪14c。如圖13所示，該第一支路、第二支路和第四支路中可包括齒輪級，但第三支路中也可包括齒輪級。通過第一離合器單元24的接合或分離以及通過用鎖定單元28將第三行星齒輪組12的齒圈18b相對于變速器殼體26釋放或鎖定,該連續(xù)可變變速器可在第一模式和第二模式中運行。圖14示出了圖13所示的連續(xù)可變變速器的特定實施例。對于連續(xù)可變變速器1，前進/倒檔齒輪單元72被添加到變速器輸入軸20。前進/倒檔齒輪單元72包括具有第一齒輪76的輸入軸74，所述第一齒輪76與通過前進離合器82可釋放地連接到中間軸80的第二齒輪78接合。中間軸80承載有第三齒輪84。第四齒輪86通過倒檔離合器88可釋放地連接到輸入軸74。當前進離合器接合時，倒檔離合器分離，反之亦然。第三齒輪84和第四齒輪86均與附接到變速器輸入軸20的輸入齒輪90接合。變速器輸入軸20連接到被布置成Ravigneaux行星齒輪系11的第一行星齒輪組8和第二行星齒輪組10的公用行星架91。該行星齒輪系是簡化的Ravigneaux式行星齒輪系。該行星齒輪系包括大太陽輪16c和小太陽輪14c以及公用行星架91，公用行星架91具有連接到其上的一組內側行星齒輪92和一組外側行星齒輪94。所述一組內側行星齒輪92與小太陽輪14c嚙合，所述一組外側行星齒輪94與大太陽輪16c嚙合。內側行星齒輪92和外側行星齒輪94彼此嚙合。
第一行星齒輪組8的小太陽輪14c連接到變化器輸出軸6，所述變化器輸出軸6同心地布置在空心的變速器輸入軸20內。第二行星齒輪組10的大太陽輪16c經(jīng)由圍繞變速器輸入軸20同心地布置的空心軸100連接到齒輪102。齒輪102連接到經(jīng)由第一離合器24可釋放地布置在中間軸106上的齒輪104。鎖定單元28布置成選擇性地將中間軸106鎖定到變速器殼體26。齒輪104與連接到變化器輸入軸4的齒輪105嚙合，所述變化器輸入軸4連接到所述變化器中包括的第一液壓機3。第一液壓機3液壓連接到第二液壓機5，所述第二液壓機5連接到變化器輸出軸6。此外，中間軸106連接到第三行星齒輪組12的齒圈18b。齒圈18b與行星齒輪108嚙合，所述行星齒輪108又與第三行星齒輪組12的太陽輪18a嚙合。第三行星齒輪組12的太陽輪18a連接到承載有齒輪112的軸110，所述齒輪112與布置在軸116上的齒輪114嚙合，軸116連接到第一行星齒輪組8的太陽輪14c。第三行星齒輪組12的行星架18c附接到與軸110同心地連接到太陽輪18a的空心軸118?？招妮S118承載有與變速器輸出軸30上的齒輪122嚙合的齒輪120。因此，圖14所示的實施例一般涉及如下的連續(xù)可變變速器1，該連續(xù)可變變速器I包括:具有變化器輸入軸4和變化器輸出軸6的變化器單元2 ;以及第一行星齒輪組8、第二行星齒輪組10和第三行星齒輪組12，其中，所述第一行星齒輪組8和第二星齒輪組10布置在一起且包括大太陽輪16c和小太陽輪14c以及公用行星架91，公用行星架91連接有一組內側行星齒輪92和一組外側行星齒輪94，所述一組內側行星齒輪92與小太陽輪14c嚙合，所述一組外側行星齒輪94與大太陽輪16c嚙合，并且內側行星齒輪92和外側行星齒輪94彼此嚙合。此外，第三行星齒輪組12具有第一構件18a、第二構件18b和第三構件18c。變化器輸入軸4以可操作方式連接到大太陽輪16c，且變化器輸出軸6以可操作方式連接到小太陽輪14c。所述第三行星齒輪組12的第一構件18a以可操作方式連接到變化器輸出軸6。第三行星齒輪組12的第二構件18b能選擇性地連接到大太陽輪16c且能選擇性地連接到變速器殼體26。第三行星齒輪組12的第三構件18c以可操作方式連接到變速器輸出軸30。
權利要求
1.一種連續(xù)可變變速器(1)，包括:變化器單元(2)，所述變化器單元(2)具有變化器輸入軸(4)和變化器輸出軸(6);以及第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組(8、10、12)， 其中，所述第一行星齒輪組和所述第二星齒輪組(8、10)中的每一個均具有第一構件(14a、16a)和第二構件(14b、16b)，所述第一構件(14a、16a)以可操作方式連接到變速器輸入軸(20)，所述變速器輸入軸(20)由所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)公用；所述第二構件(14b、16b)以可操作方式連接到公用輸出軸(22)，所述公用輸出軸(22)由所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)公用；所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)中的每一個還包括第三構件(14c、16c)，并且 所述第三行星齒輪組(12)具有第一構件、第二構件和第三構件(18a、18b、18c)， 其特征在于，所述變化器輸入軸(4)以可操作方式連接到所述第二行星齒輪組(10)的所述第三構件(16c);所述變化器輸出軸(6)以可操作方式連接到所述第一行星齒輪組(8)的所述第三構件(14c);所述第三行星齒輪組(12)的所述第一構件(18a)以可操作方式連接到所述變化器輸出軸(6);所述第三行星齒輪組(12)的所述第二構件(18b)能選擇性地連接到所述第二行星齒輪組(10)的所述第三構件(16c)且能選擇性地連接到變速器殼體(26);所述第三行星齒輪組(12)的所述`第三構件(18c)以可操作方式連接到變速器輸出軸(30);并且，所述公用輸出軸(22)能選擇性地連接到所述變速器輸出軸(30)。
2.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)可變變速器(1)，其特征在于，所述變速器(I)包括鎖定機構(28)，所述鎖定機構(28)布置成:選擇性地將所述第三行星齒輪組(12)的所述第二構件(18b)相對于所述變速器殼體(26)鎖定以及將所述第三行星齒輪組(12)的所述第二構件(18b )從所述變速器殼體(26 )釋放。
3.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，在所述第三行星齒輪組(12)的所述第二構件(18b)和所述第二行星齒輪組(10)的所述第三構件(16c)之間布置有離合器(24)。
4.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(1)，其特征在于，在所述公用輸出軸(22)和所述變速器輸出軸(30)之間布置有離合器(32)。
5.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(1)，其特征在于，所述第三行星齒輪組(12)的所述第一構件、第二構件和第三構件(18a、18b、18c)依次由太陽輪(18a)、齒圈(18b)和行星架(18c)構成。
6.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，所述第一行星齒輪組(8)的所述第一構件、第二構件和第三構件(14a、14b、14c)依次由齒圈(14a)、行星架(14b)和太陽輪(14c)構成，并且，所述第二行星齒輪組(10)的所述第一構件、第二構件和第三構件(16a、16b、16c)依次由行星架(16a)、齒圈(16b)和太陽輪(16c)構成。
7.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)的所述第一構件(14a、16a)由行星架(91)構成，所述行星架(91)由所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)公用；所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)的所述第二構件(14b、16b)由齒圈(96)構成，所述齒圈(96)由所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)公用；并且，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)的所述第三構件(14c、16c)分別由第一太陽輪(14c)和第二太陽輪(16c)構成。
8.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)的所述第一構件(14a、16a)由齒圈(96)構成,所述齒圈(96)由所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)公用；所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)的所述第二構件(14b、16b)由行星架(91)構成，所述行星架(91)由所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)公用；并且，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)的所述第三構件(14c、16c)分別由第一太陽輪和第二太陽輪構成。
9.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，還設有模式選擇設備(34)，所述模式選擇設備(34)實現(xiàn)了具有不同的連續(xù)可變速比區(qū)間的不同運行模式(Fl、F2、F3 ;Rl、R2、R3 )，所述連續(xù)可變速比是所述變速器輸出軸(30 )和公用的所述變速器輸入軸(20)之間的連續(xù)可變速比。
10.根據(jù)權利要求9所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，所述模式選擇設備(34)分別包括: 鎖定機構(28)，所述鎖定機構(28)布置成選擇性地將所述第三行星齒輪組(12)的所述第二構件(18b)相對于所述變速器殼體(26)鎖定和釋放； 第一離合器(24)，所述第一離合器(24)布置在所述第三行星齒輪組(12)的所述第二構件(18b)和所述第二行星齒輪組(10)的所述第三構件(16c)之間； 第二離合器(3 2)，所述第二離合器(32)布置在所述公用輸出軸(22)和所述變速器輸出軸(30)之間； 一組促動器(36a、36b、36c),所述一組促動器(36a、36b、36c)布置成控制所述第一離合器和所述第二離合器(24、32)的接合和分離，并布置成控制所述鎖定機構(28)從所述變速器殼體(26)的釋放以及所述鎖定機構(28)相對于所述變速器殼體(26)的鎖定。
11.根據(jù)權利要求10所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，所述模式選擇設備(34)還包括控制器(38 )，所述控制器(38 )布置成用于操作所述一組促動器(36a、36b、36c )。
12.根據(jù)權利要求11所述的連續(xù)可變變速器(1)，其特征在于，所述控制器(38)實現(xiàn)了所述連續(xù)可變變速器(I)在第一運行模式(Fl ;R1)、第二運行模式(F2 ;R2)和第三運行模式(F3 ；R3)中的選擇性運行，在所述第一運行模式(Fl ；R1)中，所述鎖定機構(28)被鎖定且所述第一離合器和所述第二離合器(24、32)分離；在所述第二運行模式(F2 ;R2)中，所述鎖定機構(28)被釋放，所述第一離合器(24)接合且所述第二離合器(32)分離；在所述第三運行模式(F3 ；R3)中，所述鎖定機構(28)被釋放，所述第一離合器(24)分離且所述第二離合器(32 )接合ο
13.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，在所述公用輸出軸(22 )和所述變速器輸出軸(30 )之間包括齒輪級(52 )。
14.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，所述變化器單元(2 )具有第一液壓機(3 )和第二液壓機(5 )，所述第一液壓機(3 )設有所述變化器單元(2)的所述輸入軸(4)，所述第二液壓機(5)設有所述變化器單元(2)的所述輸出軸(6)，所述第一液壓機和所述第二液壓機(3、5 )彼此液壓連接。
15.根據(jù)權利要求14所述的連續(xù)可變變速器，其特征在于，通過雙軛(7)來控制所述變化器單元(2)，從而實現(xiàn)了經(jīng)由單個促動器同時控制所述第一液壓機和所述第二液壓機(3、5)。
16.根據(jù)權利要求1至13中的任一項所述的連續(xù)可變變速器，其特征在于，所述變化器單元(2)具有第一電機和第二電機，所述第一電機設有所述變化器單元(2)的所述輸入軸(4)，所述第二電機設有所述變化器單元(2)的所述輸出軸(6)，所述第一電機和所述第二電機彼此電連接。
17.—種連續(xù)可變變速器(I )，包括:變化器單元(2)，所述變化器單元(2)具有變化器輸入軸(4)和變化器輸出軸(6);以及第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組(8、10、12)， 其中，所述第一行星齒輪組和所述第二星齒輪組(8、10)中的每一個均具有第一構件(14a、16a)和第三構件(14c、16c)，所述第一構件(14a、16a)以可操作方式連接到變速器輸入軸(20)，所述變速器輸入軸(20)由所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)公用， 所述第三行星齒輪組(12)具有第一構件、第二構件和第三構件(18a、18b、18c)， 其特征在于，所述變化器輸入軸(4)以可操作方式連接到所述第二行星齒輪組(10)的第三構件(16c);所述變化器輸出軸(6)以可操作方式連接到所述第一行星齒輪組(8)的所述第三構件(14c);所述第三行星齒輪組(12)的所述第一構件(18a)以可操作方式連接到所述變化器輸出軸(6);所述第三行星齒輪組(12)的所述第二構件(18b)能選擇性地連接到所述第二行星齒輪組(10)的第三構件(16c)且能選擇性地連接到變速器殼體(26)；并且，所述第三行星齒輪組(12)的所述第三構件(18c)以可操作方式連接到變速器輸出軸(30)。
18.根據(jù)權利要求17所述的連續(xù)可變變速器(I)，其特征在于，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8 、10)布置為簡化的Ravigneaux行星齒輪系,所述Ravigneaux行星齒輪系包括小太陽輪(14c)、大太陽輪(16c)以及行星架(91)，所述小太陽輪(14c)和所述大太陽輪(16c)構成所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)的所述第三構件，所述行星架(91)由所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組公用且構成所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組(8、10)的所述第一構件(14a、16a)，所述行星架(91)設有一組內側行星齒輪(92 )和一組外側行星齒輪(94)，所述一組內側行星齒輪(92 )與所述小太陽輪(14c)嚙合，所述一組外側行星齒輪(94)與所述大太陽輪(16c)嚙合，所述內側行星齒輪(92)和所述外側行星齒輪(94)彼此嚙合。
19.根據(jù)權利要求18所述的連續(xù)可變變速器(1)，其特征在于，所述變化器輸入軸(4)以可操作方式連接到所述大太陽輪(16c)，所述變化器輸出軸(6)以可操作方式連接到所述小太陽輪(14c)，并且，所述第三行星齒輪組(12)的所述第二構件(18b)能選擇性地連接到所述大太陽輪(16c)且能選擇性地連接到所述變速器殼體(26)。
20.一種工程機械(201)，其包括根據(jù)權利要求1至19中的任一項所述的連續(xù)可變變速器(I)。
全文摘要
一種連續(xù)可變變速器(1)，其包括具有變化器輸入軸(4)和變化器輸出軸(6)的變化器單元(2)；以及第一、第二和第三行星齒輪組(8、10、12)。第一和第二行星齒輪組(8、10)布置在一起且每個均包括以可操作方式連接到公用變速器輸入軸(20)的第一構件(14a、16a)和以可操作方式連接到公用輸出軸(22)的第二構件(14b、16b)，每個所述第一和第二行星齒輪組(8、10)還包括第三構件(14c、16c)。第三行星齒輪組(12)具有第一、第二和第三構件(18a、18b、18c)。變化器輸入軸(4)以可操作方式連接到所述第二行星齒輪組(10)的所述第三構件(16c)，且變化器輸出軸(6)以可操作方式連接到第一行星齒輪組(8)的第三構件(14c)。第三行星齒輪組(12)的第一構件(18a)以可操作方式連接到變化器輸出軸(6)。第三行星齒輪組(12)的第二構件(18b)能選擇性地連接到第二行星齒輪組(10)的第三構件(16c)且能選擇性地連接到變速器殼體(26)。第三行星齒輪組(12)的第三構件(18c)以可操作方式連接到變速器輸出軸(30)。公用輸出軸(22)能選擇性地連接到變速器輸出軸(30)。
文檔編號F16H47/00GK103109111SQ201080068104
公開日2013年5月15日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權日2010年7月16日
發(fā)明者佩爾·馬特松, 馬茨·阿克布盧姆 申請人:沃爾沃建筑設備公司