技术领域
[0001] 本
发明属于车辆变速传动领域，具体涉及一种基于液压-机械双流传动，借鉴双
离合器（DCT）
变速器的变速传动原理，通过对两套液压-机械双流传动装置进行复合而成的车辆双流变速传动装置，既可实现换挡过程中不中断动
力，又兼具液压传动、机械传动的特点与优势，适用于各类客、货道路运输车辆及农业装备、
工程机械等非道路车辆。
背景技术
[0002] 由于车辆行驶场景多变、路况复杂、行车速度变化范围大，因此，变速
传动系统是各类车辆不可或缺的关键组成部分。不同的使用目的和应用场合，对车辆性能要求不同。目前市场上以内燃
发动机为动力的车辆上，搭载使用的变速传动系统主要有手动机械式变速器、半自动机械式变速器（AMT）、动力换挡
自动变速器（定轴式AT）、旋
转轴式自动变速器（AT）、机械式无极自动变速器（CVT）和
双离合器自动变速器（DCT、DSG）等，这些变速器虽然结构、性能各异，但共同特点是以机械传动方式传递功率。在一部分工程机械、农业装备等工作速度较低的非道路车辆上，为适应低速、大负荷变化的使用要求，也常搭载应用基于静压传动的液压变速器产品。此外，部分工程机械、农业装备和特种车辆上也还有搭载使用同时利用液压与机械两种传动方式的液压-机械双流传动变速器产品。
[0003] 机械式变速传动主要以
齿轮和轴类零部件作为传动系统构件，通过不同齿轮组合形成
传动比的变化来满足对变速器输出转速、转矩的要求。总体来说，机械式变速传动具有结构相对简单、传动效率高、工艺成熟、制造成本低等优点，但因其机械变速传动特点，与发动机的匹配始终难以达到最佳
水平。
[0004] 液压变速器一般由
液压泵、
液压马达、各种功能的液压
阀及液压管道等液压元件、零部件组成，其中，
液压泵是将输入系统的机械能转换为液压能的“一次换能元件”，液压马达则是将液压能转换为机械能的“二次换能元件”。液压变速器的工作原理是：液压泵将发动机输入系统的机械能转换为以油液压力和流量为表征的液压能，通过液压管道输送至液压马达后，再由马达将液压能转换为机械能输出，因此，液压传动过程中，实际上是通过“机—液”和“液—机”两次
能量过程来实现的，当采用
排量可变的液压泵或液压马达、或二者排量皆可变时，通过简单地调节液压泵对液压马达的排量比，就可以很方便地改变系统传动比实现变速传动。液压传动具有能量传递
密度大，系统构成简单、重量轻、易于实现无极调速、便于在整车上进行柔性化布置等特点，但液压传动所固有的油液
泄漏以及发热问题常导致液压传动效率相对较低，同时因液压泵、液压马达高效区的工作转速相对机械传动要低，对高转速输出工况的适应性较差。
[0005] 液压-机械双流传动又称为HMT（Hydraulic-Mechanical Transmission）,是一种混合传动方式，其传动特点是在传动链的某个
节点上将动力分流为液压功率和机械功率，以液压传动和机械传动方式平行传递至下一个节点后并流输出。在输入节点，通过专
门的分动装置将输入的动力分为液压与机械功率后再向后传递的液压-机械双流传动，称为“前置分动式双流传动”；在
输出节点上，通过专门的汇流装置对由上一节点以液压和机械两种方式平行传递来的动力进行汇流后再向后传递的液压-机械双流传动，称为“后置汇流式双流传动”。分动装置与汇流装置结构型式相同，通常为一个液压换能元件（液压泵或液压马达）或是一个液压换能元件与一个行星齿轮机构组合而成。以单一液压换能元件作为分动或汇流装置时，由于分动或汇流都在液压换能元件内部完成，因此称为“功率内分流”或“功率内汇流”，采用一个液压换能元件作为前置分动装置时，称为“前置功率内分流双流传动系统”，而采用一个液压换能元件作为后置汇流装置时，称为“后置功率内汇流双流传动系统”；以一个液压换能元件与一个行星齿轮机构组成的分动或汇流装置，由于分动或汇流都是在液压换能元件外部完成的，因此称为“功率外分流”或“功率外汇流”，采用一个液压换能元件与一个行星机构组合作为前置分动装置时，称为“前置功率外分流双流传动系统”，而采用一个液压换能元件与一个行星齿轮机构组合作为后置汇流装置时，称为“后置功率外汇流双流传动系统”。目前市场上采用的主要是“外分流”技术，搭载应用的产品既有前置功率外分流双流传动系统，也有后置功率外汇流双流传动系统，但对“内分流”技术尚无成功应用的案例。
发明内容
[0006] 本发明提供一种复合式双流变速传动装置，其目的是利用两套前置功率内分流双流传动系统组合形成复合式传动装置，使其既具有液压-机械双流传动系统的特点，又能够实现双离合器变速器的变速换挡功能，进一步提升变速传动装置性能。
[0007] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种复合式双流变速传动装置，主要由输入传动模
块、低挡
分动器、低挡液压传动模块、低挡机械传动模块、高挡分动器、高挡液压传动模块、高挡机械传动模块、液压马达、马达输出传动模块和
输出轴组成。
[0008] 所述输入传动模块由
输入轴、输入齿轮、低挡输入齿轮、低挡输入轴、低挡
啮合套、高挡输入齿轮、高挡输入轴和高挡
啮合套组成。
[0009] 所述输入轴回转支承于所述传动装置的壳体上，所述输入齿轮固设于输入轴上，并且同时与低挡输入齿轮和高挡输入齿轮相啮合。
[0010] 所述低挡输入齿轮具有一个中
心轴并以其中心轴回转支承于壳体上；所述低挡输入轴与低挡输入齿轮同轴布置，所述低挡啮合套套设于低挡输入轴的一端并可沿低挡输入轴轴向滑动，当低挡啮合套滑至低挡输入齿轮一侧并与低挡输入齿轮结合时，低挡输入齿轮与低挡输入轴形成传动连接，当低挡啮合套滑至另一侧时，低挡输入齿轮与低挡输入轴脱开连接。
[0011] 所述高挡输入齿轮具有一个中心轴并以其中心轴回转支承于壳体上；所述高挡输入轴与高挡输入齿轮同轴布置，所述高挡啮合套套设于高挡输入轴的一端并可沿高挡输入轴轴向滑动，当高挡啮合套滑至高挡输入齿轮一侧并与高挡输入齿轮结合时，高挡输入齿轮与高挡输入轴形成传动连接，当高挡啮合套滑至另一侧时，高挡输入齿轮与高挡输入轴脱开连接。
[0012] 所述低挡分动器主要由低挡
容积式泵、低挡进油密封和低挡排油密封组成，低挡容积式泵的
转子作为低挡分动器的低挡主动端与低挡输入轴传动连接，低挡容积式泵的的
定子作为低挡分动器的低挡从动端相对于壳体回转支承；所述低挡进油密封为一个供低挡容积式泵进油的旋转密封通道，该旋转密封通道具有一个低挡进油固定端口和一个低挡进油旋转端口，低挡进油旋转端口与低挡容积式泵的进油口连接并且连通低挡容积式泵的低压腔，低挡进油固定端口作为低挡分动器进油口；所述低挡排油密封为一个供低挡容积式泵排油的旋转密封通道，该旋转密封通道具有一个低挡排油固定端口和一个低挡排油旋转端口，低挡排油旋转端口与低挡容积式泵的排油口连接并且连通低挡容积式泵的高压腔，低挡排油固定端口作为低挡分动器排油口。
[0013] 所述低挡液压传动模块包括低挡
单向阀、低挡
开关阀、低挡
节流阀和低挡止回阀。
[0014] 所述低挡单向阀单向连通油箱到低挡分动器进油口方向的油路，低挡单向阀与低挡分动器进油口之间设有低挡进口汇流点。
[0015] 所述低挡开关阀是一个二位二通开关阀，并且具有一个低挡开关阀进口和一个低挡开关阀出口，低挡分动器排油口向
外延伸设有排油油路，该排油油路上依次先设有低挡分流点和后设有汇流点，低挡开关阀
串联在低挡分动器排油口与低挡分流点之间的排油油路上，低挡开关阀进口连通低挡分动器排油口，低挡开关阀出口连通低挡分流点，当低挡开关阀处于左位时，低挡分动器排油口到低挡分流点的油路截止，低挡开关阀处于右位时，低挡分动器排油口到低挡分流点的油路导通，低挡开关阀的初始
位置为“导通”。
[0016] 所述低挡节流阀是一个可调节流阀，其开度调节范围是 “全闭”至“全开”, 低挡节流阀具有一个低挡节流阀进口和一个低挡节流阀出口，低挡节流阀进口连通低挡分流点，低挡节流阀出口连通低挡进口汇流点，当低挡节流阀 “全闭”时，低挡分流点到低挡进口汇流点的油路截止，当低挡节流阀 “全开”时，低挡分流点到低挡进口汇流点的油路完全导通，当低挡节流阀部分开启时，低挡分流点到低挡进口汇流点的油路部分导通，并且其导通程度随低挡节流阀的开度增加而增大。
[0017] 所述低挡止回阀是一个单向阀，并且具有一个低挡止回阀进口和一个低挡止回阀出口，低挡止回阀单向连通低挡分流点到汇流点方向的油路，低挡止回阀进口连通低挡分流点，低挡止回阀出口连通汇流点。
[0018] 所述低挡机械传动模块包括低挡从动轴、低挡主动齿轮和低挡从动齿轮；所述低挡从动轴回转支承于壳体上，低挡从动轴一端与低挡分动器的低挡从动端传动连接，另一端与低挡主动
齿轮传动连接，低挡主动齿轮与低挡从动齿轮传动连接，低挡从动齿轮与所述输出轴传动连接。
[0019] 所述高挡分动器主要由高挡容积式泵、高挡进油密封和高挡排油密封组成，高挡容积式泵的转子作为高挡分动器的高挡主动端与高挡输入轴传动连接，高挡容积式泵的的定子作为高挡分动器的高挡从动端相对于壳体回转支承；所述高挡进油密封为一个供高挡容积式泵进油的旋转密封通道，该旋转密封通道具有一个高挡进油固定端口和一个高挡进油旋转端口，高挡进油旋转端口与高挡容积式泵的进油口连接并且连通高挡容积式泵的低压腔，高挡进油固定端口作为高挡分动器进油口；所述高挡排油密封为一个供高挡容积式泵排油的旋转密封通道，该旋转密封通道具有一个高挡排油固定端口和一个高挡排油旋转端口，高挡排油旋转端口与高挡容积式泵的排油口连接并且连通高挡容积式泵的高压腔，高挡排油固定端口作为高挡分动器排油口。
[0020] 所述高挡液压传动模块包括高挡单向阀、高挡开关阀、高挡节流阀和高挡止回阀。
[0021] 所述高挡单向阀单向连通油箱到高挡分动器进油口方向的油路，高挡单向阀与高挡分动器进油口之间设有高挡进口汇流点。
[0022] 所述高挡开关阀是一个二位二通开关阀，并且具有一个高挡开关阀进口和一个高挡开关阀出口，高挡分动器排油口向外延伸设有排油油路，该排油油路上设有高挡分流点，高挡开关阀串联在高挡分动器排油口与高挡分流点之间的排油油路上，高挡开关阀进口连通高挡分动器排油口，高挡开关阀出口连通高挡分流点，当高挡开关阀处于左位时，高挡分动器排油口到高挡分流点的油路截止，高挡开关阀处于右位时，高挡分动器排油口到高挡分流点的油路导通，高挡开关阀的初始位置为“导通”。
[0023] 所述高挡节流阀是一个可调节流阀，其开度调节范围是 “全闭”至“全开”, 高挡节流阀具有一个高挡节流阀进口和一个高挡节流阀出口，高挡节流阀进口连通高挡分流点，高挡节流阀出口连通高挡进口汇流点，当高挡节流阀 “全闭”时，高挡分流点到高挡进口汇流点的油路截止，当高挡节流阀 “全开”时，高挡分流点到高挡进口汇流点的油路完全导通，当高挡节流阀部分开启时，高挡分流点到高挡进口汇流点的油路部分导通，并且其导通程度随高挡节流阀的开度增加而增大。
[0024] 所述高挡止回阀是一个单向阀，并且具有一个高挡止回阀进口和一个高挡止回阀出口，高挡止回阀单向连通高挡分流点到汇流点方向的油路，高挡止回阀进口连通高挡分流点，高挡止回阀出口连通汇流点。
[0025] 所述高挡机械传动模块包括高挡从动轴、高挡主动齿轮和高挡从动齿轮；所述高挡从动轴回转支承于壳体上，高挡从动轴一端与高挡分动器的高挡从动端传动连接，另一端与高挡主动齿轮传动连接，高挡主动齿轮与高挡从动齿轮传动连接，高挡从动齿轮与所述输出轴传动连接。
[0026] 所述液压马达是一个容积式变排量液压马达，其定子固设于壳体上，液压马达具有进油口和排油口，所述汇流点连通液压马达的进油口，液压马达的排油口连通油箱。
[0027] 所述马达输出传动模块包括
超越离合器、马达轴、马达主动齿轮和马达从动齿轮。
[0028] 所述超越离合器具有单向传递动力的特性，其设有主动端和从动端，超越离合器的主动端与马达轴传动连接，马达轴回转支承于壳体上，马达轴与液压马达的转子传动连接，超越离合器的从动端固设于马达主动齿轮上，当液压马达通过马达轴输出转速且该输出转速具有超过马达主动
齿轮转速的趋势时，超越离合器结合，液压马达的动力传递给马达主动齿轮，当马达轴的转速低于马达主动齿轮转速时，超越离合器分离并中断马达轴向马达主动齿轮传递动力；所述马达主动齿轮与马达从动齿轮相啮合，马达从动齿轮与所述输出轴传动连接，所述输出轴回转支承于壳体上。
[0029] 上述技术方案的相关技术内容解释如下：1.上述方案中，参见图1所示，由于所述低挡分动器FD1是一个容积式泵，其低挡主动端IM1是所述容积式泵的转子并与低挡输入轴IZ1传动连接，其低挡从动端DM1是容积式泵的定子并固设于低挡从动轴DZ1的一端，低挡主动端IM1和低挡从动端DM1可相对于壳体KT同步转动或差速转动，因此，低挡分动器FD1在低挡主动端IM1与低挡从动端DM1具有转速差时，即可产生吸排油液的效果。在低挡分动器FD1吸排油液的过程中，排出的油液压力为0时，低挡分动器FD1只输出液压流量但不形成液压功率输出，同时也无机械功率输出，此时低挡分动器FD1不具有传动和分动功能，此种状态相当于离合器的“分离”工况；当排出的油液压力不为0时，低挡分动器FD1输出液压功率，同时，其内部封闭
工作腔内的油液压力传递到低挡从动端DM1能够使低挡从动端DM1相对低挡从动轴DZ1产生转矩，当低挡从动轴DZ1旋转时即形成机械功率输出，由此即实现了低挡分动器FD1的“分动”功能；当低挡分动器FD1的排油口截止时可使其产生堵转，使低挡主动端IM1与低挡从动端DM1同步转动，低挡分动器FD1失去分动作用，由低挡主动端IM1输入的动力全部传递到低挡从动端DM1，此种状态相当于离合器的“接合”工况。由此可见，低挡分动器FD1具有“离合器分离”、“分动”和“离合器接合”三种功能。同理，高挡分动器FD2也具有与低挡分动器FD1相同的功能。本发明低挡分动器FD1和高挡分动器FD2的原理和结构可以参见中国
专利CN106838196A中的动力分流器。
[0030] 2.上述方案中，参见图1所示，所述马达输出传动模块中的超越离合器SC具备单向传递转速与
扭矩的特点。本发明中，超越离合器SC的主动端与马达轴MZ传动连接，从动端固设于马达主动齿轮Cm1上，当液压马达HM通过马达轴MZ输出转速且该输出转速具有超过马达主动齿轮Cm1转速的趋势时，超越离合器SC结合，马达轴MZ将液压马达HM的动力传递给马达主动齿轮Cm1；当马达轴MZ的转速低于马达主动齿轮Cm1转速时，超越离合器SC分离并中断马达轴MZ向马达主动齿轮Cm1传递动力，如此，可以避免机械功率反向传递到液压传动模块引起的功率循环和传动损失。此外，当低挡分动器FD1或高挡分动器FD2处于分动状态时，在流量一定时，分动输出的液压功率和机械功率的大小与提供给液压马达HM的油液压力高低成正比，而该油液压力高低又与液压马达轴MZ上所受到阻力转矩大小成正比。本发明传动装置工作时，当输出轴OZ上所受到的工作阻力在一定范围内变化时，由于超越离合器SC的单向传动特性，总能通过自身系统
自动调节液压传动路径上的油压高低使输出转速No维持不变，因此，超越离合器SC的设置，使双流传动装置具有“压力自适应调节”特性。
[0031] 3.上述方案中，参见图1所示，因所述低挡分动器FD1和高挡分动器FD2采用定量泵，液压马达HM采用容积式变量马达，系统工作在双流传动状态时，通过无级调节液压马达HM排量，即可改变低挡分动器FD1或高挡分动器FD2对液压马达HM的液压传动比，从而在一定范围内实现对双流传动装置总传动比的无级调节。
[0032] 4.上述方案中，参见图1所示，所述低挡节流阀VD1的作用是控制低挡分动器FD1的工作压力，同时对低挡分流点f1分流输送给液压马达HM的低挡分动器供油流量Qd1和回流到低挡分动器进油口a1的低挡分动器回流量Qh1进行调节。在低挡主动端IM1有动力输入并且低挡主动端IM1与低挡从动端DM1具有转速差的情况下，低挡节流阀VD1“全开”时，低挡分动器排油口b1与低挡分动器进油口a1 完全导通，液流阻力可视为0，低挡分动器排油口b1排出的油液全部回流到低挡分动器进油口a1，低挡分动器FD1因其内部不能建立油压，无法实现传动而处于类似离合器 “分离”的状态。在低挡节流阀VD1由“全开”向“全闭”调节过程中，其节流效果逐渐增大引起低挡分流点f1处的油压及低挡分动器FD1内的油压同步升高并使低挡止回阀VS3开启，低挡分动器FD1排出的油液到达低挡分流点f1后，一部分以低挡分动器回流量Qh1回流至低挡分动器进油口a1，另一部分则经低挡止回阀VS3以低挡分动器供油流量Qd1输送给液压马达HM，同时驱动液压马达HM的转子旋转并通过马达轴MZ输出马达轴转速Nm和马达轴转矩Mm，与此同时，低挡从动端DM1也通过低挡从动轴DZ1输出低挡从动轴转速No1和低挡从动轴转矩Mo1，因在此过程中低挡分动器回流量Qh1不为0，使得低挡分动器FD1处于类似离合器 “半联动”的状态。当低挡节流阀VD1达到“全闭”时，低挡分动器回流量Qh1为0，而输送给液压马达HM的低挡分动器供油流量Qd1达到最大，低挡分动器FD1处于“全分动”状态。在低挡分动器FD1“全分动”状态下，将低挡开关阀VC1由其右位移至左位，可使低挡分动器FD1形成堵转，失去分动作用而处于类似离合器“接合”的状态。同理，在高挡主动端IM2有动力输入并且高挡主动端IM2与高挡从动端DM2具有转速差的情况下，高挡节流阀VD2“全开”，当由“全开”向“全闭”调节和“全闭”时，也可使高挡分动器FD2分别处于“分离”、“半联动”和“全分动”状态，在高挡分动器FD2的“全分动”状态下将高挡开关阀VC2由其右位移至左位，可使高挡分动器FD2处于“接合”状态，高挡从动端DM2对应地也通过高挡从动轴DZ2输出高挡从动轴转速No2和高挡从动轴转矩Mo2。
[0033] 5.上述方案中，参见图1所示，低挡分动器FD1处于“全分动”状态并对液压马达HM输送压力油液时，逐渐减小马达排量可使马达轴转速Nm升高、马达轴转矩Mm减小，但当马达排量调节到0时，因压力油液无法通过液压马达HM，使得马达轴转速Nm、马达轴转矩Mm皆为0，同时，低挡分动器FD1由于无法输出油液而形成堵转，失去分动作用并进入“接合”状态。
同理，在高挡分动器FD2处于“全分动”状态并对液压马达HM输送压力油液时，将马达排量调节到0，高挡分动器FD2也进入“接合”状态。
[0034] 6. 上述方案中，参见图1所示，由低挡换入高挡时，在低挡分动器FD1处于“接合”时的低挡直接传动状态下，通过换入高挡双流传动状态来实现，具体做法是：低挡处于直接传动状态时，低挡啮合套SS1“接合”，低挡开关阀VC1“截止”，低挡节流阀VD1“全闭”，低挡分动器FD1堵转，超越离合器SC分离，由输入轴IZ输入的动力（即输入转速Ni和输入转矩Mi）经输入齿轮Ci、低挡输入齿轮C11、低挡啮合套SS1、低挡输入轴IZ1、低挡分动器FD1、低挡从动轴DZ1、低挡主动齿轮C12、低挡从动齿轮C13传递到输出轴OZ后输出系统。开始换入高挡时，高挡开关阀VC2“导通”，高挡节流阀VD2“全开”，液压马达HM调整到最大排量，接合高挡啮合套SS2，由输入轴IZ输入的动力经输入齿轮Ci、高挡输入齿轮C21、高挡啮合套SS2、高挡输入轴IZ2驱动高挡主动端IM2旋转，因此时高挡从动端DM2的转速No2＝No1×i2÷i1 ，高挡主动端IM2旋转与高挡从动端DM2之间形成的转速差使高挡分动器FD2吸入和排出油液。逐步减小高挡节流阀VD2的开度使高挡分动器FD2排出的油液压力逐渐升高，当该油压达到高挡止回阀VS4的开启压力时高挡止回阀VS4导通，一部分高挡分动器FD2排出的油液经高挡止回阀VS4输送给液压马达HM，减小液压马达HM排量使超越离合器SC接合后，进一步减小高挡节流阀VD2的开度使高挡分动器FD2工作油压继续升高并形成对输出轴OZ进行双流传动，此时，由输入轴IZ输入的动力，一部分通过低挡分动器FD1以直接传动方式传递给输出轴OZ，另一部分通过高挡分动器FD2以双流传动方式传递给输出轴OZ，随着高挡节流阀VD2的开度进一步减小，通过高挡分动器FD2传递动力的占比越大，而通过低挡分动器FD1传递动力的占比则越小，由于低挡分动器FD1处于“接合”状态，其传递功率的大小正比于分动器内部油压，当其传递功率为0时，其内部油压亦为0，所有动力皆由高挡分动器FD2以双流传动方式传递，此时，使低挡开关阀VC1“导通”，分离低挡啮合套SS1中断输入轴IZ对低挡分动器FD1的传动路径，系统即完成了由低挡向高挡的转换。
[0035] 上述方案中，由高挡向低挡转换时，在高挡分动器FD2工作在双流传动状态时，接合低挡啮合套SS1后，同时加大液压马达HM排量和高挡节流阀VD2的开度使输出轴OZ转速下降，直至低挡从动端DM1的转速为No1＝No2×i1÷i2 时，低挡开关阀VC1“截止”使低挡分动器FD1内部开始建立油压，一部分由输入轴IZ输入的动力开始通过低挡分动器FD1以直接传动方式传递给输出轴OZ，随着高挡节流阀VD2的开度不断加大，低挡分动器FD1内部油压不断升高，通过低挡分动器FD1传递动力的占比也不断增加，而通过高挡分动器FD2传递动力的占比则不断减小，当高挡节流阀VD2的开度达到“全开”时，高挡分动器FD2传递动力的占比降为0，全部动力都通过低挡分动器FD1传递，此时，分离高挡啮合套SS2中断输入轴IZ对高挡分动器FD2的传动路径，系统即完成了由高挡向低挡的转换。
[0036] 由于采用了上述技术方案，本发明的有益技术效果体现在以下方面：1. 本发明所涉及的复合式双流变速传动装置，借鉴
双离合变速器原理，将两套液压-机械双流传动系统复合为一套系统，可以实现动力不中断换挡，有利于保证换挡过程中的传动连续性和换挡平顺性，提高换挡品质。
[0037] 2.本发明所涉及的复合式双流变速传动装置，采用相对于系统壳体可以整体旋转的容积式液压泵作为分动器，相对于现有液压泵与行星机构组合构成的分动装置，具有结构简单、便于传动系统布置等特点，有利于降低系统制造成本。
[0038] 3.本发明所涉及的复合式双流变速传动装置，通过对各个啮合套、开关阀、节流阀和液压马达排量进行不同控制，即可实现变速传动装置的中断传动、起步、
加速和换挡等功能。
[0039] 总之，本发明复合式双流变速传动装置，具有双离合器的换挡功能，同时可以液压传动、液压-机械双流传动和机械传动三种传动方式传递动力，传动过程兼具液压传动的无级调速特性和机械传动的高效特点，能够更好地满足车辆，尤其是工程机械以及
农业机械等行驶工况复杂多变的使用条件要求。
附图说明
[0040] 图1为本发明一种复合式双流变速传动装置结构原理示意图。
[0041] 附图标记：a1.低挡分动器进油口；a2.高挡分动器进油口；ac1.低挡开关阀进口；ac2.高挡开关阀进口；ad1.低挡节流阀进口；ad2.高挡节流阀进口；as3.低挡止回阀进口；
as4.高挡止回阀进口；b1.低挡分动器排油口；b2.高挡分动器排油口； bc1.低挡开关阀出口；bc2.高挡开关阀出口；bd1.低挡节流阀出口；bd2.高挡节流阀出口；bs3.低挡止回阀出口；bs4.高挡止回阀出口；Ci.输入齿轮；C11.低挡输入齿轮；C12.低挡主动齿轮； C13.低挡从动齿轮；C21.高挡输入齿轮；C22.高挡主动齿轮；C23.高挡从动齿轮；Cm1.马达主动齿轮；
Cm2.马达从动齿轮；DM1.低挡从动端；DM2.高挡从动端；DZ1.低挡从动轴；DZ2.高挡从动轴；
FD1.低挡分动器；FD2.高挡分动器； f1.低挡分流点；f2.高挡分流点；HM.液压马达；IZ.输入轴；IM1.低挡主动端；IM2.高挡主动端； IZ1.低挡输入轴；IZ2.高挡输入轴；i1.低挡传动比；i2.高挡传动比；im.马达输出传动比；j1.低挡进口汇流点；j2.高挡进口汇流点；KT.壳体；Mi.输入转矩；Mo1.低挡从动轴转矩；Mo2.高挡从动轴转矩；MZ.马达轴；Mm.马达轴转矩；
Mo.输出转矩；Ni.输入转速；No1.低挡从动轴转速；No2.高挡从动轴转速；Nm.马达轴转速；
No.输出转速；OZ.输出轴；p.汇流点；Qd1.低挡分动器供油流量；Qd2.高挡分动器供油流量；
Qh1.低挡分动器回流量；Qh2.高挡分动器回流量；Sa1.低挡进油密封；Sa2.高挡进油密封；
Sb1.低挡排油密封；Sb2.高挡排油密封；SC.超越离合器；SS1.低挡啮合套；SS2.高挡啮合套；VC1.低挡开关阀；VC2.高挡开关阀；VD1.低挡节流阀；VD2.高挡节流阀；VS1.低挡单向阀；VS2.高挡单向阀；VS3.低挡止回阀；VS4.高挡止回阀；T.油箱。
具体实施方式
[0042] 下面结合附图，通过
实施例对本发明作进一步地描述：实施例：一种复合式双流变速传动装置
参见图1所述，该装置主要由输入传动模块、低挡分动器FD1、低挡液压传动模块、低挡机械传动模块、高挡分动器FD2、高挡液压传动模块、高挡机械传动模块、液压马达HM、马达输出传动模块和输出轴OZ组成。
[0043] 所述输入传动模块由输入轴IZ、输入齿轮Ci、低挡输入齿轮C11、低挡输入轴IZ1、低挡啮合套SS1、高挡输入齿轮C21、高挡输入轴IZ2和高挡啮合套SS2组成。
[0044] 所述输入轴IZ回转支承于所述传动装置的壳体KT上，所述输入齿轮Ci固设于输入轴IZ的一端，并且同时与低挡输入齿轮C11和高挡输入齿轮C21相啮合。
[0045] 所述低挡输入齿轮C11具有一个中心轴并以其中心轴回转支承于壳体KT上；所述低挡输入轴IZ1与低挡输入齿轮C11同轴布置，所述低挡啮合套SS1套设于低挡输入轴IZ1的一端并可沿低挡输入轴IZ1轴向滑动，当低挡啮合套SS1滑至低挡输入齿轮C11一侧并与低挡输入齿轮C11结合时，低挡输入齿轮C11与低挡输入轴IZ1形成传动连接，当低挡啮合套SS1滑至另一侧时，低挡输入齿轮C11与低挡输入轴IZ1脱开连接。
[0046] 所述高挡输入齿轮C21具有一个中心轴并以其中心轴回转支承于壳体KT上；所述高挡输入轴IZ2与高挡输入齿轮C21同轴布置，所述高挡啮合套SS2套设于高挡输入轴IZ2的一端并可沿高挡输入轴IZ2轴向滑动，当高挡啮合套SS2滑至高挡输入齿轮C21一侧并与高挡输入齿轮C21结合时，高挡输入齿轮C21与高挡输入轴IZ2形成传动连接，当高挡啮合套SS2滑至另一侧时，高挡输入齿轮C21与高挡输入轴IZ2脱开连接。
[0047] 所述低挡分动器FD1主要由低挡容积式泵、低挡进油密封Sa1和低挡排油密封Sb1组成，低挡容积式泵的转子作为低挡分动器FD1的低挡主动端IM1与低挡输入轴IZ1传动连接，低挡容积式泵的的定子作为低挡分动器FD1的低挡从动端DM1相对于壳体KT回转支承；所述低挡进油密封Sa1为一个供低挡容积式泵进油的旋转密封通道，该旋转密封通道具有一个低挡进油固定端口和一个低挡进油旋转端口，低挡进油旋转端口与低挡容积式泵的进油口连接并且连通低挡容积式泵的低压腔，低挡进油固定端口作为低挡分动器进油口a1；
所述低挡排油密封Sb1为一个供低挡容积式泵排油的旋转密封通道，该旋转密封通道具有一个低挡排油固定端口和一个低挡排油旋转端口，低挡排油旋转端口与低挡容积式泵的排油口连接并且连通低挡容积式泵的高压腔，低挡排油固定端口作为低挡分动器排油口b1。
[0048] 所述低挡液压传动模块包括低挡单向阀VS1、低挡开关阀VC1、低挡节流阀VD1和低挡止回阀VS3。
[0049] 所述低挡单向阀VS1单向连通油箱T到低挡分动器进油口a1方向的油路，低挡单向阀VS1与低挡分动器进油口a1之间设有低挡进口汇流点j1。
[0050] 所述低挡开关阀VC1是一个二位二通开关阀，并且具有一个低挡开关阀进口ac1和一个低挡开关阀出口bc1，低挡分动器排油口b1向外延伸设有排油油路，该排油油路上依次先设有低挡分流点f1和后设有汇流点p，低挡开关阀VC1串联在低挡分动器排油口b1与低挡分流点f1之间的排油油路上，低挡开关阀进口ac1连通低挡分动器排油口b1，低挡开关阀出口bc1连通低挡分流点f1，当低挡开关阀VC1处于左位时，低挡分动器排油口b1到低挡分流点f1的油路截止，低挡开关阀VC1处于右位时，低挡分动器排油口b1到低挡分流点f1的油路导通，低挡开关阀VC1的初始位置为“导通”。
[0051] 所述低挡节流阀VD1是一个可调节流阀，其开度调节范围是 “全闭”至“全开”, 低挡节流阀VD1具有一个低挡节流阀进口ad1和一个低挡节流阀出口bd1，低挡节流阀进口ad1连通低挡分流点f1，低挡节流阀出口bd1连通低挡进口汇流点j1，当低挡节流阀VD1“全闭”时，低挡分流点f1到低挡进口汇流点j1的油路截止，当低挡节流阀VD1“全开”时，低挡分流点f1到低挡进口汇流点j1的油路完全导通，当低挡节流阀VD1部分开启时，低挡分流点f1到低挡进口汇流点j1的油路部分导通，并且其导通程度随低挡节流阀VD1的开度增加而增大。
[0052] 所述低挡止回阀VS3是一个单向阀，并且具有一个低挡止回阀进口as3和一个低挡止回阀出口bs3，低挡止回阀VS3单向连通低挡分流点f1到汇流点p方向的油路，低挡止回阀进口as3连通低挡分流点f1，低挡止回阀出口bs3连通汇流点p。
[0053] 所述低挡机械传动模块包括低挡从动轴DZ1、低挡主动齿轮C12和低挡从动齿轮C13；所述低挡从动轴DZ1回转支承于壳体KT上，低挡从动轴DZ1一端与低挡分动器FD1的低挡从动端DM1传动连接，另一端与低挡主动齿轮C12传动连接，低挡主动齿轮C12与低挡从动齿轮C13相啮合，且低挡主动齿轮C12对低挡从动齿轮C13的低挡传动比为i1，低挡从动齿轮C13与所述输出轴OZ传动连接。
[0054] 所述高挡分动器FD2主要由高挡容积式泵、高挡进油密封Sa2和高挡排油密封Sb2组成，高挡容积式泵的转子作为高挡分动器FD2的高挡主动端IM2与高挡输入轴IZ2传动连接，高挡容积式泵的的定子作为高挡分动器FD2的高挡从动端DM2相对于壳体KT回转支承；所述高挡进油密封Sa2为一个供高挡容积式泵进油的旋转密封通道，该旋转密封通道具有一个高挡进油固定端口和一个高挡进油旋转端口，高挡进油旋转端口与高挡容积式泵的进油口连接并且连通高挡容积式泵的低压腔，高挡进油固定端口作为高挡分动器进油口a2；
所述高挡排油密封Sb2为一个供高挡容积式泵排油的旋转密封通道，该旋转密封通道具有一个高挡排油固定端口和一个高挡排油旋转端口，高挡排油旋转端口与高挡容积式泵的排油口连接并且连通高挡容积式泵的高压腔，高挡排油固定端口作为高挡分动器排油口b2。
[0055] 所述高挡液压传动模块包括高挡单向阀VS2、高挡开关阀VC2、高挡节流阀VD2和高挡止回阀VS4。
[0056] 所述高挡单向阀VS2单向连通油箱T到高挡分动器进油口a2方向的油路，高挡单向阀VS2与高挡分动器进油口a2之间设有高挡进口汇流点j2。
[0057] 所述高挡开关阀VC2是一个二位二通开关阀，并且具有一个高挡开关阀进口ac2和一个高挡开关阀出口bc2，高挡分动器排油口b2向外延伸设有排油油路，该排油油路上设有高挡分流点f2，高挡开关阀VC2串联在高挡分动器排油口b2与高挡分流点f2之间的排油油路上，高挡开关阀进口ac2连通高挡分动器排油口b2，高挡开关阀出口bc2连通高挡分流点f2，当高挡开关阀VC2处于左位时，高挡分动器排油口b2到高挡分流点f2的油路截止，高挡开关阀VC2处于右位时，高挡分动器排油口b2到高挡分流点f2的油路导通，高挡开关阀VC2的初始位置为“导通”。
[0058] 所述高挡节流阀VD2是一个可调节流阀，其开度调节范围是 “全闭”至“全开”, 高挡节流阀VD2具有一个高挡节流阀进口ad2和一个高挡节流阀出口bd2，高挡节流阀进口ad2连通高挡分流点f2，高挡节流阀出口bd2连通高挡进口汇流点j2，当高挡节流阀VD2“全闭”时，高挡分流点f2到高挡进口汇流点j2的油路截止，当高挡节流阀VD2“全开”时，高挡分流点f2到高挡进口汇流点j2的油路完全导通，当高挡节流阀VD2部分开启时，高挡分流点f2到高挡进口汇流点j2的油路部分导通，并且其导通程度随高挡节流阀VD2的开度增加而增大。
[0059] 所述高挡止回阀VS4是一个单向阀，并且具有一个高挡止回阀进口as4和一个高挡止回阀出口bs4，高挡止回阀VS4单向连通高挡分流点f2到汇流点p方向的油路，高挡止回阀进口as4连通高挡分流点f2，高挡止回阀出口bs4连通汇流点p。
[0060] 所述高挡机械传动模块包括高挡从动轴DZ2、高挡主动齿轮C22和高挡从动齿轮C23；所述高挡从动轴DZ2回转支承于壳体KT上，高挡从动轴DZ2一端与高挡分动器FD2的高挡从动端DM2传动连接，另一端与高挡主动齿轮C22传动连接，高挡主动齿轮C22与高挡从动齿轮C23相啮合，且高挡主动齿轮C22对高挡从动齿轮C23的高挡传动比为i2，高挡从动齿轮C23与所述输出轴OZ传动连接。
[0061] 所述液压马达HM是一个容积式变排量液压马达，其定子固设于壳体KT上，液压马达HM具有进油口和排油口，所述汇流点p连通液压马达HM的进油口，液压马达HM的排油口连通油箱T。
[0062] 所述马达输出传动模块包括超越离合器SC、马达轴MZ、马达主动齿轮Cm1和马达从动齿轮Cm2。
[0063] 所述超越离合器SC具有单向传递动力的特性，其设有主动端和从动端，超越离合器SC的主动端与马达轴MZ传动连接，马达轴MZ回转支承于壳体KT上，马达轴MZ与液压马达HM的转子传动连接，超越离合器SC的从动端固设于马达主动齿轮Cm1上，当液压马达HM通过马达轴MZ输出转速且该输出转速具有超过马达主动齿轮Cm1转速的趋势时，超越离合器SC结合，液压马达HM的动力传递给马达主动齿轮Cm1，当马达轴MZ的转速低于马达主动齿轮Cm1转速时，超越离合器SC分离并中断马达轴MZ向马达主动齿轮Cm1传递动力；所述马达主动齿轮Cm1与马达从动齿轮Cm2相啮合，且马达主动齿轮Cm1对马达从动齿轮Cm2的马达输出传动比为im，马达从动齿轮Cm2与所述输出轴OZ传动连接，所述输出轴OZ回转支承于壳体KT上。
[0064] 本实施例的工作原理如下：参见图1所示，本发明一种复合式双流变速传动装置的初始状态为：低挡啮合套SS1及高挡啮合套SS2皆“分离”，低挡开关阀VC1及高挡开关阀VC2皆“导通”，低挡节流阀VD1及高挡节流阀VD2皆“全开”，液压马达HM排量调节为“最大”。本发明应用于车辆传动系统中时，对动力传动控制的具体过程如下：
1.车辆空挡
维持变速传动装置的初始状态即可实现车辆空挡，但是，为有利于后续车辆起步操作，可以先接合低挡啮合套SS1，允许由输入轴IZ输入的动力经输入齿轮Ci、低挡输入齿轮C11、低挡啮合套SS1和低挡输入轴IZ1传递到低挡主动端IM1，低挡分动器FD1吸入和排出油液，由于此时低挡开关阀VC1“导通”、低挡节流阀VD1“全开”，低挡分动器FD1排出的油液全部经低挡开关阀VC1、低挡节流阀VD1回流至低挡分动器进油口a1，由于低挡分动器FD1无法在其内部建立油压而处于“分离”状态，因此不传递动力而形成空挡。
[0065] 2.车辆起步通常情况下，车辆以低挡起步时，在低挡啮合套SS1的“接合”、低挡分动器FD1吸入和排出油液的状态下，逐渐减小低挡节流阀VD1的开度，低挡分动器FD1内部逐渐建立油压并将压力油液输送至低挡分流点f1，当油压达到低挡止回阀VS3的开启压力时，低挡止回阀VS3导通，低挡分动器FD1输出的压力油液经低挡分流点f1分流，一部分压力油液仍然经低挡节流阀VD1回流至低挡分动器进油口a1，另一部分压力油液则经低挡止回阀VS3输送给液压马达HM，并驱动马达轴MZ形成马达轴转矩Mm和转动趋势，此时马达主动齿轮Cm1、马达从动齿轮Cm2及输出轴OZ的转速皆为0，超越离合器SC“接合”，马达轴转矩Mm和转速趋势经马达主动齿轮Cm1、马达从动齿轮Cm2和超越离合器SC传递给输出轴OZ，与此同时，在低挡分动器FD1内部压力油液作用下，低挡从动端DM1对低挡从动轴DZ1形成的低挡从动轴转矩Mo1并使低挡从动轴DZ1产生转动趋势，低挡从动轴转矩Mo1经低挡主动齿轮C12、低挡从动齿轮C13传递给输出轴OZ后，与前述液压马达HM输出的转矩汇流后对输出轴OZ形成输出转矩Mo，随着低挡节流阀VD1开度继续减小，输出转矩Mo持续增大，当输出转矩Mo增大足以克服车辆起步阻力时车辆开始起步，低挡节流阀VD1达到“全闭”时，车辆完成起步，变速传动装置处于液压-机械双流传动状态。
[0066] 3.车辆加速车辆完成起步后，变速传动装置处于液压-机械双流传动状态，下述方法皆可以使车辆加速：方法一是维持液压马达HM排量不变，持续增加动力输入；方法二是持续增加动力输入，同时减小液压马达HM排量；方法三是维持动力输入不变，持续减小液压马达HM排量。
[0067] 在方法二和方法三中，由于马达轴MZ的马达轴转速Nm为低挡分动器供油流量Qd1与液压马达HM排量之比（即Nm＝Qd1／液压马达排量），因此，无论低挡分动器FD1提供给液压马达HM的低挡分动器供油流量Qd1是否发生变化，只要减小液压马达HM排量并始终维持Nm≥No×im，就可以保证超越离合器SC始终“接合”，变速传动装置在液压-机械双流传动状态下的输出转速No持续增加使车辆加速。
[0068] 在液压-机械双流传动状态下，当液压马达HM排量调节到0时，低挡分动器FD1因堵转而“接合”，变速传动装置转入直接传动状态，此时只能以增加动力输入的方式使车辆加速。
[0069] 4.低挡换入高档由低挡换入高挡，是通过由低直接传动状态下换入高挡双流传动状态来实现的，具体做法是：在低挡处于直接传动状态时，低挡啮合套SS1“接合”，低挡开关阀VC1“截止”，低挡节流阀VD1“全闭”，低挡分动器FD1堵转，超越离合器SC分离，由输入轴IZ输入的动力经输入齿轮Ci、低挡输入齿轮C11、低挡啮合套SS1、低挡输入轴IZ1、低挡分动器FD1、低挡从动轴DZ1、低挡主动齿轮C12、低挡从动齿轮C13传递到输出轴OZ后输出动力。开始换挡时，高挡开关阀VC2“导通”，高挡节流阀VD2“全开”，液压马达HM调整到最大排量，接合高挡啮合套SS2，由输入轴IZ输入的动力经输入齿轮Ci、高挡输入齿轮C21、高挡啮合套SS2、高挡输入轴IZ2驱动高挡主动端IM2旋转，因此时高挡从动端DM2的转速No2＝No1×i2÷i1 ，高挡主动端IM2旋转与高挡从动端DM2之间形成的转速差使高挡分动器FD2吸入和排出油液。逐步减小高挡节流阀VD2的开度，使高挡分动器FD2排出的油液压力逐渐升高，当该油压达到高挡止回阀VS4的开启压力时高挡止回阀VS4导通。在高挡分流点f2处，一部分高挡分动器FD2排出的油液以高挡分动器回流量Qh2回流至高挡分动器进油口a2，另一部分则以高挡分动器供油流量Qd2经高挡止回阀VS4输送给液压马达HM，减小液压马达HM排量直至使超越离合器SC接合后，进一步减小高挡节流阀VD2的开度，可使高挡分动器FD2工作油压继续升高并形成对输出轴OZ的双流传动，此时，由输入轴IZ输入的动力，一部分通过低挡分动器FD1以直接传动方式传递给输出轴OZ，另一部分通过高挡分动器FD2以双流传动方式传递给输出轴OZ，随着高挡节流阀VD2的开度进一步减小，通过高挡分动器FD2传递动力的占比越大，而通过低挡分动器FD1传递动力的占比则越小，由于低挡分动器FD1处于“接合”状态，其传递功率的大小正比于分动器内部油压，当其传递功率为0时，其内部油压亦为0，所有动力皆由高挡分动器FD2以双流传动方式传递，此时，使低挡开关阀VC1“导通”，分离低挡啮合套SS1中断输入轴IZ对低挡分动器FD1的传动路径，系统即完成了由低挡向高挡的转换。
[0070] 变速传动装置换入高档后工作在双流传动状态，欲使车辆继续加速，比照前述3中的方法二和方法三的控制过程即可，在此不做赘述。
[0071] 与变速传动装置以低挡工作时一样，当液压马达HM排量调节到0时，高挡分动器FD1因堵转而“接合”，变速传动装置转入直接传动状态，此时只能以增加动力输入的方式使车辆加速。
[0072] 5.高档换入低挡高挡向低挡转换是在高挡工作在双流传动状态时进行的。换入低挡时，首先接合低挡啮合套SS1，然后同时加大液压马达HM排量和高挡节流阀VD2的开度，使输出轴OZ转速下降，直至低挡从动端DM1的转速为No1＝No2×i1÷i2 时，使低挡开关阀VC1“截止”，低挡分动器FD1内部开始建立油压，一部分由输入轴IZ输入的动力开始通过低挡分动器FD1以直接传动方式传递给输出轴OZ，随着高挡节流阀VD2的开度不断加大，低挡分动器FD1内部油压不断升高，通过低挡分动器FD1传递动力的占比也不断增加，而通过高挡分动器FD2传递动力的占比则不断减小，当高挡节流阀VD2的开度达到“全开”时，高挡分动器FD2传递动力的占比降为0，全部动力都通过低挡分动器FD1传递，此时，分离高挡啮合套SS2，中断输入轴IZ对高挡分动器FD2的传动路径，系统即完成了由高挡向低挡的转换。
[0073] 以上实施例只给出了本发明的一种典型实施方式，实际上本发明在此
基础上仍存在其他的变化和延伸，现针对本发明可能出现的变化和延伸说明如下：1.以上实施例中，所述复合式液压-机械双流传动装置具备高低挡两个挡位，但并不能以此判定本发明仅具备两个挡位。如可在低挡从动轴DZ1与输出轴OZ之间增加一对齿轮副，与低挡主、从动齿轮副C12、C13通过加装同步器等结构实现换挡。因此在本发明
权利要求1中将低挡主动齿轮C12与低挡从动齿轮C13的连接关系以及高挡主动齿轮C22与高挡从动齿轮C23的连接关系均定义成“传动连接”的含义就在于此。由此可见，在本发明基本原理的基础上，可以实现多于两个挡位的变速传动输出是本领域技术人员能够理解的。
[0074] 2.以上实施例中，所述复合式液压-机械双流传动装置未说明倒挡情况，可根据车辆行驶需要加装倒挡。倒挡的结构形式可以具备多种形式，如可在液压马达HM的马达轴MZ加装相应的倒挡齿轮副，也可在低挡从动轴DZ1、高挡从动轴DZ2上加装相应齿轮副，也可以通过将低挡主动齿轮C12与高挡从动齿轮C23通过齿轮连接，实现倒挡。当然，倒挡可以设置在本发明方案内，也可以设置在本发明传动系统外部，所以对于本发明来说倒挡为非必要机构，所以本发明权利要求1中没有对此作出进一步限定。这是本领域技术人员容易理解的。
[0075] 3.以上实施例中，所述复合式液压-机械双流传动装置的传动控制由液压控制系统来实现，液压控制系统形式多样，可以简单，也可以复杂，故而在上述实例说明中仅叙述了本方案的基本原理与实施过程，液压控制系统只要满足本发明的控制要求，就可以实现对本方案变速传动装置的控制。
[0076] 4.以上实施例中，所述低挡分动器FD1和高挡分动器FD2是
叶片式定量泵，或是内啮合齿轮泵，或是摆线
转子泵，或是轴向
柱塞定量泵。
[0077] 5.以上实施例中，所述液压马达HM是单作用叶片式可变排量马达，或是轴向柱塞式可变排量马达。
[0078] 6.以上实施例中，所述超越离合器SC是滚柱式超越离合器，或是滚珠式超越离合器，或是
棘轮棘爪式超越离合器，或是
楔块式超越离合器。
[0079] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
