CN104482159A - 一种静液压变矩器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱塞式静液压变矩器，包括输入轴(1)、壳体(2)、变量阀(4)、后端盖（10）和输出轴（9），还包括变量斜盘（3）、缸体（7）、泵柱塞（5）、马达柱塞（6）、回程盘（14）、配流盘（8）和过度盘（11），其中输出轴（9）通过花键与缸体（7）相连组成了转子，变量斜盘（3）绕壳体（2）上的圆弧导轨面的中心旋转，输入轴（1）、泵柱塞（5）和转子组成了泵部分，马达柱塞（6）、变量斜盘（3）和转子组成了马达部分，泵和马达共用一个转子，高度集成。本发明的新型变矩器既能满足无级调速、软启动、过载保护、减小冲击等功能，又能实现低速传动、在线调节、缩小体积、提高效率、降低成本的要求。

Description

一种静液压变矩器

技术领域

本发明属于液压元器件领域，具体涉及一种静液压变矩器，安装在发动机和变速器之间，以液压油为工作介质，起传递转矩、变矩、变速及离合的作用。

背景技术

在某些机械设备上，原动机输出轴和变速器输入轴之间，使用液力变矩器传递旋转运动，以实现无级调速、软启动、过载保护、减小冲击等功能。但由于液力变矩器是通过液体的动能传递能量的，使得其体积大、效率低、不适于低速传动，且难与原动机匹配。这些问题限制了液力变矩器的使用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的变矩器，既能满足软启动、无级调速、过载保护、减小冲击等功能，又能实现低速传动、缩小体积、提高效率、降低成本的要求，同时还有在线调节参数、便于与原动机匹配等优点。其基本思路是将利用液体的动能传递能量的液力方式，改变为利用液体的压力能传递能量的静液压方式。

本发明提供一种柱塞式静液压变矩器，包括输入轴、壳体、变量阀、后端盖和输出轴，还包括变量斜盘、缸体、泵柱塞、马达柱塞、回程盘、配流盘和过度盘，其中输出轴通过花键与缸体相连组成了转子，变量斜盘绕壳体上的圆弧导轨面的中心旋转，输入轴、泵柱塞和转子组成了泵部分，马达柱塞、变量斜盘和转子组成了马达部分，泵和马达共用一个转子，高度集成。

其中，缸体绕着其中心轴线均布有位于内圈和外圈的柱塞孔，内圈与外圈不在同一端面上，内圈为泵柱塞孔，套有泵柱塞，内圈部分比外圈部分高出一个台阶，泵柱塞孔内泵柱塞的后部装有单向阀；外圈部分分成半径不同的两圈孔，里层的一圈孔是泄漏油孔，外层的一圈孔是马达柱塞孔，其中套有马达柱塞。

其中，马达柱塞的球状头部装在滑靴内，以缸体作为支承的弹簧通过钢球推压回程盘，回程盘、马达柱塞、泵柱塞和滑靴一同转动。

其中，输入轴为一阶梯轴，与其尾部的斜盘集成为一体。

其中，配流盘紧压在缸体的后部，配流盘后部还紧压着过度盘，两者中心有供输出轴后端轴段通过的孔。

其中，配流盘上分布有三圈配流窗孔,内层窗孔为四个均匀的腰形孔，与缸体内圈的孔对应，用于给泵配流；最外圈孔为两个腰形孔，与缸体最外圈的马达柱塞孔相对应，给马达配流；中间一圈为八个均匀布置的腰形孔，与泄漏油孔相对应。

其中，最外圈的腰形孔开有三角槽。

其中，过度盘上具有油槽，其内圈油槽通过径向孔与外圈油槽相通。

本发明的有益效果在于：通过将利用液体的动能传递能量的液力方式，改变为利用液体的压力能传递能量的静液压方式，使这种新型变矩器既能满足无级调速、软启动、过载保护、减小冲击等功能，又能实现低速传动、在线调节、缩小体积、提高效率、降低成本的要求。与现有的液力变矩器相比，具有更加优越的技术经济指标，更广泛的用途。

附图说明

图1是柱塞式静液压旋转变矩器过转子轴线的剖面示意图；

图2是柱塞式静液压旋转变矩器外形示意图（正视图）；

图3是柱塞式静液压旋转变矩器外形示意图（俯视图）；

图4是柱塞式静液压旋转变矩器输入轴（集成斜盘）示意图；

图5是柱塞式静液压旋转变矩器缸体示意图；

图6是柱塞式静液压旋转变矩器配流盘的示意图；

图7是柱塞式静液压旋转变矩器过度盘示意图；

图8是柱塞式静液压旋转变矩器缸体原理图。

在附图中：

1-输入轴，      2-壳体，       3-变量斜盘，  4-变量阀，

5-泵柱塞，      6-马达柱塞，    7-缸体， 8-配流盘，

9-输出轴，    10-后端盖，  11-过度盘，   12-滑靴，

13-单向阀，  14-回程盘，  26-泵柱塞孔，27-泄漏油孔，

28-马达柱塞孔，29-配流窗孔，30-径向孔，

31-中部油槽， 32-外圈油槽，33-三角槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述。

如图1-、8所示，这种柱塞式静液压变矩器，包括输入轴1、壳体2、变量阀4、后端盖10和输出轴9。还包括变量斜盘3、缸体7、泵柱塞5、马达柱塞6、配流盘8和过度盘11。输出轴9通过花键与缸体相连，输出轴9和缸体7组成了转子。

如图5所示，转子的缸体部分绕着缸体7轴线均布有位于内圈和外圈的柱塞孔。内圈与外圈不在同一端面上，内圈为泵柱塞孔26，套有泵柱塞5，内圈部分比外圈部分高出一个台阶，泵柱塞孔26内泵柱塞5的后部装有单向阀13。外圈部分又分成半径不同的两圈孔，里层的一圈孔是泄漏油孔27，外层的一圈孔是马达柱塞孔28，其中套有马达柱塞6。输入轴1、泵柱塞5和转子组成了泵部分，马达柱塞6、变量斜盘3和转子组成了马达部分。泵和马达共用一个转子，高度集成。

壳体2内部是一个近似方形的型腔。如图4所示，输入轴1为一阶梯轴，与其尾部的斜盘作成一体，斜盘形状形如斜剖的圆柱体。变量斜盘3绕壳体2上的圆弧导轨面的中心旋转。变量机构活塞的运动由变量阀4控制，活塞在液压力的作用下推动变量机构运动，使变量斜盘3倾角改变。

马达柱塞6的球状头部装在滑靴12内，以缸体7作为支承的弹簧通过钢球推压回程盘14，回程盘14、马达柱塞6、泵柱塞5和滑靴12一同转动。配流盘8紧压在缸体7的后部，配流盘8后部还紧压着一个过度盘11，两者中心有输出轴9后端轴段通过的孔。

如图6所示，配流盘8上分布有三圈配流窗孔29。内层窗孔为四个均匀的腰形孔，四个腰形孔给泵配流，即与缸体内圈的孔对应。最外圈孔为两个腰形孔，给马达配流，即与缸体最外圈的马达柱塞孔28相对应。中间一圈为八个均匀布置的腰形孔，与泄漏油孔27相对应。最外圈的腰形孔开有三角槽33，以减小压力波动。

如图7所示，过度盘中部油槽31通过开的径向孔30与外圈油槽32相通。输出轴9中心线与转子中心线重合。泵和马达共用一个转子，即泵、马达的转速相同。后端盖10中心有一组支撑转子输出轴段的轴承。与后端盖10相对的一侧缸体面，中心有一组支撑输入轴轴段的轴承。后端盖10与壳体2用若干条螺栓紧固成一体。

本发明的静液压变矩器工作时输入轴1与原动机相连，输出轴9与变速器相连。在初始状态下，变量斜盘3的倾角为0。输入轴1在原动机带动下旋转时，通过旋转的斜盘将动力传递到泵部分，泵柱塞5与柱塞缸孔26形成密闭容积，柱塞缸孔底部装有单向阀13，泵部分油液由于输出通道受阻，内部产生高压，带动转子一起旋转，进而在输出轴9上产生扭矩输出，此时马达处于空转状态，不输出动力。当负载扭矩增大，泵内产生的压力大于变量斜盘3的变量压力时，变量斜盘3开始变量，变量斜盘3的运动受变量阀4的作用，即到预设压力时，变量阀4打开，推动变量斜盘3变量，向增大排量的方向变量。此时泵有一部分油液通过配流盘8和过度盘11进入马达柱塞腔，使得马达柱塞6与斜盘相互作用，产生力矩作用于转子，此力矩作用方向与作用于输入轴1的驱动力矩方向一致，此时转子的输出力矩为泵柱塞5与马达柱塞6产生的合力矩使转子输出力矩增大。此时泵的转速与原动机转速存在一定的速差，此时转子的输出力矩等于泵的排量乘以压力形成的力矩加马达的输出力矩，此时泵不仅直接传递部分扭矩到转子，同时由于速差还形成泵的工作状态输出油液到马达。负载扭矩越大，变量斜盘变量倾角越大，转子与输入轴速差也越大，马达输出扭矩也越大，实现了随着负载扭矩增大转速减小的自动变矩功能。这就是这种柱塞式静液压旋转变矩器的基本工作原理，旋转力矩是通过静止的压力液体进行传递的，所以谓之“静液压变距”。另外由于液体少许的弹性，该变矩器具有吸收一定程度冲击的能力。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其结构并不仅仅限于说明书和实施方式中所述方案，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种柱塞式静液压变矩器，包括输入轴(1)、壳体(2)、变量阀(4)、后端盖（10）和输出轴（9），其特征在于：还包括变量斜盘（3）、缸体（7）、泵柱塞（5）、马达柱塞（6）、回程盘（14）、配流盘（8）和过度盘（11），其中输出轴（9）通过花键与缸体（7）相连组成了转子，变量斜盘（3）绕壳体（2）上的圆弧导轨面的中心旋转，输入轴（1）、泵柱塞（5）和转子组成了泵部分，马达柱塞（6）、变量斜盘（3）和转子组成了马达部分，泵和马达共用一个转子，高度集成。

2.根据权利要求1所述的柱塞式静液压变矩器，其特征在于：缸体（7）绕着其中心轴线均布有位于内圈和外圈的柱塞孔，内圈与外圈不在同一端面上，内圈为泵柱塞孔（26），套有泵柱塞（5），内圈部分比外圈部分高出一个台阶，泵柱塞孔（26）内泵柱塞（5）的后部装有单向阀（13）；外圈部分分成半径不同的两圈孔，里层的一圈孔是泄漏油孔（27），外层的一圈孔是马达柱塞孔（28），其中套有马达柱塞（6）。

3.根据权利要求2所述的柱塞式静液压变矩器，其特征在于：马达柱塞（6）的球状头部装在滑靴（6）内，以缸体（7）作为支承的弹簧通过钢球推压回程盘（14），回程盘（14）、马达柱塞（6）、泵柱塞（5）和滑靴（12）一同转动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的柱塞式静液压变矩器，其特征在于：输入轴（1）为一阶梯轴，与其尾部的斜盘集成为一体。

5.根据权利要求1-4任一项所述的柱塞式静液压变矩器，其特征在于：配流盘（8）紧压在缸体（7）的后部，配流盘（8）后部还紧压着过度盘（11），两者中心有供输出轴（9）后端轴段通过的孔。

6.根据权利要求2-5任一项所述的柱塞式静液压变矩器，其特征在于：配流盘（8）上分布有三圈配流窗孔（29）,内层窗孔为四个均匀的腰形孔，与缸体（7）内圈的孔对应，用于给泵配流；最外圈孔为两个腰形孔，与缸体最外圈的马达柱塞孔（28）相对应，给马达配流；中间一圈为八个均匀布置的腰形孔，与泄漏油孔（27）相对应。

7.根据权利要求6所述的柱塞式静液压变矩器，其特征在于：最外圈的腰形孔开有三角槽（33）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的柱塞式静液压变矩器，其特征在于：过度盘（11）上具有油槽，其内圈油槽（31）通过径向孔（30）与外圈油槽（32）相通。