CN102661379A

CN102661379A - 液压无级速差转向装置

Info

Publication number: CN102661379A
Application number: CN2012101423521A
Authority: CN
Inventors: 李雪原; 苑士华; 胡纪滨; 吴维
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2012-09-12

Abstract

本发明属于动力传动技术领域，涉及一种液压无级速差转向装置；包括机械路输入端、输入轴、输入主动齿轮、输入被动齿轮、主轴、右侧汇流排齿圈、右侧汇流排框架、右侧汇流排太阳轮、右侧输出轴、右侧输出端、右侧被动齿轮、右侧惰轮、右侧主动齿轮、零轴、液压路传动齿轮a、液压路传动齿轮b、液压路输入轴、液压油管a、液压泵输入端、双向变排量液压泵、液压油管b、定排量液压马达、左侧主动齿轮、左侧被动齿轮、左侧输出端、左侧输出轴、左侧汇流排太阳轮、左侧汇流排框架和左侧汇流排齿圈；将动力传递功能、无级连续可控转向功能集成于一体，使两侧输出端产生满足车辆转向需求的速度差，具有重量轻、传动效率高和功率传递大等优点。

Description

液压无级速差转向装置

技术领域

本发明属于动力传动技术领域，涉及一种转向装置，特别涉及一种液压无级速差转向装置。

背景技术

近年来，随着生产力水平的不断发展出现了采用履带车辆转向原理即速差转向的轮式车辆。在国外比较有影响力的如：1999年，通用动力公司地面系统分部和美国国家汽车中心开始研制先进混合电力驱动8×8技术演示车。该车的一个特点是其混合转向系统，该系统能够使两侧的车轮间产生速度差以帮助转向，还可进行原地转向。英国的“超级猫”6×6轻型全地形车可以通过各种崎岖路面，具有良好的通过性能。该车既应用于军方，又有民用产品。该车采用速差转向技术。需要的时候可以通过制动完成原地转向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种将动力传递功能、无级连续可控转向功能集成于一体，能够使两侧输出端产生满足车辆转向需求的速度差，具有结构简单、体积小、重量轻、传动效率高和功率传递大的液压无级速差转向装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种液压无级速差转向装置，包括机械路输入端、输入轴、输入主动齿轮、输入被动齿轮、主轴、右侧汇流排齿圈、右侧汇流排框架、右侧汇流排太阳轮、右侧输出轴、右侧输出端、右侧被动齿轮、右侧惰轮、右侧主动齿轮、零轴、液压路传动齿轮a、液压路传动齿轮b、液压路输入轴、液压油管a、液压泵输入端、双向变排量液压泵、液压油管b、定排量液压马达、左侧主动齿轮、左侧被动齿轮、左侧输出端、左侧输出轴、左侧汇流排太阳轮、左侧汇流排框架和左侧汇流排齿圈；

其连接关系在于：机械路输入端通过输入轴与输入主动齿轮连接，输入主动齿轮与输入被动齿轮相啮合，输入被动齿轮通过主轴的左右端分别与左侧汇流排齿圈、右侧汇流排齿圈连接；左侧汇流排齿圈与左侧汇流排框架内啮合，左侧汇流排框架与左侧汇流排太阳轮内啮合，左侧汇流排框架得轴心通过左侧输出轴与左侧输出端连接；右侧汇流排齿圈与右侧汇流排框架内啮合，右侧汇流排框架与右侧汇流排太阳轮内啮合，右侧汇流排框架的轴心通过右侧输出轴与右侧输出端连接；液压泵输入端与双向变排量液压泵连接，液压泵分别通过液压油管a和液压油管b与定排量液压马达连接，定排量液压马达与液压路输入轴连接，在液压路输入轴上安装液压路传动齿轮b，液压路传动齿轮b的上端与液压路传动齿轮a相啮合，液压路传动齿轮a安装在零轴的左半部上；在零轴的左端装左侧主动齿轮，左侧主动齿轮的上端与左侧被动齿轮相啮合，左侧被动齿轮同一中心轴右端装有左侧汇流排太阳轮；在零轴的右端装有右侧主动齿轮，右侧主动齿轮上端与右侧惰轮相啮合，右侧惰轮上端与右侧被动齿轮相啮合；右侧被动齿轮同一中心轴左端装有右侧汇流排太阳轮。

所述输入主动齿轮和输入被动齿轮的传动比为0.6～2.5。

所述液压路传动齿轮a和液压路传动齿轮b与左侧主动齿轮和左侧被动齿轮的传动比乘积为2～5。

所述双向变排量液压泵的排量为30毫升∕转。

所述定排量液压马达的排量为22毫升∕转。

本发明是这样实现的：该差速装置具有两个输入端和两个输出端，其中一个输入端连接车辆变速器输出，另一个输入端连接前传动箱取力口。第一路输入为机械路功率，第二路输入通过变排量泵与定排量马达组成的容积调速回路传递液压路功率。两路功率在本装置中汇流后输出。两个输出端分别连接两侧车轮。直驶时，液压泵排量为零，液压马达不转，则两侧输出端输出转速相同。如两侧车轮遇到不同负荷，通过液压马达的堵转力矩实现两侧平衡，保持车辆直驶的稳定性。需要转向时，驾驶员控制液压泵的排量，从而控制液压马达的输出转速，以得到两侧输出端不同的速度差，即对应车轮间不同的速度差，整车获得不同的转向半径。

本发明的优点和有益效果在于：本发明将动力传递功能、无级连续可控转向功能集成于一体，能够使两侧输出端产生满足车辆转向需求的速度差，具有结构简单、体积小、重量轻、传动效率高和功率传递大等优点。

附图说明

图1为本发明液压无级主动差速装置的结构示意图，

其中：1-机械路输入端；2-输入轴；3-输入主动齿轮；4-输入被动齿轮；5-主轴；6-右侧汇流排齿圈；7-右侧汇流排框架；8-右侧汇流排太阳轮；9-右侧输出轴；10-右侧输出端；11-右侧被动齿轮；12-右侧惰轮；13-右侧主动齿轮；14-零轴；15-液压路传动齿轮a；16-液压路输入轴；17-液压油管a；18-液压泵输入端；19-双向变排量液压泵；20-液压油管b；21-定排量液压马达；22-左侧主动齿轮；23-左侧被动齿轮；24-左侧输出端；25-左侧输出轴；26-左侧汇流排太阳轮；27-左侧汇流排框架；28-左侧汇流排齿圈；29-液压路传动齿轮b。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明具体实施的技术方案是一种液压无级速差转向装置，包括机械路输入端1、输入轴2、输入主动齿轮3、输入被动齿轮4、主轴5、右侧汇流排齿圈6、右侧汇流排框架7、右侧汇流排太阳轮8、右侧输出轴9、右侧输出端10、右侧被动齿轮11、右侧惰轮12、右侧主动齿轮13、零轴14、液压路传动齿轮a15、液压路传动齿轮b29、液压路输入轴16、液压油管a17、液压泵输入端18、双向变排量液压泵19、液压油管b20、定排量液压马达21、左侧主动齿轮22、左侧被动齿轮23、左侧输出端24、左侧输出轴25、左侧汇流排太阳轮26、左侧汇流排框架27和左侧汇流排齿圈28；

其连接关系在于：机械路输入端1通过输入轴2与输入主动齿轮3连接，输入主动齿轮3与输入被动齿轮4相啮合，输入被动齿轮4通过主轴5的左右端分别与左侧汇流排齿圈28、右侧汇流排齿圈6连接；左侧汇流排齿圈28与左侧汇流排框架27内啮合，左侧汇流排框架27与左侧汇流排太阳轮26内啮合，左侧汇流排框架27得轴心通过左侧输出轴25与左侧输出端24连接；右侧汇流排齿圈6与右侧汇流排框架7内啮合，右侧汇流排框架7与右侧汇流排太阳轮8内啮合，右侧汇流排框架7的轴心通过右侧输出轴9与右侧输出端10连接；液压泵输入端18与双向变排量液压泵19连接，液压泵19分别通过液压油管a17和液压油管b20与定排量液压马达21连接，定排量液压马达21与液压路输入轴16连接，在液压路输入轴16上安装液压路传动齿轮b29，液压路传动齿轮b29的上端与液压路传动齿轮a15相啮合，液压路传动齿轮a15安装在零轴14的左半部上；在零轴14的左端装左侧主动齿轮22，左侧主动齿轮22的上端与左侧被动齿轮23相啮合，左侧被动齿轮23同一中心轴右端装有左侧汇流排太阳轮26；在零轴14的右端装有右侧主动齿轮13，右侧主动齿轮13上端与右侧惰轮12相啮合，右侧惰轮12上端与右侧被动齿轮11相啮合；右侧被动齿轮11同一中心轴左端装有右侧汇流排太阳轮8。

直驶时，双向变排量液压泵19排量调整为零，定排量液压马达21通过液压油管a17，液压油管b20与双向变排量液压泵19相连；此时，定排量液压马达21输出转速为零；液压路输入轴16转速为零，液压路传动齿轮对15不转，零轴14不转；零轴14上的右侧主动齿轮13和左侧主动齿轮22均不旋转；两侧汇流行星排太阳轮8，26均不旋转；此时汇流行星排相当于太阳轮制动工况；变速箱输出转速与机械路输入端1连接；通过输入主动齿轮3，输入被动齿轮4的传动比匹配车辆传动比；主轴5与两侧汇流行星排齿圈6，28相连，因此两侧汇流行星排齿圈6，28的旋转速度始终相等；当汇流行星排太阳轮制动，齿圈输入转速时，右侧汇流排框架7输出转速为固定值；右侧汇流排框架7通过右侧输出轴9与右侧输出端10连接，左侧汇流排框架27通过左侧输出轴25与左侧输出端24连接；此时，右侧汇流排框架7和左侧汇流排框架27输出转速相等；因此，右侧输出端10，左侧输出端24转速相等，不存在速度差，车辆保持直驶。

车辆行进间转向时，根据驾驶员的需求，调整双向变排量液压泵19的排量，如果，从零排量到正方向最大排量对应车辆右转，则从零排量到负方向最大排量对应车辆左转；当双向变排量液压泵19的排量打到正方向时，液压马达21正向旋转，则液压路输入轴16正方向旋转，经过液压路传动齿轮对15，零轴14反方向旋转；零轴14通过左侧主动齿轮22和左侧被动齿轮23带动左侧汇流行星排太阳轮26正方向旋转；零轴14通过右侧主动齿轮13，右侧惰轮12和右侧被动齿轮11带动右侧汇流行星排太阳轮8反方向旋转；此时两侧汇流行星排太阳轮8，26的旋转方向相反，转速相同。因为两侧汇流行星排齿圈6，28的旋转速度始终相等；根据行星排三元件转速关系式，可知，此时右侧汇流排框架7和左侧汇流排框架27，转速出现差值；左侧转速高，右侧转速低，车辆向右侧转向；差值的大小取决于液压马达转速的大小；同时，差值的大小决定了车辆转向半径的大小；反之，当双向变排量液压泵19的排量打到反方向时，液压马达21反向旋转，则右侧汇流排框架7转速高，左侧汇流排框架27转速低，车辆向左侧转向；通过调整双向变排量液压泵19的排量，液压马达21可以的输出转速能够连续无级变化，因此装置实现了无级主动差速功能。

所述输入主动齿轮3和输入被动齿轮4的传动比为0.6～2.5。

所述液压路传动齿轮a15和液压路传动齿轮b29与左侧主动齿轮22和左侧被动齿轮23的传动比乘积为2～5。

所述双向变排量液压泵19的排量为30毫升∕转。

所述定排量液压马达21的排量为22毫升∕转。

以上所述仅是本发明的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种液压无级速差转向装置，其特征在于：包括机械路输入端（1）、输入轴（2）、输入主动齿轮（3）、输入被动齿轮（4）、主轴（5）、右侧汇流排齿圈（6）、右侧汇流排框架（7）、右侧汇流排太阳轮（8）、右侧输出轴（9）、右侧输出端（10）、右侧被动齿轮（11）、右侧惰轮（12）、右侧主动齿轮（13）、零轴（14）、液压路传动齿轮a（15）、液压路传动齿轮b（29）、液压路输入轴（16）、液压油管a（17）、液压泵输入端（18）、双向变排量液压泵（19）、液压油管b（20）、定排量液压马达（21）、左侧主动齿轮（22）、左侧被动齿轮（23）、左侧输出端（24）、左侧输出轴（25）、左侧汇流排太阳轮（26）、左侧汇流排框架（27）和左侧汇流排齿圈（28）；

其连接关系在于：机械路输入端（1）通过输入轴（2）与输入主动齿轮（3）连接，输入主动齿轮（3）与输入被动齿轮（4）相啮合，输入被动齿轮（4）通过主轴（5）的左右端分别与左侧汇流排齿圈（28）、右侧汇流排齿圈（6）连接；左侧汇流排齿圈（28）与左侧汇流排框架（27）内啮合，左侧汇流排框架（27）与左侧汇流排太阳轮（26）内啮合，左侧汇流排框架（27）得轴心通过左侧输出轴（25）与左侧输出端（24）连接；右侧汇流排齿圈（6）与右侧汇流排框架（7）内啮合，右侧汇流排框架（7）与右侧汇流排太阳轮（8）内啮合，右侧汇流排框架（7）的轴心通过右侧输出轴（9）与右侧输出端（10）连接；液压泵输入端（18）与双向变排量液压泵（19）连接，液压泵（19）分别通过液压油管a（17）和液压油管b（20）与定排量液压马达（21）连接，定排量液压马达（21）与液压路输入轴（16）连接，在液压路输入轴（16）上安装液压路传动齿轮b（29），液压路传动齿轮b（29）的上端与液压路传动齿轮a（15）相啮合，液压路传动齿轮a（15）安装在零轴（14）的左半部上；在零轴（14）的左端装左侧主动齿轮（22），左侧主动齿轮（22）的上端与左侧被动齿轮（23）相啮合，左侧被动齿轮（23）同一中心轴右端装有左侧汇流排太阳轮（26）；在零轴（14）的右端装有右侧主动齿轮（13），右侧主动齿轮（13）上端与右侧惰轮（12）相啮合，右侧惰轮（12）上端与右侧被动齿轮（11）相啮合；右侧被动齿轮（11）同一中心轴左端装有右侧汇流排太阳轮（8）。

2.根据权利要求1所述的一种液压无级速差转向装置，其特征在于：直驶时，双向变排量液压泵（19）排量调整为零，定排量液压马达（21）通过液压油管a（17），液压油管b（20）与双向变排量液压泵（19）相连；定排量液压马达（21）输出转速为零；液压路输入轴（16）转速为零，液压路传动齿轮对（15）不转，零轴（14）不转；零轴（14）上的右侧主动齿轮（13）和左侧主动齿轮（22）均不旋转；两侧汇流行星排太阳轮（8）、（26）均不旋转；此时汇流行星排相当于太阳轮制动工况；变速箱输出转速与机械路输入端（1）连接；通过输入主动齿轮（3），输入被动齿轮（4）的传动比匹配车辆传动比；主轴（5）与两侧汇流行星排齿圈（6）、（28）相连，因此两侧汇流行星排齿圈（6）、（28）的旋转速度始终相等；当汇流行星排太阳轮制动，齿圈输入转速时，右侧汇流排框架（7）输出转速为固定值；右侧汇流排框架（7）通过右侧输出轴（9）与右侧输出端（10）连接，左侧汇流排框架（27）通过左侧输出轴（25）与左侧输出端（24）连接；右侧汇流排框架（7）和左侧汇流排框架（27）输出转速相等；右侧输出端（10），左侧输出端（24）转速相等。

3.根据权利要求1所述的一种液压无级速差转向装置，其特征在于：车辆行进间转向时，调整双向变排量液压泵（19）的排量，如果，从零排量到正方向最大排量对应车辆右转，则从零排量到负方向最大排量对应车辆左转；当双向变排量液压泵（19）的排量打到正方向时，定排量液压马达（21）正向旋转，则液压路输入轴（16）正方向旋转，经过液压路传动齿轮对（15），零轴（14）反方向旋转；零轴（14）通过左侧主动齿轮（22）和左侧被动齿轮（23）带动左侧汇流行星排太阳轮（26）正方向旋转；零轴（14）通过右侧主动齿轮（13），右侧惰轮（12）和右侧被动齿轮（11）带动右侧汇流行星排太阳轮（8）反方向旋转；两侧汇流行星排太阳轮（8）、（26）的旋转方向相反，转速相同。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种液压无级速差转向装置，其特征在于：所述输入主动齿轮（3）和输入被动齿轮（4）的传动比为0.6～2.5。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种液压无级速差转向装置，其特征在于：所述液压路传动齿轮a（15）和液压路传动齿轮b（29）与左侧主动齿轮（22）和左侧被动齿轮（23）的传动比乘积为2～5。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种液压无级速差转向装置，其特征在于：所述双向变排量液压泵（19）的排量为30毫升∕转。

7.根据权利要求1、2或3所述的一种液压无级速差转向装置，其特征在于：所述定排量液压马达（21）的排量为22毫升∕转。