CN102808915B - 高速履带式车辆用集成综合式静液驱动无级传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速履带式车辆用集成综合式静液驱动无级传动机构，属于车辆工程技术领域，机构利用民用变量液压泵和变量液压马达元件，将两组变量液压泵马达机构并联集成设计在一体化箱体上。两个液压泵花键轴平行同向排列，两个液压马达花键轴共轴反向排列；每组变量泵马达机构的液压泵花键轴与液压马达花键轴成90°布置。每组液压泵马达机构驱动履带车辆的一侧主动轮，以静液无级调速方式实现两侧主动轮之间的同步和差速，实现将车辆直驶变速功能和液压转向功能有机综合在一起。采用结构可靠的联接体和配流体来联接液压泵和液压马达的高低压油路，构成可一体化的传动机构，满足履带式车辆对动力舱集成度高和便于快速维修等的需要。

Description

高速履带式车辆用集成综合式静液驱动无级传动机构

技术领域

本发明涉及一种高速履带式车辆用的静液驱动无级传动机构，尤其涉及一种集成综合式静液驱动无级传动机构，属于车辆工程技术领域。

背景技术

车辆传动系统是扩大发动机有限转速和转矩范围以满足高速履带式车辆在复杂道路行驶和其它工况需求的关键部件，决定着车辆的机动性能。如何能够最简单而又适宜地通过传动系统使得发动机和外部负荷之间始终保持合理匹配是车辆工程技术领域的难题之一。目前广泛应用的多档位有级变速装置不能实现发动机与外部负荷的最合理匹配，加之换档操作需要驾驶员在适当的时机进行，这无疑增加了驾驶员的工作强度。静液驱动无级传动系统可根据路面状况和发动机工作状态，实现车辆在最佳机动性能工况或在最低油耗工况行驶，使车辆获得最佳的行驶性能，从而更加接近车辆的机动性、经济性、舒适性的要求。

国内外高速履带式车辆传动技术发展的最新趋势表明：集成度高、与发动机构成整体式动力舱以便于快速维修等是高速履带式车辆传动系统的两个重要发展方向。然而，传统的车辆轮边液压驱动布置方式采用泵、马达等液压元件分立安装于侧传动处，尽管利用了液压传动的可柔性布置的优点，但却导致集成度低，尤其是不适应紧急情况下动力舱的快速拆装与更换等维修，这严重制约了静液驱动无级传动技术在高速履带式车辆上的应用。

发明内容

本发明提供一种高速履带式车辆用集成综合式静液驱动无级传动机构，将两组液压泵马达驱动机构集成装配在一体化箱体上，采用整体刚性结构的联接体和配流体来联接泵和马达的高低压油路，实现将直驶变速功能和转向功能综合在一起，构成可一体化吊装的集成综合式静液驱动无级传动机构，

高速履带式车辆用集成综合式静液驱动无级传动机构，包括无级传动机构箱体、两组变量液压泵、两组变量液压马达、两组泵联接体、两组马达联接体和两件配流体，其中：无级传动机构箱体内部是空腔结构，外部的竖直平面和水平平面分别是配流体、变量液压泵和变量液压马达的安装基座，其油底壳内充满油液；每一组泵联接体由左联接体和右联接体组成，左联接体和右联接体的结构完全相同，其纵向剖面为L型结构且内部为贯通的空腔，左联接体和右联接体的空腔两端端面的连接台带有均布的螺栓孔，左联接体和右联接体的中部还设置有辅助油口，辅助油口为机构提供备用的辅助动力输出；每一组马达联接体由上联接体和下联接体组成，上联接体和下联接体的结构完全相同，其纵向剖面为L型结构且内部为贯通的空腔，上联接体和下联接体的空腔两端端面的连接台带有均布的螺栓孔；两件配流体分别为左配流体和右配流体，两者结构也完全相同，左配流体和右配流体的表面上各分布有四个油口，分别是左上高压油口、右上高压油口、右中高压油口和右下高压油口，左上高压油口和右下高压油口之间在配流体内部为独立贯通的油路，右上高压油口和右中高压油口之间也为独立贯通的油路。

其整体连接关系为：两组变量液压泵即左变量液压泵和右变量液压泵呈左右并联固定安装在无级传动机构箱体竖直的安装面上，两组变量液压马达即左变量液压马达和右变量液压马达呈左右并列固定安装在无级传动机构箱体的油底壳上方，左配流体和右配流体安装在左变量液压泵和右变量液压泵在无级传动机构箱体安装位置的正下方并与左变量液压马达和右变量液压马达的位置相对应；左变量液压泵的花键轴与右变量液压泵的花键轴平行同向排列，左变量液压马达的花键轴与右变量液压马达的花键轴共轴反向排列；同时，左变量液压泵的花键轴与左变量液压马达的花键轴呈空间90°布置，右变量液压泵的花键轴与右变量液压马达的花键轴亦呈空间90°布置；由于无级传动机构箱体上左右两侧的变量液压泵和变量液压马达均为对称布置，将布置在左侧的机构称为A组变量泵马达机构，布置在右侧的机构称为B组变量泵马达机构；在B组变量泵马达机构中，左联接体的两端通过螺栓分别与右变量液压泵2油口E和右配流体上的左上高压油口相联接，下联接体的两端通过螺栓分别与变量液压马达的油口E和右配流体上的右下高压油口相联接，通过上述联接使右变量液压泵油口E与右变量液压马达油口E连通，组成B组液压泵马达机构的E油路；同时，右联接体的两端通过螺栓分别与右变量液压泵的油口F和右配流体上的右上高压油口相联接，上联接体的两端通过螺栓分别与右变量液压马达的油口F和右配流体上的右中高压油口相联接，通过上述联接使右变量液压泵油口F与右变量液压马达油口F连通，组成B组液压泵马达机构的F油路；右变量液压泵的吸油管经空心螺栓II使右变量液压泵的吸油口与无级传动机构箱体的油底壳相联接，并从油底壳内吸取油液；泄油管通过空心螺栓I将右变量液压泵和右变量液压马达上的泄油口相联接后与汇流阀体相联接，总泄油经端直通接头I后进入车辆冷却系统，然后经端直通接头II回到无级传动机构箱体油底壳内；A组变量泵马达机构内各部件的布置和连接方式与B组变量泵马达机构完全一致。

工作原理：集成综合式静液驱动无级传动机构的输入功率先后经输入齿轮、驱动齿轮、驱动花键套后驱动右变量液压泵的花键轴，进而驱动右变量液压泵旋转输出高压油液，液压泵排量控制器控制右变量液压泵的排量大小，产生的高压油液由右变量液压泵的E油口(或F油口)经过E油路(或F油路)，流到右变量液压马达并驱动变量液压马达顺时针旋转或反时针旋转，液压马达排量控制器控制右变量液压马达的排量大小，右变量液压泵所产生的液压动力经过右变量液压马达上的花键轴输出至马达输出齿套，然后经车辆侧传动传至主动轮，进而驱动履带车辆一侧履带卷绕行驶；右变量液压马达的低压油液经过F油路(或E油路)，流回到右变量液压泵的F油口(或E油口)，A组变量泵马达机构内部的动力传输与B组变量泵马达机构内部的传递路线一致，左变量液压泵5所产生的液压动力经过左变量液压马达上的花键轴输出至马达输出齿套，然后经车辆侧传动传至左侧主动轮，进而驱动履带车辆另一侧履带卷绕行驶；当车辆需要转向时，只需要控制液压泵排量控制器以及液压马达排量控制器使机构两侧的输出动力实现差动即可。

有益效果：本发明利用民用的变量液压泵和变量液压马达元件采用集成综合化设计思想，解决了传统轮边液压驱动系统的集成度低和不便于动力舱快速拆装与维修的问题，采用刚性联接体与配流体解决了履带车辆液压驱动元件的成组应用及其使用的可靠性问题，与发动机采用对接联接方式，实现一体化动力舱设计，使之满足履带式车辆对动力舱集成度高和便于快速维修的需要；具有较好的通用化和系列化基础，成本低且变型能力强，从而对我国履带式车辆的无级传动装置发展具有积极应用价值。

附图说明

下面结合附图和实施案例对本发明进一步说明。

图1是本发明的右视图(含无级传动机构箱体)。

图2是本发明的主视图(不包含无级传动机构箱体)。

图3是本发明的变量液压马达与上联接体的俯视图。

图4是本发明的补油管路与泄油管路布置图。

图5是变量液压泵左联接体或右联接体的主视图。

图6是变量液压泵左联接体或右联接体的局部剖视图。

图7是变量液压泵左联接体或右联接体相的A向视图。

图8是右配流体主视图。

图9是变量液压马达上联接体或下联接体的剖视图。

图10是变量液压马达上联接体或下联接体的主视图。

其中：1.无级传动机构箱体，2.右变量液压泵，3.右变量液压马达，4.左变量液压马达，5.左变量液压泵，7.右联接体，10.上联接体，11.下联接体，14.左联接体，17.液压泵排量控制器，18.右配流体，19.左配流体，21.输入齿轮，22.驱动花键套，23.花键轴，24.驱动齿轮，26.马达输出齿套，29.液压马达排量控制器，30.吸油管，31.空心螺栓I，32.泄油管，33.空心螺栓II，34.端直通接头I，35-端直通接头II，36.汇流阀体，41.联接体辅助油口，44.左上高压油口，46.右上高压油口，47.右中高压油口，48.右下高压油口。

具体实施方式

如附图1所示，本发明的高速履带式车辆用集成综合式静液驱动无级传动机构，包括无级传动机构箱体1、两组变量液压泵、两组变量液压马达、两组泵联接体、两组马达联接体和两件配流体，其中：无级传动机构箱体1内部是空腔结构，外部的竖直平面和水平平面分别是配流体、变量液压泵和变量液压马达的安装基座，其油底壳内充满油液；每一组泵联接体由左联接体14和右联接体7组成，如附图5、6、7所示，左联接体14和右联接体7的结构完全相同，其纵向剖面为L型结构且内部为贯通的空腔，左联接体和右联接体的空腔两端端面的连接台带有4个均布的螺栓孔，左联接体和右联接体的中部还设置有辅助油口41，辅助油口为机构提供备用的辅助动力输出，例如风扇等；每一组马达联接体由上联接体10和下联接体11组成，如附图9和10所示，上联接体10和下联接体11的结构完全相同，其纵向剖面为L型结构且内部为贯通的空腔，上联接体10和下联接体11的空腔两端端面的连接台带有4个均布的螺栓孔；两件配流体分别为左配流体19和右配流体18，两者结构也完全相同，如附图8所示，右配流体18的表面上分布有四个油口以及螺纹安装孔，四个油口分别是左上高压油口44、右上高压油口46、右中高压油口47和右下高压油口48，左上高压油口44和右下高压油口48之间在配流体内部为独立贯通的油路，右上高压油口46和右中高压油口47之间也为独立贯通的油路。

其整体连接关系如附图1、2、3所示，两组变量液压泵即左变量液压泵5和右变量液压泵2呈左右并联固定安装在无级传动机构箱体1竖直的安装面上，两组变量液压马达即左变量液压马达和右变量液压马达呈左右并列固定安装在无级传动机构箱体1的油底壳上方，左配流体19和右配流体18安装在左变量液压泵5和右变量液压泵2在无级传动机构箱体1安装位置的正下方并与左变量液压马达4和右变量液压马达3的位置相对应；左变量液压泵5的花键轴与右变量液压泵2的花键轴平行同向排列，左变量液压马达4的花键轴与右变量液压马达3的花键轴共轴反向排列；同时，左变量液压泵5的花键轴与左变量液压马达4的花键轴呈空间90°布置，右变量液压泵2的花键轴与右变量液压马达3的花键轴亦呈空间90°布置；由于无级传动机构箱体1上左右两侧的变量液压泵和变量液压马达均为对称布置，将布置在左侧的机构称为A组变量泵马达机构，布置在右侧的机构称为B组变量泵马达机构；在B组变量泵马达机构中，左联接体14的两端通过8个螺栓分别与右变量液压泵2油口E和右配流体18上的左上高压油口44相联接，下联接体11的两端通过8个螺栓分别与变量液压马达3的油口E和右配流体18上的右下高压油口48相联接，通过上述联接使右变量液压泵2油口E与右变量液压马达3油口E连通，组成B组液压泵马达机构的E油路；同时，右联接体7的两端通过螺栓分别与右变量液压泵2的油口F和右配流体18上的右上高压油口46相联接，上联接体10的两端通过螺栓分别与右变量液压马达3的油口F和右配流体18上的右中高压油口47相联接，通过上述联接使右变量液压泵2油口F与右变量液压马达3油口F连通，组成B组液压泵马达机构的F油路；如附图4所示，右变量液压泵2的吸油管30经空心螺栓II33使右变量液压泵2的吸油口与无级传动机构箱体1的油底壳相联接，并从油底壳内吸取油液；泄油管32通过空心螺栓I31将右变量液压泵2和右变量液压马达3上的泄油口相联接后与汇流阀体36相联接，总泄油经端直通接头I34后进入车辆冷却系统，然后经端直通接头II35回到无级传动机构箱体1油底壳内；A组变量泵马达机构内各部件的布置和连接方式与B组变量泵马达机构完全一致。

工作原理：集成综合式静液驱动无级传动机构的输入功率先后经输入齿轮21、驱动齿轮24、驱动花键套22后驱动右变量液压泵2的花键轴23，进而驱动右变量液压泵2旋转输出高压油液，液压泵排量控制器17控制右变量液压泵2的排量大小，产生的高压油液由右变量液压泵2的E油口(或F油口)经过E油路(或F油路)，流到右变量液压马达3并驱动变量液压马达3顺时针旋转或反时针旋转，液压马达排量控制器29控制右变量液压马达3的排量大小，右变量液压泵2所产生的液压动力经过右变量液压马达3上的花键轴输出至马达输出齿套26，然后经车辆侧传动传至主动轮，进而驱动履带车辆一侧履带卷绕行驶；右变量液压马达3的低压油液经过F油路(或E油路)，流回到右变量液压泵2的F油口(或E油口)，A组变量泵马达机构内部的动力传输与B组变量泵马达机构内部的传递路线一致，左变量液压泵5所产生的液压动力经过左变量液压马达4上的花键轴输出至马达输出齿套，然后经车辆侧传动传至左侧主动轮，进而驱动履带车辆另一侧履带卷绕行驶；当车辆需要转向时，只需要控制液压泵排量控制器17以及液压马达排量控制器29使机构两侧的输出动力实现差动即可。

Claims (3)

1.高速履带式车辆用集成综合式静液驱动无级传动机构，包括无级传动机构箱体(1)、两组变量液压泵、两组变量液压马达、两组泵联接体、两组马达联接体和两件配流体，其特征在于所述无级传动机构箱体(1)内部是空腔结构，外部的竖直平面和水平平面分别是配流体、变量液压泵和变量液压马达的安装基座，其油底壳内充满油液；两组变量液压泵包括左变量液压泵(5)和右变量液压泵(2)；两组变量液压马达包括左变量液压马达(4)和右变量液压马达(3)；每一组泵联接体包括左联接体(14)和右联接体(7)，左联接体(14)和右联接体(7)的结构完全相同，其纵向剖面为L型结构且内部为贯通的空腔，左联接体(14)和右联接体(7)的空腔两端端面的连接台带有均布的螺栓孔；每一组马达联接体包括上联接体和下联接体，上联接体(10)和下联接体(11)的结构完全相同，其纵向剖面为L型结构且内部为贯通的空腔，上联接体(10)和下联接体(11)的空腔两端端面的连接台带有均布的螺栓孔；两件配流体分别为左配流体(19)和右配流体(18)，两者结构也完全相同，左配流体(19)和右配流体(18)的表面上各分布有四个油口，分别是左上高压油口(44)、右上高压油口(46)、右中高压油口(47)和右下高压油口(48)，左上高压油口(44)和右下高压油口(48)之间在配流体内部为独立贯通的油路，右上高压油口(46)和右中高压油口(47)之间也为独立贯通的油路；

整体连接关系为：左变量液压泵(5)和右变量液压泵(2)呈左右并联固定安装在无级传动机构箱体(1)竖直的安装面上，左变量液压马达(4)和右变量液压马达(3)呈左右并列固定安装在无级传动机构箱体(1)的油底壳上方，左配流体(19)和右配流体(18)安装在左变量液压泵(5)和右变量液压泵(2)在无级传动机构箱体(1)安装位置的正下方并与左变量液压马达(4)和右变量液压马达(3)的位置相对应；左变量液压泵(5)的花键轴与右变量液压泵(2)的花键轴平行同向排列，左变量液压马达(4)的花键轴与右变量液压马达(3)的花键轴共轴反向排列；同时，左变量液压泵(5)的花键轴与左变量液压马达(4)的花键轴呈空间90°布置，右变量液压泵(2)的花键轴与右变量液压马达(3)的花键轴亦呈空间90°布置；由于无级传动机构箱体(1)上左右两侧的变量液压泵和变量液压马达均为对称布置，将布置在左侧的机构称为A组变量泵马达机构，布置在右侧的机构称为B组变量泵马达机构；在B组变量泵马达机构中，左联接体(14)的两端通过螺栓分别与右变量液压泵(2)油口E和右配流体(18)上的左上高压油口(44)相联接，下联接体(11)的两端通过螺栓分别与变量液压马达(3)的油口E和右配流体(18)上的右下高压油口(48)相联接，通过上述联接使右变量液压泵(2)油口E与右变量液压马达(3)油口E连通，组成B组液压泵马达机构的E油路；同时，右联接体(7)的两端通过螺栓分别与右变量液压泵(2)的油口F和右配流体(18)上的右上高压油口(46)相联接，上联接体(10)的两端通过螺栓分别与右变量液压马达(3)的油口F和右配流体(18)上的右中高压油口(47)相联接，通过上述联接使右变量液压泵(2)油口F与右变量液压马达(3)油口F连通，组成B组液压泵马达机构的F油路；右变量液压泵(2)的吸油管(30)经空心螺栓II(33)使右变量液压泵(2)的吸油口与无级传动机构箱体(1)的油底壳相联接，并从油底壳内吸取油液；泄油管(32)通过空心螺栓I(31)将右变量液压泵(2)和右变量液压马达(3)上的泄油口相联接后与汇流阀体(36)相联接，总泄油经端直通接头I(34)后进入车辆冷却系统，然后经端直通接头II(35)回到无级传动机构箱体(1)油底壳内。

2.如权利要求1所述的高速履带式车辆用集成综合式静液驱动无级传动机构其特征在于A组变量泵马达机构内各部件的布置和连接方式与B组变量泵马达机构完全一致。

3.如权利要求1或2所述的高速履带式车辆用集成综合式静液驱动无级传动机构其特征在于所述左联接体(14)和右联接体(7)的中部还设置有辅助油口(41)。