本發明屬于無級變速拖拉機，具體涉及一種無級變速傳動裝置、控制方法以及拖拉機。

背景技術：

1、目前，國內外批量生產的大馬力無級變速拖拉機主要依靠液壓功率流和機械功率流并聯，通過機械傳動保證傳動高效率，液壓傳動的可控調速與機械傳動相結合實現無級變速。由于需要新增液壓變量泵、液壓馬達和行星傳動裝置等部件，傳動路線布置較復雜；液壓機械無級變速傳動裝置具有速度連續、操縱方便、駕駛舒適、燃油經濟性高等優點，但由于目前區段與區段換段多采用比較速比和排量比聯合控制的方式進行換段，且由于液壓變量泵和液壓馬達的容積效率隨著油壓變化而變化，容積效率不恒定且小于1，換段點的實際換段排量比與理論計算排量比有差異，對速比進行pid調節，控制較復雜，且駕駛沖擊感較強。

技術實現思路

1、本發明的目的是為了解決上述現有技術上存在的問題，提供一種無級變速傳動裝置、控制方法以及拖拉機，本裝置具有傳動路線簡單、主要工作速度區傳遞效率高，且換段過程更加平順等優點。

2、為實現上述目的，本發明的目的之一是提供一種無級變速傳動裝置，包括發動機、分流合件、泵馬達、第二傳動軸、第四傳動軸、齒圈軸、行星架軸和雙聯行星排；

3、所述分流合件包括第一傳動軸、第十傳動軸和第一齒輪副，其中第一傳動軸的動力輸入端與發動機相連，第一傳動軸的另一端與雙聯行星排連接，用于直接輸出發動機的機械動力，第一傳動軸通過第一齒輪副與第十傳動軸動力輸入端傳動連接；第十傳動軸的動力輸出端與泵馬達的動力輸入端相連，泵馬達用于輸出液壓流動力并與發動機的機械流動力合流；

4、雙聯行星排包括行星排合件ⅰ和行星排合件ⅱ；所述齒圈軸的動力輸入端與行星排合件ⅰ的內齒圈ⅰ固定連接，所述齒圈軸輸出的動力通過第四齒輪副將動力傳遞至四擋離合器總成，或所述齒圈軸輸出的動力通過第五齒輪副將動力傳遞至二擋離合器總成；

5、所述行星架軸的動力輸入端與行星排合件ⅱ的行星架ⅱ固定連接，所述行星架軸的動力輸出端通過第六齒輪副將動力傳遞至三擋離合器總成，或所述行星架軸的動力輸出端通過第七齒輪副將動力傳遞至一擋離合器總成；第二傳動軸還通過第二齒輪副將另一路液壓流動力傳遞至起步擋離合器總成。

6、作為優選方案，還包括第五傳動軸和第六傳動軸，所述起步擋總成、一擋離合器總成、二擋離合器總成、三擋離合器總成和四擋離合器總成均安裝在第五傳動軸上，換向離合器總成均安裝在第六傳動軸上，起步擋總成、一擋離合器總成、二擋離合器總成、三擋離合器總成和四擋離合器總成的動力經第八齒輪副傳遞至換向離合器總成，經換向離合器總成將動力傳遞到后橋。

7、作為優選方案，還包括第一轉速傳感器、第二轉速傳感器和第三轉速傳感器，所述第一傳感器用于檢測所述第一傳動軸的輸出轉速，所述第二傳感器用于檢測所述泵馬達的輸出轉速，并根據第一傳動軸的輸出轉速和泵馬達的輸出轉速計算出區段離合器輸入端轉速，所述第三轉速傳感器用于檢測對應區段離合器輸出端轉速，根據區段離合器輸入端轉速和區段離合器輸出端轉速進行比對，以判斷是否發生故障。

8、作為優選方案，還包括第四轉速傳感器，所述第四轉速傳感器用于檢測換向離合器輸出端的轉速，根據區段離合器輸出端轉速和換向離合器輸出端轉速進行比對，以判斷是否發生故障。

9、作為優選方案，所述第二傳動軸的動力輸出端通過第三齒輪副與第四傳動軸傳動連接，第四傳動軸的動力輸出端與雙聯行星排連接，用于將液壓流動力傳遞至雙聯行星排并與第一傳動軸輸出的機械流動力在該處進行合流后，輸送至對應區段離合器總成。

10、作為優選方案，所述分流合件還包括第三傳動軸和第十一齒輪副，所述第十傳動軸通過第十一齒輪副與第三傳動軸傳動連接，第三傳動軸將動力傳遞至動力輸出p。

11、本發明的目的之二是提供一種無級變速傳動裝置控制法方法，傳動裝置正常工作時，有且僅有一個區段離合器結合，當某一區段離合器結合時，通過第一傳感器和第二轉速傳感器計算出離合器輸入端轉速nr，通過第三轉速傳感器測量出該區段離合器的輸出端轉速no，若nr≠no時，停機檢查故障；根據第三轉速傳感器測量出該區段離合器的輸出端轉速no，以得到換向離合器輸入端轉速nr，通過第四轉速傳感器測量出換向離合器輸出端轉速no，若nr≠no時，停機檢查故障。

12、作為優選方案，采用如下換段方式：步驟一：根據第一轉速傳感器和第二轉速傳感器檢測的轉速數值，反算出泵馬達的實際速比i1；步驟二：調節泵馬達中變量泵的斜盤傾角使泵馬達的實際速比i1接近泵馬達的理論同步速比i；步驟三：比較泵馬達的實際速比i1和泵馬達的理論同步速比i的大小，若i1＞i，調節泵馬達的斜盤傾角，使i1降低至i，然后換段；若i1小于i，調節泵馬達的斜盤傾角，使i1升高至i，然后換段；若i1＝i，則直接換段。

13、本發明的目的之三是提供一種拖拉機，包括上述任一項所述的無級變速傳動裝置。與現有技術相比，本發明至少具有如下有益效果：

14、其一、本方案通過對結構進行改進，發動機的一路機械動力直接傳遞到雙聯行星排，另外一路動力僅經過一級齒輪傳動傳遞到泵馬達輸出液壓流動力至雙聯行星排，從而形成液壓機械動力合流調速，合流后的動力通過行星排合件ⅰ傳遞至二擋離合器總成或四擋離合器總成，或者合流后的動力通過行星排合件ⅱ傳遞至一擋離合器總成或三擋離合器總成，五個區段離合器同軸，所有區段離合器輸出動力均經過換向離合器，前進和倒擋均包括五個區段。本方案中的上述傳動路線簡單，發動機動力直接傳遞到行星排與液壓流動力合流調速，中間傳遞元件少，傳遞效率高。此外，本方案設置專門的起步擋離合器，且該離合器采用全液壓流工作，起步平穩，可以實現拖拉機從零速到最高車速之間連續變速。

15、其二、本方案，還提供一種無級變速裝置的控制方法，通過與上述特定結構的無級變速傳動裝置有機結合，借助在離合器的前端和后端增加轉速傳感器，可以判定離合器是否打滑，提前判定出離合器的異常狀態，從而達到保護離合器目的；通過第一轉速傳感器和第二轉速傳感器所檢測轉速數值反算出此時的實際速比i1，換段點處，調節斜盤傾角使泵馬達的實際速比i1接近泵馬達的理論同步速比i，當泵馬達速比等于同步換段點理論速比時，保證變量泵斜盤傾角不變，控制離合器進行快速切換，從而達到換段更加簡潔和平穩的目的。

技術特征：

1.一種無級變速傳動裝置，其特征在于：包括發動機、分流合件、泵馬達、第二傳動軸、第四傳動軸、齒圈軸、行星架軸和雙聯行星排；

2.根據權利要求1所述的一種無級變速傳動裝置，其特征在于：還包括第五傳動軸和第六傳動軸，所述起步擋總成、一擋離合器總成、二擋離合器總成、三擋離合器總成和四擋離合器總成均安裝在第五傳動軸上，換向離合器總成均安裝在第六傳動軸上，起步擋總成、一擋離合器總成、二擋離合器總成、三擋離合器總成和四擋離合器總成的動力經第八齒輪副傳遞至換向離合器總成，經換向離合器總成將動力傳遞到后橋。

3.根據權利要求2所述的一種無級變速傳動裝置，其特征在于：還包括第一轉速傳感器、第二轉速傳感器和第三轉速傳感器，所述第一傳感器用于檢測所述第一傳動軸的輸出轉速，所述第二傳感器用于檢測所述泵馬達的輸出轉速，并根據第一傳動軸的輸出轉速和泵馬達的輸出轉速計算出區段離合器輸入端轉速，所述第三轉速傳感器用于檢測對應區段離合器輸出端轉速，根據區段離合器輸入端轉速和區段離合器輸出端轉速進行比對，以判斷是否發生故障。

4.根據權利要求3所述的一種無級變速傳動裝置，其特征在于：還包括第四轉速傳感器，所述第四轉速傳感器用于檢測換向離合器輸出端的轉速，根據區段離合器輸出端轉速和換向離合器輸出端轉速進行比對，以判斷是否發生故障。

5.根據權利要求2所述的一種無級變速傳動裝置，其特征在于：所述第二傳動軸的動力輸出端通過第三齒輪副與第四傳動軸傳動連接，第四傳動軸的動力輸出端與雙聯行星排連接，用于將液壓流動力傳遞至雙聯行星排并與第一傳動軸輸出的機械流動力在該處進行合流后，輸送至對應區段離合器總成。

6.根據權利要求1所述的一種無級變速傳動裝置，其特征在于：所述分流合件還包括第三傳動軸和第十一齒輪副，所述第十傳動軸通過第十一齒輪副與第三傳動軸傳動連接，第三傳動軸將動力傳遞至動力輸出p。

7.一種無級變速傳動裝置控制法方法，其特征在于：傳動裝置正常工作時，有且僅有一個區段離合器結合，當某一區段離合器結合時，通過第一傳感器和第二轉速傳感器計算出離合器輸入端轉速nr，通過第三轉速傳感器測量出該區段離合器的輸出端轉速no，若nr≠no時，停機檢查故障；根據第三轉速傳感器測量出該區段離合器的輸出端轉速no，以得到換向離合器輸入端轉速nr，通過第四轉速傳感器測量出換向離合器輸出端轉速no，若nr≠no時，停機檢查故障。

8.根據權利要求7所述的一種無級變速傳動裝置控制法方法，其特征在于：采用如下換段方式：步驟一：根據第一轉速傳感器和第二轉速傳感器檢測的轉速數值，反算出泵馬達的實際速比i1；步驟二：調節泵馬達中變量泵的斜盤傾角使泵馬達的實際速比i1接近泵馬達的理論同步速比i；步驟三：比較泵馬達的實際速比i1和泵馬達的理論同步速比i的大小，若i1＞i，調節泵馬達的斜盤傾角，使i1降低至i，然后換段；若i1小于i，調節泵馬達的斜盤傾角，使i1升高至i，然后換段；若i1=i，則直接換段。

9.一種拖拉機，其特征在于：包括權利要求1-6任一項所述的無級變速傳動裝置。

技術總結
本發明公開一種無級變速傳動裝置、控制方法以及拖拉機，包括發動機、分流合件、泵馬達、第二傳動軸、第四傳動軸、齒圈軸、行星架軸和雙聯行星排；所述分流合件包括第一傳動軸、第十傳動軸和第一齒輪副，其中第一傳動軸的動力輸入端與發動機相連，第一傳動軸的另一端與雙聯行星排連接，用于直接輸出發動機機械動力，第一傳動軸通過第一齒輪副與第十傳動軸動力輸入端傳動連接；第十傳動軸的動力輸出端與泵馬達動力輸入端相連，泵馬達用于輸出液壓流動力并與發動機機械動力合流；本裝置具有傳動路線簡單、主要工作速度區傳遞效率高，且換段過程更加平順等優點。

技術研發人員：董文華,史金鐘,王東青,張付奇,王義平,鞠超,李伊民,劉磊,王富凱,楊彥朋,李清華,郭志強
受保護的技術使用者：洛陽拖拉機研究所有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28