CN106763738A - 一种液压无级变速器 - Google Patents

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Abstract

一种液压无级变速器，包括箱体，箱体围成的空间包括液压油箱和测速箱，液压油箱内部设有齿轮泵，齿轮泵泵体上固接齿轮泵轴，齿轮泵轴穿过液压油箱壁进入测速箱后依次设有电刷和主锥形轮最后穿出测速箱，齿轮泵泵体内设有通过轴连接的相互啮合的一对齿轮，齿轮泵泵体出油口处通过导管连接一用伺服电机带动的阀门，测速箱箱壁上固定有测速装置，测速装置包括可与主锥形轮接触测速的次锥形轮和速度传感器，速度传感器通过导线连接电刷并穿过齿轮泵轴内设有的导线通道与伺服电机连接。本发明实现了在动力输入端转速变化时，通过调速测速装置维持动力输出端的转速稳定的效果，是对无级变速器领域的一个革新。

Description

一种液压无级变速器
技术领域
本发明涉及变速器技术领域，尤其是一种液压无级变速器。
背景技术
CVT(CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION)技术即无级变速技术，它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器（VDT-CVT），目前国内市场上采用CVT的车型已经越来越多。
为实现无级变速，按传动方式可采用液体传动、电力传动和机械传动三种方式。液体传动分为两类：一类是液压式，主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置，适用于中小功率传动。另一类为液力式，采用液力耦合器或液力矩进行变速传动，适用于大功率（几百至几千千瓦）。
目前，液压无级变速器在汽车领域的应用已经非常普及，现有的液压无级变速器在实现变速功能上只能随着动力油门的加大或者动力输入端的转速提高而提高动力输出端的转速，即动力输出端均受到动力输入端的直接控制，不能够手动控制动力输出端的动力输出，具体体现在动力输出端的转速上，而且，现有的无级变速器的零件多而复杂，成本高，体积大，扭力小，不易维修，不可调整差速比，本发明提供了一种液压无级变速器，通过液压式传动和调速测速装置的配合使用，可以对差速比进行调节，进一步通过伺服电机控制阀门的开合程度，实现了在动力输入端转速变化时，通过调速测速装置维持动力输出端的转速稳定的效果，是对无级变速器领域的一个革新。
发明内容
为解决以上现有难题，本发明公开了一种液压无级变速器。
一种液压无级变速器，包括箱体，所述箱体围成的空间包括液压油箱和测速箱，所述液压油箱内部设有齿轮泵，齿轮泵泵体上固接齿轮泵轴，所述齿轮泵轴穿过液压油箱壁进入测速箱后依次设有电刷和主锥形轮最后穿出测速箱，所述齿轮泵泵体内设有通过轴连接的相互啮合的一对齿轮，所述齿轮泵泵体出油口处通过导管连接一用伺服电机带动的阀门，所述测速箱箱壁上固定有测速装置，所述测速装置包括可与主锥形轮接触测速的次锥形轮和速度传感器，所述速度传感器通过导线连接电刷并穿过齿轮泵轴内设有的导线通道与伺服电机连接，所述导线还通过测速箱箱壁上的穿线孔穿出。
进一步地，所述测速装置还包括与次锥形轮连接的次轴，所述次轴上设有次轴套，所述次轴套上固接有T字杆，所述T字杆底部水平段两端活动套接在两固定在测速箱箱壁上的基座上，在靠近液压油箱的基座和T字杆之间的T字杆水平段上套有弹簧，所述T字杆竖直段上通过连接环固接有一调节杆，所述调节杆穿过设置在测速箱上的调节孔，在远离液压油箱的基座上通过固定杆固定有速度传感器，所述速度传感器正对次轴。
进一步地，所述齿轮泵泵体内连接的轴包括输出轴和主动轴，所述输出轴上设有输出齿轮，所述输出轴一端通过轴承连接在齿轮泵泵体内壁上，另一端向外延伸同时穿过齿轮泵泵体和液压油箱箱壁，所述主动轴上设有与输出齿轮啮合的主动齿轮，所述主动轴两端均通过轴承连接在齿轮泵泵体内壁上。
进一步地，所述齿轮泵轴与泵体输出轴穿过箱体的部位均设有轴承，其中，所述齿轮泵轴与输出轴穿过液压油箱壁处的轴承为密封轴承，所述输出轴穿过齿轮泵泵体处也设有密封轴承。
进一步地，所述伺服电机通过电机连接杆固定在齿轮泵泵体外壁上，所述电刷套接在齿轮泵轴上并能随齿轮泵轴转动，所述电刷一侧设有给电刷供电的电刷座，所述电刷座通过连接杆固定在测速箱箱壁上。
进一步地，所述齿轮泵泵体上还设有进油口，所述进油口与出油口位于齿轮泵泵体相对的两侧。
进一步地，所述液压油箱箱壁上还设有注油口和排油口。
进一步地，所述液压油箱内壁上还设有若干阻油檩。
进一步地，所述主锥形轮和次锥形轮为磨砂表面。
有益效果：本发明提供了一种液压无级变速器，通过液压式传动和调速测速装置的配合使用，可以对差速比进行调节，进一步通过伺服电机控制阀门的开合程度，实现了在动力输入端转速变化时，通过调速测速装置维持动力输出端的转速稳定的效果，是对无级变速器领域的一个革新；有利于提高车辆动力性、燃油经济性和工作效率，兼有无级调速性能，结构简单，易于实现，因此在拖拉机、汽车、工程机械、坦克、电力机械等许多领域有着良好的应用前景；本发明以液体为传力介质，大大减轻传动系动载，易防止发动机超载和熄火，提高了有关零部件的寿命；本发明可使各种车辆行驶平稳，调节输出动力，稳定输出转速，提高乘坐舒适性，操作轻便，降低驾驶员劳动强度；本发明可使各种车辆行驶稳定，可提高车辆在坎坷路段和积水路面上的通过性和陡峭路段的稳定性，减少对积水的飞溅，大大降低了积水进入发动机造成损失，在积水较深的地方，可以提高发动机转速以增大排气量，同时保持行车速度低，避免积水从排气管进入造成车辆损坏。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为图1的局部放大图I。
其中，1为箱体，101为液压油箱，102为测速箱，103为注油口，104为排油口，2为齿轮泵泵体，3为齿轮泵轴，301为导线通道，4为轴承，5为输出轴，6为输出齿轮，7为主动轴，8为主动齿轮，9为进油口，10为出油口，11为导管，12为伺服电机，13为阀门，14为电机连接杆，15为阻油檩，16为主锥形轮，17为次锥形轮，18为电刷，19为电刷座，20为电刷连接杆，21为导线，22为次轴，23为次轴套，24为T字杆，25为连接环，26速度传感器，27为固定杆，28为弹簧，29为基座，30为调节杆，31为调节孔，32穿线孔。
具体实施方式
结合附图，对本发明做进一步详细说明。
如附图所示，一种液压无级变速器，包括箱体1，所述箱体1围成的空间包括液压油箱101和测速箱102，所述液压油箱101内部设有齿轮泵，齿轮泵泵体2上固接齿轮泵轴3，所述齿轮泵轴3穿过液压油箱101壁进入测速箱102后依次设有电刷18和主锥形轮16最后穿出测速箱102，所述齿轮泵泵体2内设有通过轴连接的相互啮合的一对齿轮，所述齿轮泵泵体2出油口10处通过导管11连接一用伺服电机12带动的阀门13，所述测速箱102箱壁上固定有测速装置，所述测速装置包括可与主锥形轮16接触测速的次锥形轮17和速度传感器26，所述速度传感器26通过导线21连接电刷18并穿过齿轮泵轴3内设有的导线通道301与伺服电机12连接，所述导线21还通过测速箱102箱壁上的穿线孔32穿出。
进一步地，所述测速装置还包括与次锥形轮17连接的次轴22，所述次轴22上设有次轴套23，所述次轴套23上固接有T字杆24，所述T字杆24底部水平段两端活动套接在两固定在测速箱102箱壁上的基座29上，在靠近液压油箱101的基座29和T字杆24之间的T字杆24水平段上套有弹簧28，所述T字杆24竖直段上通过连接环25固接有一调节杆30，所述调节杆30穿过设置在测速箱102上的调节孔31，在远离液压油箱101的基座29上通过固定杆27固定有速度传感器26，所述速度传感器26正对次轴22。
进一步地，所述齿轮泵泵体2内连接的轴包括输出轴5和主动轴7，所述输出轴5上设有输出齿轮6，所述输出轴5一端通过轴承4连接在齿轮泵泵体2内壁上，另一端向外延伸同时穿过齿轮泵泵体2和液压油箱101箱壁，所述主动轴7上设有与输出齿轮6啮合的主动齿轮8，所述主动轴7两端均通过轴承4连接在齿轮泵泵体2内壁上。
进一步地，所述齿轮泵轴3与泵体输出轴5穿过箱体的部位均设有轴承4，其中，所述齿轮泵轴3与输出轴5穿过液压油箱101壁处的轴承4为密封轴承，所述输出轴5穿过齿轮泵泵体2处也设有密封轴承。
进一步地，所述伺服电机12通过电机连接杆14固定在齿轮泵泵体2外壁上，所述电刷18套接在齿轮泵轴3上并能随齿轮泵轴3转动，所述电刷18一侧设有给电刷18供电的电刷座19，所述电刷座19通过电刷连接杆20固定在测速箱102箱壁上。
进一步地，所述齿轮泵泵体2上还设有进油口9，所述进油口9与出油口10位于齿轮泵泵体2相对的两侧。
进一步地，所述液压油箱101箱壁上还设有注油口103和排油口104。
进一步地，所述液压油箱101内壁上还设有若干阻油檩15。
进一步地，所述主锥形轮16和次锥形轮17为磨砂表面。
实施例：对本发明的工作原理以及工作过程做进一步说明，首先对齿轮泵做个简单介绍，齿轮泵的基本形式是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。齿轮泵也叫正排量装置，即像一个缸筒内的活塞，当一个齿进入另一个齿的流体空间时，液体就被机械性地挤排出来，因为液体是不易被压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样液体就会被排出，由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在泵的出口提供了一个连续排出量，泵每转一转，排出的量是一样的，随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。
本发明在齿轮泵出油口10处加装导管11后又在导管11上加装了阀门13，伺服电机12和阀门13一体且通过电机连接杆14固定在齿轮泵泵体2上，齿轮泵轴3又和齿轮泵泵体2固接，所以齿轮泵轴3、齿轮泵泵体2、导管11、阀门13、伺服电机12和电机连接杆14为一个整体，在动力输入的时候整体旋转，主动轴7旋转带动主动齿轮8围绕着输出齿轮6旋转，在齿轮泵轴3带动齿轮泵泵体2不断旋转的过程中，从齿轮泵泵体2上的进油口9不断进油，并从出油口10上的导管11传到伺服电机12控制的阀门13一端，在伺服电机12的控制下，阀门13在敞开时，由于泵体旋转，所有吸入泵体的液压油全部被排出，泵体里不产生压力，所以带动不了静止的输出轴5旋转，当阀门13缓缓关闭时，由于齿轮泵吸入的油大于排出时，泵体里就会产生压力，从而带动输出轴5旋转，随着转速逐渐增大，阀门13彻底关闭时，由于吸入泵体的油无法排出，泵体里会产生很大的压力，主动齿轮8无法围绕输出齿轮6周围旋转，只能带动输出齿轮6旋转，在吸油后压力足够大时，几乎可以达到同步旋转。
阀门13的开合程度是通过伺服电机12通过导线21接收到速度传感器26测得次轴22的转速后传递的信号进行动作的，速度传感器26通过接收到次轴22的转速信号后，通过导线21传给电刷座19，电刷座19和电刷18接通，再通过导线21将信号传递给伺服电机12，伺服电机12通过转速信号来调节阀门13的开合程度，具体地，阀门13的开合程度是根据速度传感器26的速度信号来控制的，速度传感器26的速度信号是来源于次轴22上的转速，次轴22上的次锥形轮17和齿轮泵轴3上的主锥形轮16是相接触的，能得到齿轮泵轴3的转速，可以通过手动调节调节杆30运动来改变次锥形轮17和主锥形轮16的接触点，在同一齿轮泵轴3转速下，从而改变次轴22上的转速，在次锥形轮17和主锥形轮16接触由直径小端向直径大端移动时，次轴22转速逐渐增大，反之，次轴22转速逐渐减小，实现了作为动力输入的齿轮泵轴3转速不变时，通过调节主锥形轮16和次锥形轮17的接触点，改变次轴22转速，通过速度传感器26和导线21控制伺服电机12调节阀门13开合程度，以改变齿轮泵泵体2内的压力，从而改变输出齿轮5和主动齿轮8之间的运动关系和运动状态，以调节输出轴5上的转速，另外，在齿轮泵轴3转速改变的情况下，也同样可以通过调节主锥形轮16和次锥形轮17接触点，改变次轴22转速，通过速度传感器26和导线21控制伺服电机12调节阀门13开合程度，以改变齿轮泵泵体2内的压力，从而改变输出齿轮6和主动齿轮8之间的运动关系和运动状态，以调节输出轴5上的转速，实现了无论动力输入端转速多少，都可以通过测速装置以及主锥形轮16和次锥形轮17的接触点调节次轴22获得的转速，从而改变速度传感器26得到的速度信号，进一步改变输出轴5转速，从而改变了输出速度，可提高车辆在坎坷路段和积水路面上的通过性和陡峭路段的稳定性，减少对积水的飞溅，大大降低了积水进入发动机造成损失，在积水较深的地方，可以提高发动机转速以增大排气量，同时保持行车速度低，避免积水从排气管进入造成车辆损坏。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种液压无级变速器，其特征在于，包括箱体，所述箱体围成的空间包括液压油箱和测速箱，所述液压油箱内部设有齿轮泵，齿轮泵泵体上固接齿轮泵轴，所述齿轮泵轴穿过液压油箱壁进入测速箱后依次设有电刷和主锥形轮最后穿出测速箱，所述齿轮泵泵体内设有通过轴连接的相互啮合的一对齿轮，所述齿轮泵泵体出油口处通过导管连接一用伺服电机带动的阀门，所述测速箱箱壁上固定有测速装置，所述测速装置包括可与主锥形轮接触测速的次锥形轮和速度传感器，所述速度传感器通过导线连接电刷并穿过齿轮泵轴内设有的导线通道与伺服电机连接，所述导线还通过测速箱箱壁上的穿线孔穿出。
2.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征在于，所述测速装置还包括与次锥形轮连接的次轴，所述次轴上设有次轴套，所述次轴套上固接有T字杆，所述T字杆底部水平段两端活动套接在两固定在测速箱箱壁上的基座上，在靠近液压油箱的基座和T字杆之间的T字杆水平段上套有弹簧，所述T字杆竖直段上通过连接环固接有一调节杆，所述调节杆穿过设置在测速箱上的调节孔，在远离液压油箱的基座上通过固定杆固定有速度传感器，所述速度传感器正对次轴。
3.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征在于，所述齿轮泵泵体内连接的轴包括输出轴和主动轴，所述输出轴上设有输出齿轮，所述输出轴一端通过轴承连接在齿轮泵泵体内壁上，另一端向外延伸同时穿过齿轮泵泵体和液压油箱箱壁，所述主动轴上设有与输出齿轮啮合的主动齿轮，所述主动轴两端均通过轴承连接在齿轮泵泵体内壁上。
4.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征在于，所述齿轮泵轴与泵体输出轴穿过箱体的部位均设有轴承，其中，所述齿轮泵轴与输出轴穿过液压油箱壁处的轴承为密封轴承，所述输出轴穿过齿轮泵泵体处也设有密封轴承。
5.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征在于，所述伺服电机通过电机连接杆固定在齿轮泵泵体外壁上，所述电刷套接在齿轮泵轴上并能随齿轮泵轴转动，所述电刷一侧设有给电刷供电的电刷座，所述电刷座通过连接杆固定在测速箱箱壁上。
6.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征在于，所述齿轮泵泵体上还设有进油口，所述进油口与出油口位于齿轮泵泵体相对的两侧。
7.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征在于，所述液压油箱箱壁上还设有注油口和排油口。
8.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征在于，所述液压油箱内壁上还设有若干阻油檩。
9.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征在于，所述主锥形轮和次锥形轮为磨砂表面。
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