CN1017643B - 液压变速装置 - Google Patents
液压变速装置Info
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Abstract
本发明为由液压泵和液压马达组合而成，能实现无级变速的液压变速装置。适合用来作为汽车的变速器。在泵和马达中，各自都有用来变连的变动件，而本发明的特点在于将泵和马达组合构成变速装置，用一个操纵杆就能使各变动件正确动作。即，使变动件与操纵杆的两端都能靠上，根据操纵杆所处的操作位置使泵或马达中的一个变动件不与其接触而构成，从而实现各种变速。
Description
本发明为用于各种产业机械中以改变并传递回转动力源的转速的变速器。
将液压泵和液压马达这两种功能相反的液压机构组合而构成的流体式变速器实现无级变速，因此应用范围广并得到广泛的研究和开发。做为此类液压机构的例子，可构成在特开昭58-77179号公报中所登载的回转式流体能量变换器，以及由斜盘式或斜轴式柱塞泵、马达组合成的流体变速器。但是，现有的多数情况是，只有泵的容量可变，而马达的容量固定，在这种情况下其变速范围狭窄;此外，即使在泵、马达各自容量都可变的情况下，多数都采用分别改变各自容量的方式，结果使其控制很复杂。
本发明的目的是提供一种由一个变量液压泵和一个变量液压马达组合而构成的回转式液体能量变换器即液压变速装置。该泵马马达可借助杆式作动元件控制缸体回转轴线的偏移量来实现泵、马达顺序改变排量。
本发明是一种采用了多个回转式流体能量变换器那样的变动件（偏心件）的变位形式而改变液体排量的液压机构。将这种液压机构
之一做为泵，另一个做为液压马达（以下简称马达），并使二者的流体通路彼此连接，同时，设置可控制变动件变位的控制机构。该控制机构包括使泵和马达的变动件各朝一方靠紧的靠紧机构，以及克服这些靠紧机构的靠紧力使变动件移动的作动机构，该作动机构的端部配置在能有选择地与泵和马达的变动件接触的位置上。该作动机构是按下列情况构成的：当它仅处于使马达容量保持一定值的位置时，泵的容量可变;而当泵的容量保持一定值时，马达的容量可变。此外，本发明还可按下列方式机构：如果让变动件变位而使泵的容量增减，则可让马达的变动件变位使马达的容量增减。
图1、图2和图5为本发明实施例的构造示意图，图3和图4为实施例的变速装置控制动作的说明图。
以下按图对本发明的实施例进行说明，图1为本发明所提供的第一种装置的实施例图。
（1）和（2）为登载于特开昭58-77179号公报中的回转式流体能量转换器，（1）为泵，（2）为马达。来自回转动力源（图上未画）的回转力矩从泵（1）的回转轴（16）输入，转换为液压能，经转换的能量再由马达（2）转换为机械能，并从回转轴（26）输出，驱动与该轴连接的装置。回转式流体能量变换器的构造和动作已在上述公报中做了详细的介绍，故在此仅做简单说明。
（11）、（13）和（21）、（23）分别为泵和马达的壳体，在上述壳体内各自都有能保持自如回转的回转轴（16）、（26）。还有，能在与回转轴
垂直方向上移动的立轴（12）、（22）的一端制成截头圆锥形，油缸体（14）、（24）上设有与上述园锥面大致垂直且与多个柱塞（17）、（27）配合的缸孔（15）、（25）;缸体（14）、（24）与立轴的圆锥面配合且能回转。
此外，柱塞插装在缸体中且能往复运动。
由壳体（13）的内表面形成的圆锥面与回转轴（16）的外圆周锥面的一部分之间形成第一静压轴承（16a）;设在回转轴内表面部分与柱塞端面接触的锥面和柱塞（17）端面间有第二静压轴承（16b）。若由一个无图示的驱动装置将一扭矩施加到泵的回转轴上，即可由第一和第二静压轴承产生一个与输入扭矩相应的力偶。通过该力偶直接将机械能转换为流体能。该流体能即高压流体（图上未标示）通过把立轴圆锥分为二部分的长形油路，经泵的出口（18）排出。该流体经图上未画之油路进入马达进油口（28），该流体能将产生与上述泵作动的反作用，将力偶传递给输出回转轴（26），该力偶通过回转轴将力矩输出。此外，做功后的流体通过马达的排油口（29），通过图上未画的油路进入泵的进油口（19）此外，在泵、马达之间连接的油路中，可根据需要装入交叉溢流阀、增压阀等，这是众所周知的事实。
泵的液体排量是通过回转轴（16）的回转中心m1与缸筒的回转中心n1的偏移（偏心量）d1而变化的，而偏心量d1改变则可通过改变立轴在与其回转轴中心垂直方向上的位置来实现。因此，立轴具备做为偏心件的功能，上述d1可以看做是立轴（12）的位移（偏心量）。
通过弹簧（8）的作用使立轴（12）向某一方向靠紧，而通过作动杆（4）使其受到与弹簧（8）作用方向相反的力。在作动杆（4）上装有操纵柄（3），可由手动或机械力进行操作。
通过改进缸体（24）的回转中心n2与回转轴（26）的回转中心m2的偏移d2（立轴（22）的位移），可改变与液体相对应的马达（2）的转速。通过弹簧（9）的作用将立轴（22）推向某个方向，而作动杆（4）则使其受到与弹簧（9）作用方向相反的力。
泵（1）的壳体和马达（2）的壳体通过连接件（5）、螺钉（7）彼此连接，作动杆（4）可沿连接件（5）左右往复运动。作动杆（4）和壳体之间用O型圈等密封件（6）密封。
参照图3说明一下由作动杆左右动作（操纵柄的作动量）引起立轴（12）和立轴（22）的变位偏心量）。当作动杆于左端位置时（作动量为0时，）立轴（12）被作动杆（4）推向左端位置处并与壳体（11）接触。在此情况下立轴（12）的偏心量为-E。此时另一方马达侧的立轴（22）被弹簧（9）推向左端侧并与壳体（21）接触，作动杆（4）与立轴（22）之间具有间隙（l），作动杆对立轴（22）无作用。此时立轴（22）的偏心量为+E。
接着使作动杆向右移动，立轴（12）受弹簧（8）推动而向右移动;而另一侧的立轴（22）在作动杆（4）移动至压住立轴（22）的位置之前（作动量为l）将不产生位移。立轴（12）在其右端与壳体接触后便停止移动。接着再使作动杆向右移动时，立轴（12）就不移位了;而立轴
（22）则受作动杆（4）的推动向右位移（将立轴（12）、（22）同是向右的位移分别定为正和负，这样规定是为了在相同符号的情况下具有同方向的回转）。
图4表示当输入的转数为一定值（NO）时，由操纵柄作动量而引起的输出转数的变化。在泵和马达的柱塞直径和个数相同的情况下，操纵柄处于左端（动作量为0）时，输出回转与输入回转的方向相反而转数相同;当立轴（12）的偏心量（泵的仿心量）为0时，输出出回转亦为0。当泵和马达的偏心量相等时，输出回转与输入回转相等，当接着再移动操纵柄时，则输出转数增加。
按图2所示对本发明的第二实施例予以说明。在本实施例中，也采用了与第1实施例相同的回转式流体能量转换器，与图1所示的组成零件相同者用同一符号标示。在第一实施例中，泵（1）与马达（2）为并列配置，而在本实施例中则如图2所示为直列配置，且由一个壳体（10）连接固定。泵（1）和马达（2）的动作与第一实施例中说明的相同，而立轴（12）、（22）的偏心量则采用转动式操纵杆调整。也就是，做为偏心件的立轴（12）、（22）通过各自的弹簧（8）、（9）上靠，同时，通过销（35）、（36）由操纵杆（37）向下压，通过转动操纵杆改变偏心量，操纵杆的作动量（转动量）与立轴（12）、（22）的变位的关系与图3所示相同，输出数的变化与力4所示相同。
本发明所提供的第二种装置，其构成为，两液压机构的变动件是同时连动的，其中一例为图5所示。
图5为作动杆（4）的两端经常与立轴（22）和（12）两方相接触的情况。本图中的泵和马达的动作与图1的情况相同，此处将对其的说明省略。在本装置中，通过作动杆（4）的变位可使两立轴（12）、（22）联动变位。因此，当泵的容量增减时，马达的容量亦随之增减，可实现顺序控制。当然，本第二实施例在图2所示操纵柄式操作输入作动机构的情况下同样也能实施。这种情况是两个销（35）、（36）与顶杆同时接触形式的。
以上对本发明的构成作了说明，然而，本发明并不局限于上述图示的举例。例如，在图示举例中，仅就采用了回转式流体能量转换器。作为通过偏心件的变位使液体排量变化的液压机构做了说明;然而，也可以采用其他形式的液压机构，例如，斜盘式、斜轴式柱塞泵、马达。在这种情况下，斜盘、斜轴为变动件，通过用上述那种作动机构使该变动件发生变化的方式，可构成能实现与上述实施例同样平滑变速操作的变速装置。此外，做为靠紧机构的弹簧（8）、（9）和做为操作输入作动机构的作动杆（4）、操纵柄（3）及销（35）、（36）和操纵柄（37）不过是实施例的一种，其他方式，如凸轮方式，对凸轮进行回转控制也能达到同样效果;还有即使对操纵柄来说，其操作力除能采用流体压力和螺旋传动机构等机构方式外，还可采用电磁力方式。
从以上介绍可知，本发明所提供的液压式变速装置具有下列优点：采用了能量损失非常少的回转式能量转换器的液压机构做为泵和马达，因此效率高;本发明的控制机构结构简单，能在宽范围内实
现平滑的变速操作（无级变速）;控制机构的作动量与输出转数为大致成比例的简单关系，因此操作极为简单。
Claims (4)
1、液压式变速装置，其中具有：通过偏心的变动件的变位而改变液体排出量的泵和液压式马达；使上述泵和马达的变动件各自靠向一方的机构，使泵的变动件与操作输入成比例地变位，当泵的容量变化时，可固定马达的变动件以使马达的容量不变，当使泵的变动件保持在一定位置时，可使马达的变动件与操作输入成比例地变位的作动机构；上述泵和马达的液体流路相互结合，将向泵一侧输入回转运动经变速传递为自马达一侧输出的回转运动：其特征在于：
上述作动机构的构成为，操纵件的两个输出端与一个输入端的操作量成比例地进行变位。该操纵件有选择地与泵和马达的变动件相接触。
2、如权利要求1所述的液压式变速装置，其特征是：操纵件由直接变位的作动杆和安装在上述作动杆上的杆所组成。
3、如权利要求1所述的液压式变速装置，其特征是：操纵件由回转式杆组成。
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