[0032] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0033] 如图1所示，本发明所述的集齿轮‑液压‑金属带为一体的多模式机液复合传动装置，包括输入组件1、前行星齿轮机构2、输出组件3、金属带传动机构4、后行星齿轮机构5、液压传动机构6、动力输出机构7、离合器组件和制动器组件。
[0034] 输入组件1包括主离合器C0 1‑1和输入轴1‑2；通过接合主离合器C0 1‑1，内燃机动力经输入轴1‑2传递到液压传动输入轴6‑2。
[0035] 前行星齿轮机构2包括第四离合器C4 2‑1、中间轴2‑2、前行星齿轮太阳轮2‑3、前行星齿轮行星架2‑4、前行星齿轮齿圈2‑5和前行星齿轮输入齿轮副2‑6；所述前行星齿轮太阳轮2‑3、前行星齿轮行星架2‑4和前行星齿轮齿圈2‑5构成行星轮系，所述前行星齿轮齿圈2‑5通过前行星齿轮输入齿轮副2‑6与液压传动输入轴6‑2传动连接，所述第四离合器C4 2‑
1用于选择性的将前行星齿轮行星架2‑4连接到后行星齿轮行星架5‑4以共同旋转；前行星齿轮太阳轮2‑3与后行星齿轮齿圈5‑5固连。中间轴2‑2为后行星齿轮行星架5‑4的输出轴。
[0036] 后行星齿轮机构5包括后行星齿轮输入齿轮副5‑1、后行星齿轮太阳轮轴5‑2、后行星齿轮太阳轮5‑3、后行星齿轮行星架5‑4、后行星齿轮齿圈5‑5、制动器组件5‑6和第五离合器C5 5‑7；所述后行星齿轮太阳轮5‑3、后行星齿轮行星架5‑4和后行星齿轮齿圈5‑5构成行星轮系，所述后行星齿轮齿圈5‑5通过后行星齿轮输入齿轮副5‑1与金属带输出轴4‑5连接，所述第五离合器C5 5‑7用于选择性的将后行星齿轮齿圈5‑5连接到后行星齿轮行星架5‑4以共同旋转；所述制动器组件5‑6用于选择性的将后行星齿轮齿圈5‑5连接到固定件；后行星齿轮行星架5‑4通过输出齿轮副3‑2与输出轴3‑1连接；所述后行星齿轮太阳轮5‑3与后行星齿轮太阳轮轴5‑2固连。
[0037] 所述金属带传动机构4包括金属带输入齿轮副4‑1、第二离合器C2 4‑2、金属带输入轴4‑3、金属带4‑4、金属带输出轴4‑5、金属带输出齿轮副4‑6和第三离合器C3 4‑7；所述金属带输出轴4‑5通过后行星齿轮输入齿轮副5‑1与后行星齿轮齿圈5‑5连接，所述第二离合器C2 4‑2用于选择性的将金属带输入轴4‑3通过金属带输入齿轮副4‑1连接到前行星齿轮齿圈2‑5以共同旋转；所述第三离合器C3 4‑7用于选择性的将金属带输出轴4‑5通过金属带输出齿轮副4‑6连接到后行星齿轮太阳轮轴5‑2以共同旋转。所述金属带输入轴4‑3通过金属带4‑4与金属带输出轴4‑5传动连接。
[0038] 所述液压传动机构6包括液压传动输出齿轮副6‑1、液压传动输入轴6‑2、变量泵6‑3、定量马达6‑4、液压传动输出轴6‑5和第一离合器C1 6‑6。液压传动输入轴6‑2与变量泵6‑
3连接，定量马达6‑4与液压传动输出轴6‑5连接，所述变量泵6‑3用于驱动定量马达6‑4，所述第一离合器C1 6‑6用于选择性的将液压传动输出轴6‑5通过液压传动输出齿轮副6‑1连接到后行星齿轮太阳轮轴5‑2以共同旋转。
[0039] 所述动力输出机构7包括第六离合器C6 7‑1、前动力输出齿轮副7‑2、动力输出轴7‑3、后动力输出齿轮副7‑4和第七离合器C7 7‑5。所述第六离合器C6 7‑1用于选择性的将液压传动输入轴6‑2通过前动力输出齿轮副7‑2连接到动力输出轴7‑3以共同旋转。所述第七离合器C7 7‑5用于选择性的将液压传动输出轴6‑5通过后动力输出齿轮副7‑4连接到动力输出轴7‑3以共同旋转。第六离合器C6 7‑1与第七离合器C7 7‑5不同时接合。
[0040] 通过调节液压传动机构6的排量比、调节金属带传动机构4的传动比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供输入组件1与输出组件3之间的液压传动H、齿轮传动G和金属带传动V中的任意一种或任意二种组合的传动方式，各个传动模式的接合元件如表1所示。具体如下：
[0041] 如图2所示，在液压传动H传动模式中，接合主离合器C0 1‑1、第一离合器C1 6‑6、第五离合器C5 5‑7和制动器组件5‑6，此时输入轴1‑2传递的发动机动力，经液压传动输入轴6‑2驱动变量泵6‑3工作，进而带动定量马达6‑4转动，由于后行星齿轮齿圈5‑5被制动器组件5‑6制动，定量马达6‑4输出的动力经后行星齿轮太阳轮5‑3和后行星齿轮行星架5‑4传递到中间轴2‑2，再经由输出齿轮副3‑2从输出轴3‑1输出。
[0042] 如图3所示，在齿轮传动G传动模式中，接合主离合器C0 1‑1、第四离合器C4 2‑1、第五离合器C5 5‑7和制动器组件5‑6，此时输入轴1‑2传递的发动机动力，经前行星齿轮输入齿轮副2‑6驱动前行星齿轮齿圈2‑5，由于后行星齿轮齿圈5‑5被制动器组件5‑6制动，即前行星齿轮太阳轮2‑3制动，前行星齿轮行星架2‑4输出的动力经由输出齿轮副3‑2从输出轴3‑1输出。
[0043] 如图4所示，在金属带传动V传动模式中，接合主离合器C0 1‑1、第二离合器C2 4‑2、第三离合器C3 4‑7和第五离合器C5 5‑7，此时输入轴1‑2传递的发动机动力经前行星齿轮输入齿轮副2‑6和金属带输入齿轮副4‑1传递到金属带输入轴4‑3驱动金属带4‑4，金属带4‑4通过改变其主、从动盘半径进而改变其传动比，其传递的动力经金属带输出轴4‑5分为两路：一路经后行星齿轮输入齿轮副5‑1传递到后行星齿轮齿圈5‑5，一路经金属带输出齿轮副4‑6和后行星齿轮太阳轮轴5‑2传递到后行星齿轮太阳轮5‑3，传递到后行星齿轮齿圈5‑5的动力与传递到后行星齿轮太阳轮5‑3的动力在后行星齿轮行星架5‑4处汇流，经中间轴2‑3和输出齿轮副3‑2从输出轴3‑1输出。
[0044] 如图5所示，在液压齿轮复合传动HG传动模式中，接合主离合器C0 1‑1、第一离合器C1 6‑6、第四离合器C4 2‑1和第五离合器C5 5‑7，此时输入轴1‑2传递的发动机动力传递到前行星齿轮输入齿轮副2‑6分为两路：一路直达前行星齿轮齿圈2‑5；一路经液压传动输入轴6‑2驱动变量泵6‑3，进而带动定量马达6‑4转动，定量马达6‑4输出的动力经后行星齿轮太阳轮5‑3后又分为两路：一路经后行星齿轮齿圈5‑5和前行星齿轮太阳轮2‑3与直达前行星齿轮齿圈2‑5的动力在前行星齿轮行星架2‑4处汇流，一路经后行星齿轮行星架5‑4，与在前行星齿轮行星架2‑4处汇流的动力汇流，汇流动力经中间轴2‑3和输出齿轮副3‑2从输出轴3‑1输出。
[0045] 如图6所示，在齿轮金属带复合传动GV传动模式中，接合主离合器C0 1‑1、第二离合器C2 4‑2和第四离合器C4 2‑1，此时输入轴1‑2传递的发动机动力传递到前行星齿轮输入齿轮副2‑6分为两路：一路经金属带输入齿轮副4‑1和金属带输入轴4‑3驱动金属带4‑4，金属带4‑4通过改变其主、从动盘半径进而改变其传动比，动力经金属带输出轴4‑5、后行星齿轮输入齿轮副5‑1、后行星齿轮齿圈5‑5，传递到前行星齿轮太阳轮2‑3，一路直达前行星齿轮齿圈2‑5，传递到前行星齿轮太阳轮2‑3的动力与传递到前行星齿轮齿圈2‑5的动力在前行星齿轮行星架2‑4处汇流，经中间轴2‑3和输出齿轮副3‑2从输出轴3‑1输出。
[0046] 如图7所示，在液压金属带复合传动HV传动模式中，接合主离合器C0 1‑1、第一离合器C1 6‑6、第二离合器C2 4‑2和第五离合器C5 5‑7，此时输入轴1‑2传递的发动机动力传递到前行星齿轮输入齿轮副2‑6分为两路：一路经金属带输入齿轮副4‑1和金属带输入轴4‑3驱动金属带4‑4，金属带4‑4通过改变其主、从动盘半径进而改变其传动比，动力经金属带输出轴4‑5和后行星齿轮输入齿轮副5‑1，传递到后行星齿轮齿圈5‑5，一路经液压传动输入轴6‑2驱动变量泵6‑3，进而带动定量马达6‑4转动，定量马达6‑4输出的动力经液压传动输出齿轮副6‑1和后行星齿轮太阳轮轴5‑2传递到后行星齿轮太阳轮5‑3，传递到后行星齿轮齿圈5‑5的动力与传递到后行星齿轮太阳轮5‑3的动力在后行星齿轮行星架5‑4处汇流，经中间轴2‑3和输出齿轮副3‑2从输出轴3‑1输出。
[0047] 表1模式切换元件接合状态
[0048]
[0049]
[0050] 其中：“▲”代表模式切换执行机构处于接合状态；nO(H)为液压传动H模式输出转速，nO(G)为齿轮传动G模式输出转速，nO(V)为金属带传动V模式输出转速，nO(GV)为齿轮金属带传动GV模式输出转速，nO(HG)为液压齿轮传动HG模式输出转速，nO(HV)为液压金属带传动HV模式输出转速，ne为发动机转速；k1为前行星齿轮机构的行星齿轮特性参数，k2为后行星齿轮机构的行星齿轮特性参数，e为液压传动机构排量比，iv为金属带传动机构传动比。i1为前行星齿轮输入齿轮副传动比，i2为液压传动输出齿轮副传动比，i3为金属带输入齿轮副传动比，i4为后行星齿轮输入齿轮副传动比，i5为金属带输出齿轮副传动比，i6为输出齿轮副传动比。
[0051] 通过调节液压传动机构6的排量比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供“液压传动H→齿轮传动G→液压齿轮复合传动HG”传动方式之间的无级调速切换。采用模式H起步，输出转速随液压传动机构排量比e的增大线性增大，当e＝‑1时，液压传动H模式达到负向最大值，当e＝1时，液压传动H模式达到正向最大值；此时可切换到齿轮传动G模式，齿轮传动G模式为定传动比；当满足e∈[nO(G)＝nO(HG)]时，也可切换到液压齿轮复合传动HG模式，此时输出转速随e的减小线性增大，当e＝‑1时，液压齿轮复合传动HG模式达到正向最大值。金属带传动机构传动比iv不影响该模式切换过程传动装置传动比的变化，传动装置仅通过改变e在设定范围内无级变速。
[0052] 通过调节金属带传动机构4的传动比，选择性控制所述离合器组件和制动器组件的接合，提供“齿轮传动G→金属带传动V→齿轮金属带复合传动GV”传动方式之间的无级调速切换。当处于齿轮传动G模式时为定传动比；齿轮传动G模式可切换到金属带传动V模式，当iv从2变化到0.5时，nO(V)非线性增加；当金属带传动机构传动比满足iv∈[nO(V)＝nO(GV)]时，金属带传动V模式可切换到齿轮金属带复合传动GV模式，当iv从2变化到0.5时，nO(GV)非线性地增加；液压传动机构排量比e不影响该模式切换过程传动装置传动比的变化，传动装置仅通过改变iv在设定范围内无级变速。
[0053] 通过调节液压传动机构6的排量比、调节金属带传动机构4的传动比和选择性控制所述离合器组件与制动器组件的接合，提供“液压传动H→金属带传动V→液压金属带复合传动HV”传动方式之间的无级调速切换。采用模式H起步，输出转速随液压传动机构排量比e的增加线性增大，当e＝1时，液压传动H模式达到正向最大值；当同时满足e·iv∈[nO(H)＝nO(V)]，且e∈[0，1]，且iv∈[0.5，2]三条件时，液压传动H模式切换到金属带传动V模式，当iv从2变化到0.5时，nO(V)非线性地增加；当同时满足e·iv∈[nO(V)＝nO(HV)]，且e∈[0，1]，且iv∈[0.5，2]三条件时，金属带传动V模式切换到液压金属带复合传动HV模式，切换的位置不同，导致液压金属带复合传动HV模式输出值不同，但输出转速随液压传动机构排量比e的减小而线性减小。
[0054] 举例说明：
[0055] 主要参数为：i1＝1，i2＝0.36，i3＝0.73，i4＝i5＝i6＝1，k1＝2.27，k2＝3。
[0056] 模式切换过程一：液压传动H→齿轮传动G→液压齿轮传动HG；
[0057] 液压传动H输出‑输入转速关系为：
[0058] 齿轮传动G输出‑输入转速关系为：
[0059] 液压齿轮复合传动HG输出‑输入转速关系为：
[0060]
[0061] 如图8所示，采用模式H起步，输出转速随液压传动机构排量比e的增大线性增大，当e＝‑1时，H模式达到负向最大值‑0.694ne，当e＝1时，液压传动H模式达到正向最大值0.694ne；此时可切换到齿轮传动G模式，此时齿轮传动为定传动比；也可切换到液压齿轮复合传动HG模式，此时输出转速随e的减小线性增大，当e＝‑1时，HG模式达到正向最大值
1.650ne。金属带传动机构传动比iv不影响该模式切换过程传动装置传动比的变化，传动装置仅通过改变e在[0,1.650]ne范围内无级变速。
[0062] 模式切换过程二：齿轮传动G→金属带传动V→齿轮金属带传动GV
[0063] 齿轮传动G输出‑输入转速关系为：
[0064] 金属带传动V输出‑输入转速关系为：
[0065] 齿轮金属带复合传动GV输出‑输入转速关系为：
[0066]
[0067] 如图9所示，当处于齿轮传动G模式时为定传动比；齿轮传动G模式可切换到金属带传动V模式，此时金属带传动机构传动比iv＝1.794，当iv从2变化到0.5时，nO(V)非线性地从0.694ne增加到2.740ne；当金属带传动机构传动比iv＝1.370时，金属带传动V模式可切换到齿轮金属带复合传动GV模式，当iv从2变化到0.5时，nO(GV)非线性地从0.904ne增加到
1.532ne；液压传动机构排量比e不影响该模式切换过程传动装置传动比的变化，传动装置仅通过改变iv在[0.694,2.740]ne范围内无级变速。
[0068] 模式切换过程三：液压传动H→金属带传动V→液压金属带传动HV
[0069] 液压传动H输出‑输入转速关系为：
[0070] 金属带传动V输出‑输入转速关系为：
[0071] 液压金属带复合传动HV输出‑输入转速关系为：
[0072]
[0073] 如图10所示，采用模式H起步，输出转速随液压传动机构排量比e的增加线性增大，当e＝1时，H模式达到正向最大值0.694ne；当同时满足e·iv＝1.974，且e∈[0，1]，且iv∈[0.5，2]三条件时，H模式切换到V模式，当iv从2变化到0.5时，nO(V)非线性地从0.685ne增加到2.740ne；
[0074] 当同时满足e·iv＝0.494、且e∈[0，1]，且iv∈[0.5，2]三条件时，金属带传动V模式切换到液压金属带复合传动HV模式，切换的位置不同，导致液压金属带复合传动HV模式输出值不同，但输出转速随液压传动机构排量比e的减小而线性减小。
[0075] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
