【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機械傳動及變速器設計及制造，尤其適用于履帶式車輛傳動系統領域。
技術介紹
1、履帶式車輛傳動系統一般有變矩器加純機械傳動加電液控制類型以及純液壓傳動類型；前者以機械傳動為主，發動機輸出動力進入液力變矩器之后在進入一系列的機械傳動裝置，有平行軸齒輪傳動、空間錐齒輪傳動、行星傳動等，并通過多片濕式離合器及制動器來實現兩側履帶的功率流分配，其濕式離合器及制動器的控制基本采用液壓系統實現，系統相對復雜笨重且一般無法實現原地轉向，在進行小半徑轉向時一般采用制動內側履帶，靠外側履帶的單獨驅動來獲取轉向力矩，此刻內側整條履帶充當轉軸角色，能耗很大且對履帶本身及地面損傷嚴重；即使是進行較大轉彎半徑的轉彎，其仍然是采用對兩側履帶各自對應的濕式離合器及制動器進行滑摩控制來實現，其摩擦片的滑摩狀態伴隨轉向的整個全過程，發熱大、能耗大、且影響摩擦片使用壽命，整體機械傳動效率低；而純液壓傳動類型則一般采用發動機直接驅動液壓泵(包括變量泵)，并通過一系列液壓系統傳導及控制最終通過一個或若干個液壓馬達及油缸輸出功率，直接或間接(包括輪邊減速增扭齒輪系等)驅動車輪或其他作業工具工作，具有動力分布式驅動等布局靈活優勢，且可以實現無級變速，但能耗大，綜合傳動效率相比前者更低。
技術實現思路
1、本專利技術針對上述缺陷進行改進，對兩側履帶的驅動扭矩及轉速采用變檔方式實現轉矩(本文的轉矩包括轉速、扭矩)矢量分配，一旦換擋完成則兩側履帶的驅動為純機械差速差扭，實現無滑摩工況轉彎，所以允許長時間轉彎(例如：在廣
2、同時，本專利申請所述方案可以實現高效非滑摩純機械嚙合傳動工況下的原地轉向，功耗低且對履帶本身及地面的損傷小。
3、并且可以實現倒擋及前進擋的等檔位、等級差、等速或非等速切換(在一些場合，需要倒擋比前進擋快，比如推土機等特種機械在作業時)，滿足不同工況需求。
4、本專利技術描述了該變速箱的檔位變換執行控制的更多細節解決方案，包括換擋元件-制動帶的控制執行方案，包括凸輪控制方案，主控端及固定端的具體執行結構等。
5、各行星排之間的組合方式，以及齒圈、制動鼓、制動帶、凸輪、滾輪、挺桿等具體結構，制動器的具體方案，可以采用帶式，也可以采用摩擦片式(可以是單片式，多片式，干式、濕式)，對于制動帶的抱死制動可以采取多種方案，如：機械凸輪方案，液壓方案，氣動方案等，對于操控方案，有純機械拉線方案、電機驅動及控制方案，液壓、氣動驅動控制方案等；其制動器可以是帶式制動、盤式制動、鼓式制動、單片或多片摩擦片制動器等，如圖所示為：帶式制動器的制動鼓，其制動帶可以是截面為矩形的平面制動帶，也可以是截面為梯形的楔形制動帶，其對應制動鼓也為相應的楔形環槽，以起到楔緊增力效果。其制動方式可以是摩擦式、也可以是嚙合式，如：棘輪棘齒式、可控棘輪棘齒式、超越離合器、可控超越離合器等方式。其換擋控制策略也可通過輔助控制動力源(發動機或電機)轉速來獲得利用轉速同步接近原則來利用超越離合器實現平順制動。
6、本專利申請中用到的緊湊型約束數換擋行星輪系變速變扭系統得制動器可以是帶式制動器、多片式制動器(含干式、濕式、多片、單片制動器或離合器)等。
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1.非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，包括輸入軸、輸出軸、若干減速換向系統，驅動輪，其特征是：對兩側驅動輪或履帶驅動輪的驅動扭矩及轉速采用變檔方式或無級變速方式或電液驅動或電驅動方式實現轉矩矢量分配；采用變檔方式時，一旦換擋完成則兩側的驅動為純機械差速差扭，實現無滑摩工況轉彎；其全程僅僅是在換擋瞬間有制動帶與制動鼓的短暫滑摩過程，一旦換擋完成則為純機械嚙合傳動；通過對兩側驅動進行不同檔位換檔可以獲得不同轉矩差，可以獲得不同轉彎半徑；
2.根據權利要求1所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：其實施方案為非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配機械傳動系統A型：包括發動機、分動箱、取力器軸、液壓泵、具有彈性減震過載打滑保護的行星減速總成、聯軸器、錐齒輪減速換向系統；左側、右側緊湊型約束數換擋NW型三擋行星輪系變速變扭系統；左側、右側終端行星減速總成；左側、右側驅動輪(可以是履帶式驅動輪)；
3.根據權利要求1所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：其實施方案為非滑摩純嚙合式轉矩矢量無級分配機械傳動系統J型，其結構采用無級變速總成的方案，為了實現車
4.根據權利要求1、2、3所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：具有彈性減震過載打滑保護的行星減速總成(其功能為代替變矩器，提高傳動效率；具體參見附圖6)，包括：預緊力控制裝置58、與預緊彈簧約束保護罩接觸的弧面59、預緊彈簧60、靠彈簧預緊力控制的離合鎖塊61、含嚙合鎖止槽的輪轂(齒圈制動鼓)62、齒圈63、行星輪64、太陽輪65、預緊彈簧約束保護罩66、離合鎖塊約束副基體盤67；其中：預緊力控制裝置58可以在控制電機或電動推桿或液壓氣動驅動裝置的控制下做圓周運動，其內壁含有與預緊彈簧約束保護罩接觸的弧面59，當其做圓周運動時，可以改變預緊彈簧60的預緊力，預緊彈簧外側可以加約束保護罩66；靠彈簧預緊力控制的離合鎖塊61與輪轂(齒圈制動鼓)62外側的嚙合鎖止槽嚙合，其嚙合齒形呈一定角度，在正常工作狀態，齒圈靠離合鎖塊鎖止不動，齒圈處于制動抱死狀態，當齒圈扭矩過載時離合鎖塊可以靠此角度分力壓縮彈簧實現鎖塊與鎖止槽的分離，從而起到過載保護功能；齒圈63可以與輪轂(齒圈制動鼓)62固定連接或一體化設計；離合鎖塊約束副基體盤67可與箱體固定端固聯，或者：與固定端呈彈性減震關系連接，諸如采用金屬彈簧、橡膠彈簧或液壓氣動等減震或吸收震動能量裝置連接，可以起到更好的穩定扭矩過濾發動機扭矩波動效果；一般使用場合，該行星輪系充當減速功能，功率流由太陽輪輸入，行星架輸出。
5.根據權利要求1所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：也可以利用緊湊型約束數換擋行星輪系變速變扭系統的特點進行駐車制動，當同時抱死兩個或兩個以上齒圈制動鼓時，系統自由度＝0，則進入制動狀態；如果全分離則系統自由度大于1，處于空擋狀態；制動一個則自由度＝1處于當前檔位工作狀態；
6.根據權利要求1所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：緊湊型約束數換擋行星輪系變速變扭系統得制動器可以是帶式制動器、多片式制動器(含干式、濕式、多片、單片制動器或離合器)等；
7.根據權利要求1所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：A、B、C、J型方案中，前端沒有起步離合功能，起步需同時精準控制后端的左右兩側約束數換擋行星輪系變速變扭系統的齒圈制動器來完成，需保證兩側制動器的均衡控制；因為起步需精準細微控制制動器滑摩狀態方能獲得良好平穩舒適起步特性，所以起步所需滑摩時間會比換擋時間長，所以，用前端統一離合器更好，諸如：S、T型方案，在最前端設有專門起步離合功能裝置88、94；其中94為利用制動器制動齒圈方式實現車輛離合起步功能；另外，諸如在D、E型等方案中，也可以通過對前端行星輪系相應的齒圈進行制動來實現車輛離合起步功能；一般情況下，換擋時間較短甚至可以直接快速切換，對于本專利申請實施案例中的約束數換擋三擋行星輪系變速變扭系統具有快速換擋功能，最快換擋時間可以小于0.1秒，所以，即使是兩側同時換擋也基本能做到動作步態同步，切換相同檔位為直線行駛，不同檔位為曲線行駛。
8.根據權利要求1所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：上述實施案例需用到在先申請文獻202010810361.8緊湊型約束數換擋行星輪系變速器、202111427234.0緊湊型約束數換擋行星輪系變速模塊、202111548105.7一種緊湊型高效率多檔位變速...
【技術特征摘要】
1.非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，包括輸入軸、輸出軸、若干減速換向系統，驅動輪，其特征是：對兩側驅動輪或履帶驅動輪的驅動扭矩及轉速采用變檔方式或無級變速方式或電液驅動或電驅動方式實現轉矩矢量分配；采用變檔方式時，一旦換擋完成則兩側的驅動為純機械差速差扭，實現無滑摩工況轉彎；其全程僅僅是在換擋瞬間有制動帶與制動鼓的短暫滑摩過程，一旦換擋完成則為純機械嚙合傳動；通過對兩側驅動進行不同檔位換檔可以獲得不同轉矩差，可以獲得不同轉彎半徑；
2.根據權利要求1所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：其實施方案為非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配機械傳動系統a型：包括發動機、分動箱、取力器軸、液壓泵、具有彈性減震過載打滑保護的行星減速總成、聯軸器、錐齒輪減速換向系統；左側、右側緊湊型約束數換擋nw型三擋行星輪系變速變扭系統；左側、右側終端行星減速總成；左側、右側驅動輪(可以是履帶式驅動輪)；
3.根據權利要求1所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：其實施方案為非滑摩純嚙合式轉矩矢量無級分配機械傳動系統j型，其結構采用無級變速總成的方案，為了實現車輛兩側驅動輪的無級轉向，采用雙相機械無級變速器84，將發動機功率流分成兩路，分別通過右減速換向錐齒輪組85、左減速換向錐齒輪組86后，經過左右終端減速總成后進入驅動輪；
4.根據權利要求1、2、3所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征是：具有彈性減震過載打滑保護的行星減速總成(其功能為代替變矩器，提高傳動效率；具體參見附圖6)，包括：預緊力控制裝置58、與預緊彈簧約束保護罩接觸的弧面59、預緊彈簧60、靠彈簧預緊力控制的離合鎖塊61、含嚙合鎖止槽的輪轂(齒圈制動鼓)62、齒圈63、行星輪64、太陽輪65、預緊彈簧約束保護罩66、離合鎖塊約束副基體盤67；其中：預緊力控制裝置58可以在控制電機或電動推桿或液壓氣動驅動裝置的控制下做圓周運動，其內壁含有與預緊彈簧約束保護罩接觸的弧面59，當其做圓周運動時，可以改變預緊彈簧60的預緊力，預緊彈簧外側可以加約束保護罩66；靠彈簧預緊力控制的離合鎖塊61與輪轂(齒圈制動鼓)62外側的嚙合鎖止槽嚙合，其嚙合齒形呈一定角度，在正常工作狀態，齒圈靠離合鎖塊鎖止不動，齒圈處于制動抱死狀態，當齒圈扭矩過載時離合鎖塊可以靠此角度分力壓縮彈簧實現鎖塊與鎖止槽的分離，從而起到過載保護功能；齒圈63可以與輪轂(齒圈制動鼓)62固定連接或一體化設計；離合鎖塊約束副基體盤67可與箱體固定端固聯，或者：與固定端呈彈性減震關系連接，諸如采用金屬彈簧、橡膠彈簧或液壓氣動等減震或吸收震動能量裝置連接，可以起到更好的穩定扭矩過濾發動機扭矩波動效果；一般使用場合，該行星輪系充當減速功能，功率流由太陽輪輸入，行星架輸出。
5.根據權利要求1所述的非滑摩純嚙合式轉矩矢量分配傳動系統，其特征...
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