CN1015280B - 液压式传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计液压传动装置，是一种由一对液压泵液压马达组成的闭式回路液压式传动装置。此液压式传动装置具有以下两个特点：(一)具有检测上述各条液压回路之间压差用的压差检测装置(二)具有中位操作时用的，控制起着泵作用(将压差限制在设定值范围内)那一侧液压泵液压马达排量的容量修正装置。

Description

本发明涉及适合于车辆用无级变速器等所采用的液压式传动装置。

已知的这种液压式传动装置是，由一对液压泵液压马达的相对液压回路组成一个闭式液压回路。由动力机驱动一个液压泵液压马达，在起着泵的作用的同时，由该液压泵液压马达排出的压力液体，还使另一液压泵液压马达工作，而另一液压泵液压马达输出的转动力，可以驱动车轮等装置。

但在这种传动装置中，一般是将起泵作用的液压泵液压马达设计成可变容量式的，以便通过对该液压泵液压马达排量的调节，来达到所需的变速比。

利用这种液压式传动装置，通过使起泵作用的液压泵液压马达的排量等于零的法，可以获中立位置状态。然而，如将这种传动装置应用到车辆行走等装置上的情况下，泵侧的液压泵液压马达。在内燃机等动力机的驱动下，产生高速旋转。因此，控制排量的油缸体的偏心量和斜盘的倾角等，如果稍有误差，压力液体就会从该液压泵液压马达中排出来，这样，即使自以为已经处在中立位置状态，但泵侧 的液压泵液压马达仍在工作，而产生所谓的“爬行运动”。

为防止这一缺点而开发的技术对策有，在中立位置时，强制性地开启充液用的单向阀，或者另设一个中立阀，当泵排量小时，通过节流段将该压力流体导入油箱，当泵排量超过设定值时，将该中位阀关闭使装置过渡到行走运转。但是，由于这些装置从中立向行走运转的过渡是不连续的，所以会破坏运转的平稳性，这是一个问题。另一方面，采用中位阀的装置，在中位阀的装置，在中立位置时也消耗能量，因而其经济性欠佳。

为了解决上述问题，可以考虑采用缋化液压泵液压马达斜盘等的中位恢复力（偏转力矩），减少中位时的误差等措施，以便消除上述不连续性或能量的浪费，但采用这种措施，在倾斜操作斜盘时，则须要很大的力。

本发明的目的在于，提供一种在保持中立位置的操作时，将此压差限制在设定值范围内的控制起泵作用的那一侧的液压泵液压马达的排量的容量修正装置。

本发明为了达到上述目的采用了以下的装置。

本发明设计的液压传动装置，是一种由一对液压泵液压马达组成的闭式回路液压式传动装置，此液压式传动装置具有以下两个特点：（一）具有检测一述各条液压回路之间压差用的压差检测装置;（二）具有中位操作时用的、控制起泵作用（将压差限制在设定值范围内）那一侧液压泵液压马达排量的容量修正装置。

在中位操作时，由于存在操作误差的缘故，当从排量本应为零的液压泵液压马达中排出压力液体时，则在两个液压回路之间产生压 差。而当该压差超过设定值时，由压差检测装置检测出其值，通过容量修正装置的作用，将排出压力流体的液压泵液压马达的排量控制在压差设定值范围之内。

困此，如将设定值设在车辆不能行走的值上，就不会产生爬行运动现象。

此外，如将液压回路之间的压差控制在接近于零值时，由于整个回路压力等于充液压力，因此还可以将液压泵液压马达内的工作液泄漏量控制在最低值。

本发明的结构如上所述，因而可以在完全不采用高精度位置检测器等的情况下，能处于准确的中位状态，从而可以防止车辆发生爬行运动的现象，同时还能实现节能运转。而且，可以平稳地从中位状态向行走状态过渡，还不会因操纵力增大而给液压泵液压马达的操纵性造成不良影响。本发明是一种具有上述各种优点的液压式传动装置。

图1为液压回路说明图，

图2为液压检测装置的剖面图，

图3是图2上Ⅲ-Ⅲ线处的剖面图。

图4所示为本发明另一实施例的回路说明图，

图5为同一例中表示压差检测装置的剖面示意图。

标号说明：1、2……液压泵液压马达

3、4……液压回路

11、111……压差检测装置

12、112……容量修正装置

48……中位信号

49……压差信号

下面参照图1-图3对本发明的一个实施例进行说明。

将由一对液压泵液压马达1、2组成对的液压回路3、4连接成闭式回路。各液压泵液压马达1、2都是可变容量式的，通过变化操作其输入端1a、2a及调节油缸体的偏心量或斜盘的角度，就能无级地改变泵的排量。将一个液压泵液压马达1的旋转轴1b连接到动力机5上，而将另一个液压泵液压马达2的旋转轴2b连接到车辆的驱动车轮6上。此外，7是通过单向阀8、9连接到上述液压回路3、4上的充液泵。

在此液压装置上还设置了压差检测装置11和容量修正装置12。

压差检测装置11，如图2和图3所示，嵌装于壳13内的压差滑阀14，可沿轴向自由滑动，在上述壳13内的两端，形成压力室15、16。两个压力室15、16被压差滑阀14相互隔离开，通过通路17，将一侧的压力室15连接在液压回路3上，同时，把另一侧的压力室16通过通路18连接在液压回路4上。而压差滑阀14靠定中弹簧19的推力保持在中立位置。也就是说，在压差滑阀14的一端附近，在阶梯端面14a与盖形螺母14b的端面14c之间的位置，形成一个小直径轴14d，把一对杯状滑块21、22，呈可滑动状态在套装在该小直径轴14d上。在滑块21、22的开口端的外圆处设有凸缘21a、22a，把上述定中弹簧19安装在两个凸缘21a与22a之间。定中弹簧19是压缩螺旋弹簧，其作用是使上述滑块21、22相分离。两个滑块21、22的开 口端面21b、22b，可以与设在壳13中的制动面13a，13b接触和分离。在压差滑阀14的另一端附近设有永久磁铁23。在接近于上述永久磁铁23的壳13的部位，埋设着成对的舌簧接点元件24、25。当压差滑阀14位于中立位置时，两个舌簧接点元件24、25呈断开状态，但当压差滑阀14滑到图中右侧时，一侧的舌簧接点元件24感受磁力的作用后，呈接通状态，而当压差滑阀14滑到图中左侧时，则另一侧的舌簧接点元件25感受磁力的作用而呈接通状态。

另一方面，容量修正装置12具有：变化操作上述液压泵液压马达1的输入端1a实现调节其排量用的执行元件31，以及控制此执行元件31用的控制器32。当操作是使传动装置保持中立位置时，也就是说，把操纵变速比的操纵杆置于中立位置，从切换的中立检测开关33输入信号的时候，控制器32检测上述两个舌簧接点元件的开关状态，当一个舌簧接点元件24接通时，就使上述执行元件31朝一个方向运动，使液压泵液压马达1的排量向负值方向进行修正，而当另一个舌簧接点元件25接通时，则使上述执行元件31朝另一方向运动，将液压泵液压马达1的排量向正值方向进行修正，这种控制器可以采用专用的电子回路构成，也可以采用通用的微机构成。

此外，当没有向控制器32中输入需要进行中立操作的信号，而在正常运转时的排量控制，与以往一般的控制完全一样，故在此将其说明省略。

其次，对本实施例的工作情况进行说明。操纵人员进行中立操作时，从中立检测开关33向控制器32输入中立信号，将形成压差信号的两个舌簧接点开关24、25的开关状态也输入控制器32内。虽然 操纵者进行了中立了，可是当液压泵液压马达1的排量超过零点位置，而向正排量方向偏移时，从液压泵液压马达1向一侧的液压回路3输入压力流体。其结果，使一侧的液压回路3内的压力高于另一侧液压回路4的压力。而且，当其压差超过了由定中弹簧19规定的设定值时，一侧的滑块21便离开制动面13a，同时，压差滑阀14向图中右方滑动，使一侧的舌簧接点元件24接通。此信号一旦输入控制器32时，此控制器32便向执行元件31输入工作信号，则上述液压泵液压马达1的排量便向负值方向进行修正。通过这种修正，当上述两个液压回路3、4之间的压差值降低到设定值以下时，上述压差阀14靠定中弹簧19的推力恢复到原来的中立位置后，便停止排量的修正。如果情况相反，上述液压泵液压马达1的排量向负排量方向偏转时，另一侧液压回路4的压力大于一侧液压回路3的压力，当其压差的绝对值大于设定值时，上述压差滑阀14便向图中左方滑动，使另一侧的舌簧接点元件25接通。其信号一旦输入控制器32时，便从控制器32向执行元件31输入工作信号，于是，上述液压泵液压马达1的排量便向正值方向进行修正。通过这种修正，上述两个液压回路3、4间的压差绝对值降至设定值以下时，上述压差滑阀14靠定中弹簧19的推力恢复到原来的中立位置后，便停止对排量的修正。

于是，采用这种装置，在进行中立操作时，液压泵液压马达1的排量就被修正，使液压回路3、4、之间的压差值在规定的设定范围之内。因此，只要把上述设定值设定为适宜的值，即使在初始的中立操作上有误差存在，也不会导致上述的爬行运动。而能达到正确的中位状态。

这种装置能将起泵作用的液压泵液压马达1的排量控制为零，故能达到中位状态。因此，可以不费力地减少液压泵液压马达1、2内部的泄漏，并且使中位时的动力消耗为最小，从而能够实现节能运转。由于这种装置在中位操作时将液压泵液压马达1的排量控制为零，所以在向普通行走状态过渡时，只使其排量中立位置开始产生变化即可，完全不需要进行回路的切换。因此可使起动过程平衡。

本发明提出的装置，若与那种检测油缸体的偏心量或斜盘的倾斜角度后将排量控制为零的方法相比，能够实现即简单又准确的控制。也就是说，液压泵液压马达1的排量超过工作液的内部泄漏量的时候，两条液压回路3、4间的压差，在理论上达到无限大。因此，利用液压回路3、4的压差作用检测液压泵液压马达1是否已处在中立位置，比检测实际偏心量或斜盘角度能更准确地知道其中立位置的误差，而不需要使用高分率的位置检测器。

这种装置也不需要加大液压泵液压马达的中位恢复力，在中立以外的工作范围内，也不会发生操纵性不良的问题。

在述实施例中，对于利用马达等的执行元件来修正液压泵液压马达排量的情况作了说明，但是本发明并非只限于采用这种装置，例如采用图4和图5所示的装置也是可行的，也就是说，该实施例所采用的压差检测装置111，其结构是从上述实施例的压差检测装置11中，去掉了舌簧接点元件24、25的形式，至于与上述实施例相同或相反的部分，都注有相同的标号，故说明从略。但这种压差检测装置111只有将液压回路3、4之间的压差转换为压差滑阀14的几何位移偏差的功能。该实施例所采用的容量修正手段112如下：在上述壳 13上切出一个开口部分41，同时在上述压差滑阀14对着上述开口部分41的部位开一个连接凹槽42，把上述液压泵液压马达1操作输入端1a的偏心控制杆43的顶端以可转动状态装进该连接凹槽42中，因此，可以靠上述压差滑阀14的滑动动作操纵上述偏心控制杆43运动实现调节液压泵液压马达1的排量。此外，在此偏心控制杆43上，还没有正常行走时调节上述液压泵液压马达1排量用的操纵部分44。同时，通过转换阀45将上述压差检测装置111的各压力室15、16与各条液压回路3、4或油箱46连接。具体地说，当使转换阀45保持中立位置Ⅰ时，上述各压力室15、16便与其对应的液压回路3、4相连接，当转换到行走位置Ⅱ时，上述各压力室15、16就连接到油箱46上。

采用这种装置，当使转换阀45保持中立位置的同时，停止对操纵部分44的操纵时，此传动装置则处于中立状态。此时，如果没有把上述偏心控制杆43准确地推到使排量为零的位置时，则在上述液压回路3、4之间产生压差。而当此压差值大于设定值时，压差滑阀14便开始滑动，使上述偏心控制杆43偏移到减少压差的方向。这样就能控制两条液压回路3、4之间的压差大体上为零。在行走的时候，将转换阀45转换到行走位置Ⅱ后，使压差滑阀14处于自由状态，再操纵偏心控制杆43的操纵部分44，就能适当地调节液压泵液压马达1的排量。

在以上的实施例中，对于只采用一对液压泵液压马达传递动力的所谓的HST型装置进行了介绍，但本发明并非只限于此一种形式。例如：将一对液压泵液压马达与差动齿轮机构加以组合，由利用 液压泵液压马达的流体传动系统与利用齿轮机械传动系统两者，来分担从输入端到输出端的动力传递的所谓HMT型式，也是同样可以采用的。

Claims (1)

1. 一种由一对液压泵液压马达组成的闭式回路液压式传动装置，具有检测上述各个液压回路之间的压差用的压差检测装置；其特征在于：具有在保持中立位置的操作时，将此压差限制在设定值范围内的控制起泵作用的那一侧的液压泵液压马达的排量的容量修正装置。

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