CN105593578B - 流体静压变速器 - Google Patents

Abstract

一种流体静压变速器，其具有共用轭架设计，且公开了两个或更多的弯曲轴线式活塞驱动机构。其中，所述弯曲轴线式活塞驱动机构可相对于轭架旋转，以在不受其它弯曲轴线式活塞驱动机构的支配下调整一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与该弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。上述过程可通过使用连接于旋转组件的可移动扇形板实现。所述可移动扇形板可在轭架内围绕垂直于弯曲轴线式活塞驱动机构的各驱动轴轴线的轴线呈弧线形移动。这种变速器同时具有共用轭架的响应及封装优点，同时仍允许系统尺寸的动态调整。反过来，同只能在最大设计扭矩下才能提高效率的情况相比，改变系统尺寸可在不同条件下提高效率。

Description

流体静压变速器

技术领域

本发明主要涉及一种流体静压变速器。

背景技术

尽管正在针对机动车开发一些前景颇佳的可替代动力源，但目前主要的动力源仍是内燃机。当前的内燃机驱动设计已经发展了差不多整个上世纪，但仍然存在改进的空间。无级变速器和无限变速式机械无极变速器(CVTs和IVTs)的使用允许发动机运行在提高性能和效率的其最佳性能点上，同时降低对环境的影响。

在扭矩分流路径式的无限变速式机械无极变速器中，发动机的动力被分流为两个支路，并且被分流的动力在输出端被重新合成。一个支路是纯机械的，并可只包括轴和一对齿轮。另一支路包括可以改变变速器的速度比和变矩比的无级变速装置。动力可只流经机械支路、变速器支路或这两种支路。因为在大多数或全部动力流过机械支路时变速器的效率最高，因此会按照如下思路设计变速器，即：使上述条件(大多数或全部动力流过机械支路)发生在工作周期内最常使用的操作点上。

几种不同的装置，例如从环面驱动器到电动马达/发电机组，已被用于构建连续可变齿轮组或无限变速式机械无极变速器的“变速器”(Variator)。流体静压变速器是目前最适合操纵走铺装路和非铺装路的大型卡车及施工机械的动力需求的变速器之一。此外，移动液压技术是非常成熟的技术，具有经过验证的可靠性，并且可提供大量现成的部件。

在流体静压变速器中，泵和/或马达具有可变位移设计。泵和马达彼此流体连通，从而使来自泵的流体驱动马达。通过改变泵和马达之间的位移比，可使输入轴和输出轴之间的速度比和变矩比产生变化。一般而言，根据操作者指令和动力传动系统工况，电子控制器控制泵和马达的位移。泵和马达的位移的总量被认为是系统的尺寸(大小)。

图1示出了公开号为US 2010/0212309的美国专利文献中描述的作为现有技术的流体静压变速器。在图1中，变速器2包括第一弯曲轴线式机构(first bent axis unit)或轴向活塞机构，以及第二弯曲轴线式机构或轴向活塞机构4。需要注意的是，第一弯曲轴线式机构或轴向活塞机构在图1中是不可见的。各弯曲轴线式机构的输出/输入轴6位于壳体8内，以将输出轴保持在预设的相对位置上。第一弯曲轴线式机构和第二弯曲轴线式机构4均包括具有多个活塞10的旋转组件。所述活塞与各输出/输入轴6连接，并可在位于各自液压缸体12内的液压缸中移动。液压缸体12在各自的轭架14,16内是可旋转的。所述轭架14,16还在第一弯曲轴线式机构和第二弯曲轴线式机构4的液压缸体12之间设置了流体通道。各个轭架14,16可围绕轴线18独立旋转，从而可使从第一弯曲轴线式机构流向第二弯曲轴线式机构的流体的位移产生变化，反之亦然。各弯曲轴线式机构的位移取决于其各自轭架相对于壳体的旋转角度。各轭架的位置由各自的伺服总成(20或22)独立控制。

为相对过于简单的动力管理方案建立起来的大多数分流路径式的无限变速式机械无极变速器的动力传动系统控制算法如下：将发动机保持在最大功率上，或将发动机保持在其最小燃料消耗的点上。这一方法在有级变速(stepped ratio transmissions)上可取得显著的效果，但需要更加精确的控制以使无限变速式机械无极变速器发挥出全部的潜力。

分流路径式的无限变速式机械无极变速器的变速器必须被设计为操纵或处理差不多一半或多余一半的输入至传动系统的输入动力。然而，根据车辆的负荷周期，并不需要一直维持满功率。对于传递功率值而言“太大”的液压驱动系统无法像较小系统那样有效运行。一般用来在部分负荷状态下提高这种效率的方法为减小泵和马达的位移比例(即减小系统尺寸)，以增加系统压力，同时保持期望的速度比。

在利用了可独立调整的泵和电机的当前变速器系统中，微控制器利用液电伺服机构控制速度比和变矩比。在要求多个伺服机构快速且以同步方式进行响应时，产生了一些问题：会出现随系统压力变化的粘滞/打滑状态。以编制控制算法来解决所有状况是复杂且困难的。在现有技术的当前状态下，伺服机构在响应瞬态力方面具有一定的局限性。所有这些问题都为上述系统增加了不可预见性。

一种创建更可预测的系统的方法是减少能够发生粘滞/打滑现象的界面(interfaces)的数量。这一方法可通过使用泵和马达的共用轭架实现，而非使泵和马达分别使用各自的独立轭架。举例来说，公开号为DE1064311B的德国专利文献公开了实现这一方法的配置。泵和马达通过液压封闭方式连接在一起，这样可产生较小的物理封装，而其无需在泵和马达之间形成动态旋转密封。同样，仅需使用一台伺服总成来移动泵和马达。这一方法的问题在于泵的轭架与马达的轭架之间的角度是固定的，由此使系统的尺寸也是固定的。当在分流路径式的变速器中使用时，无法通过改变系统尺寸来获得潜在的效率提升幅度。

有鉴于此，需要这样一种流体静压变速器：这种流体静压变速器能够将共用轭架的响应及封装优点结合在一起，同时仍允许系统尺寸的动态调整。本发明着眼于这些需求并提供了其它相关的将在下文介绍的有益效果。

发明内容

一种在共用轭架设计中设置了系统尺寸动态调整的流体静压变速器，其包括：壳体；第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构(bent axis piston drive unit)，其均包括旋转组件；轭架，其为所述两驱动机构所共用；和用于将所述轭架相对于所述壳体定位的轭架伺服总成。各弯曲轴线式活塞驱动机构的所述旋转组件被设置成在所述轭架内旋转。所述轭架包括一条或多条用于实现所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构之间流体连通的流体通道。所述轭架可围绕直于所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴和所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轭架轴线相对于壳体旋转，以同步调整所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构的所述驱动轴的轴线分别与所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。为了实现动态调整，所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件可相对于所述轭架移动，以便以独立于所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的方式，调整所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。由于可实现系统尺寸的变化，因此可在不同条件下提高效率，而非只能在系统的最大设计扭矩下才能提高效率。

在一实施例中，可通过使用第一可移动扇形板实现上述动态调整。上述第一可移动扇形板与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件连接，并且可在所述轭架内围绕垂直于所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴轴线的第一扇形板轴线呈弧形移动(第一扇形板的轴线与轭架的轴线可以是同一条轴线，或是不同的轴线)。第一伺服总成可被用于将所述第一可移动扇形板相对于所述轭架定位。此外，所述第一可移动扇形板包括长条形开口；所述长条形开口使流体以不受所述第一可移动扇形板的弧形位置限制的方式在所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件和所述轭架的流体通道之间流动。

在本发明的另一实施例中，所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件可被设置为，或还可被设置为相对于所述轭架旋转，以便以独立于所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的方式调整所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。凭借这种能够调整两组旋转组件的能力，可增加上述变速器的系统尺寸的可调整范围。

与第一弯曲轴线式活塞驱动机构一样，还设置有与所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件连接的第二可移动扇形板。所述第二可移动扇形板可在所述轭架内围绕垂直于所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴轴线的第二扇形板轴线呈弧线形移动(同上所述，第二扇形板的轴线与轭架的轴线也可以是同一条轴线，或也可以是不同的轴线)。在一优选实施例中，既使用了第一可移动扇形板，也使用了第二可移动扇形板。第二伺服总成可被用于将所述第二可移动扇形板相对于所述轭架定位。同样，所述第二可移动扇形板包括长条形开口；所述长条形开口使流体以不受所述第二可移动扇形板的弧形位置限制的方式在所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件和所述轭架的流体通道之间流动。

在某一示例性的具体实施例中中，所述轭架是可旋转的，以便在0°至40°的范围内同步调整所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度，以及所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度，而且所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转部件的轴线之间的角度能够以独立于所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的方式于0°至20°的范围内调整。

在第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构中，所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线彼此平行，而所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线彼此不平行。

根据本申请，所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构中的一个可充当泵，而所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构中的另一个可充当马达。

在本发明的相关方法中，在具有共用轭架的所述流体静压变速器中，以独立于流体静压变速器中的第二弯曲轴线式活塞驱动机构的方式调整流体静压变速器中的第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。所述方法包括：设置所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件，使其可相对于所述轭架移动，以便以独立于所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的方式调整所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。在一实施例中，使用第一可移动扇形板，所述第一可移动扇形板可在所述轭架内围绕垂直于所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴轴线的轴线呈弧形移动；并将所述第一可移动扇形板与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件连接。在另一个实施例中，取代第一可移动扇形板而使用第二可移动扇形板，或附加使用第二可移动扇形板并使之与相应的旋转组件连接。在其它实施例中，还可使用其它机构设置第一和/或第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件，以使所述旋转组件可相对于轭架旋转，并由此实现第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构之间角度的动态调节。举例来说，可考虑在上述变速器的主轭架中设置微型轭架结构。

附图说明

为了便于更好地理解本发明并对本发明的实施作出示范，现在结合下列附图举例说明：

图1为公开号为US 2010/0212309的美国专利文献中公开的作为现有技术的流体静压变速器的示意图；

图2为依据本发明一实施例的流体静压变速器的透视图；

图3为图2所示流体静压变速器的侧视图；

图4为图2所示流体静压变速器的正视图；

图5为图2所示流体静压变速器的透视图，其中，去除了一部分轭架以显示形成在轭架中的流体连接通道；

图6为图2所示流体静压变速器的透视图；其中，去除了一部分轭架以显示两个弯曲轴线式活塞驱动机构；

图7为沿图4所示流体静压变速器的A-A线截取的截面的示意图；

图8为沿图4所示流体静压变速器的B-B线截取的截面的示意图；以及

图9为图2所示流体静压变速器的第一、第二弯曲轴线式活塞驱动机构和扇形板的示意图，其中，去除了壳体和轭架。

具体实施方式

按照本技术领域经常使用的方式，本文中的“系统尺寸”是指流体静压变速器中泵和马达的位移量之和。

图2为依据本发明一实施例的流体静压变速器或液压模块50的透视图。流体静压变速器50包括壳体56。所述壳体支承位于图2中左手侧的第一弯曲轴线式活塞驱动机构52和位于图2中右手侧的第二弯曲轴线式活塞驱动机构54。壳体56支承各弯曲轴线式活塞驱动机构52,54的末端，并允许各弯曲轴线式活塞驱动机构相对于所述壳体56旋转。壳体56被加工成如下结构，以使各弯曲轴线式活塞驱动机构52,54的输出轴(未图示)彼此平行且一般垂直于所述壳体。各弯曲轴线式活塞驱动机构52,54均包括至少两个活塞74(在本实例中为9个活塞)。所述活塞与相应的输出轴(未图示)连接，并可在液压缸体72内移进、移出。所述活塞的末端包括球形部，以便在输出轴旋转时可以改变所述活塞与输出轴之间的角度(在其它实施例中，输出轴之间不需要彼此平行)。

流体静压变速器50还包括被当做共用轭架的轭架58。所述轭架58支承各弯曲轴线式活塞驱动机构52,54的近端，并使各弯曲轴线式活塞驱动机构52,54相对于所述轭架58旋转。所述轭架58被加工成如下结构：这一结构包括彼此连接在一起构成单独或共用轭架的两部分58a,58b，这两部分彼此之间围绕轴线60存在一定角向偏差。在本实例中，轭架部58a,58b之间的偏差角为20°，但也可是其它偏差角度。因此，输出(或输入)轴(未在图2中示出)与第一弯曲轴线式活塞驱动机构52的液压缸体70之间的角度会不同于输出(或输入)轴(未在图2中示出)与第二弯曲轴线式活塞驱动机构54的液压缸体72之间的角度。

轭架58可围绕轴线60相对于壳体56旋转。通过以这种方式使轭架58旋转，可以改变输出(或输入)轴与第一、第二弯曲轴线式活塞驱动机构52,54的液压缸体70、72之间的角度，下文将详细介绍具体细节。能够以多种方式调节轭架的角度，例如，使用电子机械式千斤顶螺栓，旋转式步进马达等。此处，包括一对调整活塞66(在图2中可见),80(在图2中不可见)的轭架伺服总成170的末端与轭架58连接，而其近端可移进、移出位于壳体上的液压缸68(在图2中可见),84(在图2中不可见)，以使轭架58相对于壳体56旋转。轭架伺服总成66一般为柱体，并由诸如矿物油等适合的液压流体驱动。可优选如下定位活塞，使活塞的末端与壳体56连接，并使活塞的近端可在位于轭架58上的液压缸内移动。壳体还包括用于将液压流体导入轭架58或从轭架58导出的溢流阀76a,76b。(溢流阀76a,76b还可用于将压力从高压端口释放至低压端口。溢流阀76a,76b被与轭架58内的通道结合在一起使用。所述通道通过这些溢流阀实现打开或闭合。在轭架58中还包括增压端口102c。所述增压端口用于针对穿过动态密封的泄露提供补充油)。

轭架58还包括两个伺服总成或调整机构62,64。各伺服总成62,64均包括下文将要介绍的活塞和缸体。第一伺服总成62可像图2中的箭头指示的那样移动，以使液压缸体70在轭架58内相对于轭架58且独立于第二弯曲轴线式活塞驱动机构54的液压缸体72以弧线形式移动。第二伺服总成64可像图2中的箭头指示的那样移动，以使液压缸体72在轭架58内相对于轭架58且独立于第一弯曲轴线式活塞驱动机构52的液压缸体70以弧线形式移动。所谓的弧线形式用于描述液压缸体70,72的移动，因为液压缸体70,72在与轭架58的旋转轴线相隔一定距离的位置上呈弧形移动。

图3为图2所示流体静压变速器的侧视图。在图2中用过的附图标记仍在图3中用于确定相同的特征。调整活塞80和液压缸84在图3中有所显示。在运行中，轭架调整活塞66,80以互相对立的方式(动作相反的方式)运行。换句话说，在图3中，轭架调整活塞66用于顺时针旋转轭架58，而轭架调整活塞80用于逆时针旋转轭架58。第一弯曲轴线式活塞驱动机构52的输出轴82在图3中有所显示。输出轴82包括多条花键86。所述花键用于将这一输出轴与其它装置或总成连接。

图4为图2所示流体静压变速器的正视图。在图2中用过的附图标记仍在图4中用于确定相同的特征。图4还指出了后面附图中出现的A-A横截面和B-B横截面的位置。

图5为图2所示流体静压变速器的透视图，其中，去除了一部分轭架58以显示形成在轭架58中的流体连接通道。在图5中，由对角剖面线表示轭架58的截面。在图2中用过的附图标记仍在图5中用于确定相同的特征。

在图5中，示出了第一、第二伺服总成62,64的第一、第二活塞90,92。活塞90,92可在图5中的箭头指示的方向上移动。第一、第二活塞90,92可在各自的液压缸(未在图5中示出)内移动，并分别与第一、第二弯曲轴线式活塞驱动机构52,54连接，从而在第一或第二活塞90,92在如图5中的箭头指示的方向上移动时，各弯曲轴线式活塞驱动机构的液压缸体随着相应的活塞90,92移动。各活塞90,92均包括位于其端部上的唇形密封或O型密封94,96。这些密封用于在活塞90,92对应的液压缸内(未示出)密封活塞90,92。各活塞90,92实际上是相互对立的两个活塞(运动方向相反)，从而使上活塞部(根据图5中的方位)向下方(根据图5中的方位)移动位置，并使下活塞部(根据图5中的方位)向上方(根据图5中的方位)移动位置。活塞90,92由诸如矿物油等适合的液压流体驱动。

在图5中示出了第一流体通道98和第二流体通道100。第一、第二流体通道98,100将第一、第二弯曲轴线式活塞驱动机构52,54流体连接。也就是说，第一、第二流体通道98,100在第一、第二弯曲轴线式活塞驱动机构52,54之间设置了流体连通结构。在轭架58内，各流体通道98,100的端部上设置有通孔106a,106b,106c,106d，而所述通孔106a,106b,106c,106d将流体通道98,100之间以及弯曲轴线式活塞驱动机构52,54之间连通。在运行过程中，举例来说，第一流体通道98将流体从第一弯曲轴线式活塞驱动机构52传递至第二弯曲轴线式活塞驱动机构54，而第二流体通道100将流体从第二弯曲轴线式活塞驱动机构54传递至第一弯曲轴线式活塞驱动机构52。然而，这一过程取决于各弯曲轴线式活塞驱动机构52,54的旋转方向。

图5和上述说明书涉及一种闭循环系统。与那些现有技术相似的开放循环系统也可以被使用。凭借开放循环系统，可取消流体通道98,100中的一条，并将其替换成直接在箱体上开口。上述箱体包括整个总成并充满液压流体。

图6为图2所示流体静压变速器的透视图，其中，去除了一部分轭架58以显示两个弯曲轴线式活塞驱动机构52,54。在图6中，由对角剖面线表示轭架58的截面。在图2中用过的附图标记仍在图6中用于确定相同的特征。

第一弯曲轴线式活塞驱动机构52表示在变速器50的左手侧。第一弯曲轴线式活塞驱动机构52包括第一扇形板106。所述第一扇形板在轭架58内可围绕轴线60呈弧形移动(尽管此处以这种方式进行了描述，但第一扇形板旋转所围绕的第一扇形板轴线与轭架旋转所围绕的轭架轴线60并非必须为同一条轴线。第一扇形板轴线可偏离且平行于轭架轴线60)。第一扇形板106与第一弯曲轴线式活塞驱动机构52的液压缸体70连接，从而使液压缸体70可以相对于第一扇形板106旋转。第一扇形板106包括连接部或插座112，以实现与活塞90的协同连接或使活塞90的球部与所述第一扇形板连接在一起(在附图6中未示出活塞90)。此处，球部与插座112的配置的使用可使活塞90线性移动，并可使扇形板106呈弧形移动。第一扇形板106包括第一、第二通孔118,120，从而使来自第一弯曲轴线式活塞驱动机构52的液压缸体70的流体可穿过第一扇形板106流向轭架58内的流体通道98,100(流体通道100在图6中未示出)。通孔118,120呈长条状，从而在第一扇形板106呈弧形移动时使通孔118,120的至少一部分与轭架58中的通孔106c,106d对齐(通孔106d在图6中未示出)。在运行过程中，当活塞90向上或向下移动时，第一扇形板106顺时针或逆时针呈弧形移动。

第二弯曲轴线式活塞驱动机构54表示在变速器50的右手侧。第二弯曲轴线式活塞驱动机构54包括第二扇形板108。所述第二扇形板在轭架58内可围绕轴线60呈弧形移动(再次说明，尽管此处以这种方式进行了描述，但第二扇形板旋转所围绕的第二扇形板轴线与轭架旋转所围绕的轭架轴线60并非必须为同一条轴线。第二扇形板轴线可偏离且平行于轭架轴线60)。第二扇形板108与第二弯曲轴线式活塞驱动机构54的液压缸体72连接，从而使液压缸体72可相对于第二扇形板108旋转。第二扇形板108包括连接部或插座116，以实现与活塞92的协同连接或使活塞92的球部110与所述第二扇形板连接在一起。球部110与插座116的配置的使用可使活塞92线性移动，并可使扇形板108呈弧形移动。第二扇形板108还包括第一、第二通孔112,114，从而使来自第二弯曲轴线式活塞驱动机构54的液压缸体72的流体可穿过第二扇形板108流向轭架58内的流体通道98,100(流体通道100在图6中未示出)。通孔112,114呈长条状，从而在第二扇形板108呈弧形移动时使通孔112,114的至少一部分与轭架58中的通孔106a,106b对齐(通孔106a,106b在图6中未示出)。在运行过程中，当活塞92向上或向下移动时，第二扇形板108顺时针或逆时针呈弧形移动。

图7为贯穿图2所示流体静压变速器50的截面A-A的示意图。截面A-A的位置出现在图4中。这一截面特别示出了贯穿第一弯曲轴线式活塞驱动机构52的截面。在图7中，由对角剖面线表示多个部件的截面。在图1至6中用过的附图标记仍在图7中用于确定相同的特征。

轴82由一个或多个轴承132定位在壳体56内，以使轴自由旋转。图7中的活塞总成62以截面形式示出，从而连同柱体室或液压缸138可观察到其中的活塞90和对应的密封94。如图7所示，活塞90包括与第一扇形板106的插座112连接的球部136，从而在活塞线性移动时，第一扇形板106呈弧形移动。第一扇形板106中的插座或开口112呈长条状，以便在活塞沿着图7中箭头指示的方式移动时允许活塞的球部136相对于第一扇形板106移动。

第一弯曲轴线式活塞驱动机构52的第一扇形板106包括主轴134。所示主轴位于液压缸体70的中部，以使液压缸体70旋转。第一扇形板106位于轭架58内的长条凹槽内。所述凹槽设置了一条能够使第一扇形板106呈弧形移动的轨道。

图8示出了贯穿图2所示流体静压变速器50截面B-B。截面B-B的位置出现在图4中。这一截面特别示出了贯穿第二弯曲轴线式活塞驱动机构54的截面。在图8中，由对角剖面线表示多个部件的截面。在图1至6中用过的附图标记仍在图8中用于确定相同的特征。

图8所示的第二弯曲轴线式活塞驱动机构54的组件、结构以及部件运行方式，与出现在贯穿图7所示的第一弯曲轴线式活塞驱动机构52的截面中的那些组件、结构以及部件运行方式相似。如图8所示，轴148由一个或多个轴承152定位在壳体56内，而且图8示出了多个花键164。在图8中，示出了轴148的旋转轴线160。图8中的活塞总成64以截面形式示出，从而连同柱体室或液压缸158可观察到其中的活塞92和对应的密封96。活塞92包括与第二扇形板108的插座116连接的球部110。第二扇形板108包括主轴154和一个或多个密封(未在图8中示出)。此处的液压缸体72包括9个液压缸162和9个对应的活塞74。

图9仅示出了第一、第二弯曲轴线式活塞驱动机构52,54，其中，去除了壳体56和轭架58。在图1至8中用过的附图标记仍在图9中用于确定相同的特征。

现在，使用图2至9中介绍的部件描述变速器50的运行原理。

在运行过程中，第一弯曲轴线式活塞驱动机构52能够以泵的形式运行，而第二弯曲轴线式活塞驱动机构54则能够以马达的形式运行。优选无论哪个弯曲轴线式活塞驱动机构均能够以泵或马达的形式运行。

泵的轴148旋转时，可通过使用轭架伺服总成170驱动的轭架58的旋转，来同步调整轴82与主轴134、轴148与主轴154之间的夹角。此外，可使用单独的第一、第二伺服总成62,64的活塞总成90,92和液压缸138,158，来分别调整轴82,148与主轴134,154之间的夹角。如上文所述，单独的第一、第二伺服总成的动作使扇形板106,108在轭架58内相对于轭架58呈弧形移动。因此，通过使轭架58旋转，可改变输入轴82(第一弯曲轴线式活塞驱动机构52的轴82)与输出轴148(第二弯曲轴线式活塞驱动机构54的轴148)之间的速度比，而通过使第一和/或第二扇形板106,108旋转，可改变系统的尺寸。通过改变系统的尺寸，可因工况将效率最大化，而非因最大设计扭矩将效率最大化。当在较小的系统尺寸下运行时，响应于输出中感应到的扭矩突波(torque spike)，可通过“增加”系统的尺寸来吸收施加至系统的小振动。这样可以减小和/或消除剧烈的压力突波。

本发明另一可行的实施例仅涉及一个单独的可移动扇形板，也就是说，只有一组旋转部件的角度可相对于轭架变化，而另一组旋转组件没有可移动的扇形板，而且另一组旋转组件相对于轭架固定。这样自然会减少能够使用的、可以通过使用两个扇形板实现的不同角度范围。

有益的是，借助本发明实现的角度调整范围与那些使用独立轭架的变速器的角度调整范围相似。就这一点而言，受到使用的活塞和球座几何结构的限制，本发明中的弯曲轴线式活塞驱动机构的实际限制量大约为40°至45°。由扇形板提供的额外调整略小于轭架总位移的一半。这样，举例来说，如果泵和马达之间的最大总位移角度为40°，每个扇形板可提供大约为20°的额外调整范围。(注：在现有的仅使用扇形板调整角度的变速器中，由于扇形板和壳体之间的端口槽的限制，难以实现大的角度范围。在某种情况下，由于极端角度的出现使这些槽会阻塞端口，由此损失了效率)。

本文通过列举多个实施例及相关示意图对本发明进行了介绍，本领域技术人员会意识到本发明并不限于这些实施例或示意图。应理解为：上述示意图以及针对这些示意图的具体描述并非将本发明限制成已公开的特定形式，与之相反，本发明涵盖了所有落入本发明精神和范围内的修改、等同替换及替代选择。本文中使用的标题仅为编写使用，并非用于限制本说明书的范围。本申请通篇使用的词语“能够”均为“许可”之意(即“可以”之意)，而非“强制”之意(即“必须”之意)。相似的，词语“包括”是开放式限定方式，而非封闭式限定方式。

Claims (15)

1.一种流体静压变速器，其包括：

壳体；

第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构，其均包括旋转组件；

轭架；

和用于将所述轭架相对于所述壳体定位的轭架伺服总成；

各所述旋转组件被设置成在所述轭架内旋转；其中，所述轭架设置至少一个用于实现所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构之间流体连通的流体通道；

其中，所述轭架可围绕轭架轴线旋转，以同步调整所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构的所述驱动轴的轴线分别与所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度，其中所述轭架轴线垂直于所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴和所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴；

其中，所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件可相对于所述轭架移动，以便以独立于所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的方式，调整所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。

2.根据权利要求1所述的流体静压变速器，其包括与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件连接的第一可移动扇形板；所述第一可移动扇形板可在所述轭架内围绕垂直于所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴轴线的第一扇形板轴线呈弧形移动。

3.根据权利要求2所述的流体静压变速器，其包括用于将所述第一可移动扇形板相对于所述轭架定位的第一伺服总成定位。

4.根据权利要求2所述的流体静压变速器，其中，所述第一可移动扇形板包括长条形开口；所述长条形开口使流体以不受所述第一可移动扇形板的弧形位置限制的方式在所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件和所述轭架的流体通道之间流动。

5.根据权利要求1所述的流体静压变速器，其中，所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件可相对于所述轭架旋转，以便以独立于所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的方式调整所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。

6.根据权利要求5所述的流体静压变速器，其包括与所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件连接的第二可移动扇形板；所述第二可移动扇形板可在所述轭架内围绕垂直于所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴轴线的第二扇形板轴线呈弧线形移动。

7.根据权利要求6所述的流体静压变速器，其包括用于将所述第二可移动扇形板相对于所述轭架定位的第二伺服总成定位。

8.根据权利要求6所述的流体静压变速器，其中，所述第二可移动扇形板包括长条形开口；所述长条形开口使流体以不受所述第二可移动扇形板的弧形位置限制的方式在所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件和所述轭架的流体通道之间流动。

9.根据权利要求2所述的流体静压变速器，其中，所述轭架是可旋转的，以便在0°至40°的范围内同步调整所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度，以及所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。

10.根据权利要求9所述的流体静压变速器，其中，所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转部件的轴线之间的角度能够以独立于所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的方式于0°至20°的范围内调整。

11.根据权利要求1所述的流体静压变速器，其中，所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线彼此平行。

12.根据权利要求1所述的流体静压变速器，其中，所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构中的旋转组件的轴线彼此不平行。

13.根据权利要求1所述的流体静压变速器，其中，所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构中的一个为泵，而所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构中的另一个为马达。

14.一种调整流体静压变速器中的角度的方法，其以独立于流体静压变速器中的第二弯曲轴线式活塞驱动机构的方式调整流体静压变速器中的第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度，所述流体静压变速器包括：

壳体；

第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构，其均包括旋转组件；

轭架；

和用于将所述轭架相对于所述壳体定位的轭架伺服总成；

各所述旋转组件被设置成在所述轭架内旋转；其中，所述轭架设置至少一个用于实现所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构之间流体连通的流体通道；

其中，所述轭架可围绕轭架轴线旋转，以同步调整所述驱动轴的轴线分别与所述第一和第二弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度，其中所述轭架轴线垂直于所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴和所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴；并且

所述方法包括：设置所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件，使其可相对于所述轭架移动，以便以独立于所述第二弯曲轴线式活塞驱动机构的方式调整所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴的轴线与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件的轴线之间的角度。

15.根据权利要求14所述的方法，其包括：

使用第一可移动扇形板，所述第一可移动扇形板可在所述轭架内围绕垂直于所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的驱动轴轴线的第一扇形板轴线呈弧形移动，

将所述第一可移动扇形板与所述第一弯曲轴线式活塞驱动机构的旋转组件连接。