CN109114188A - 一种液压无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压无级变速器，包括变速箱体、输入轴、输入侧支撑轴承、输入侧定子、输入侧柱塞、输入侧转子、输入侧定子传动杆、输入侧调节机构、配流轴、输出轴、输出侧支撑轴承、输出侧定子、输出侧柱塞、输出侧转子、输出侧定子传动杆和输出侧调节机构。本发明提供的液压无级变速器，能够完成无级变速的同时，实现换向功能，同时输出转速可线性调节、输出转速可非线性调节。

Description

一种液压无级变速器

技术领域

本发明涉及变速器领域，尤其涉及一种液压无级变速器。

背景技术

在实际的生产生活中，各种载荷通常都不为定值，会随着不同的参数变化而变化，此时若是使用恒定输出的原动机带动，则要么会出现大马拉小车，消耗更多的能量；或者小马拉大车，降低了效率，甚至无法完成要求的工作。但对于原动机来讲，若是改变其输出转速，则必然会引起效率的大幅度下降，因此在实际生活中，一般都采用恒定输出原动机搭配变速器来实现调速与输出功能。

最常用的变速器为齿轮变速器，但其只能满足几个预先设定的传动比，无法满足无级调速的要求。而且在实际工况中，我们不仅需要实现无级调速，而且有时需要实现换向功能，同时保持一个较高的效率，而传统的无级变速器很难同时满足上述要求。

液压传动具有其它传动方式所没有的独特的优点,它运动惯性小,动作灵敏,制动迅速,运动平稳,易于实现无级调速,可以获得很大的调速比,而且在大功率、高承载场合易于实现自动化及控制。这些别的传动系统很难达到的特点,使液压传动技术一直让各国科学工作者和工程技术人员致力于此方面的研究,上世纪60年代后,原子能技术、空间技术、计算机技术的发展进一步推动了液压技术的发展,使它成为包括传动控制和检测在内的一门完整的自动化技术,在国民经济的各方面都得到了应用。

液压传动技术独特的优点使其在各种机械装置中得到广泛的应用,而作为最能体现液压传动技术独特特点的液压变速器也必然会得到广泛使用,如汽车、工程机械、金属切削机床、机器人等。但传统的液压变速器传动一般采用分体式结构,液压泵、液压马达、阀及液压管路等液压元件分立,结构庞大,布置复杂,可靠性差。随着液压气动行业发展方向向集成化、小型化、机电一体化、节能、高效、多样化转变,近几年也发展起来很多此类产品,如将液压泵液压马达与控制阀构成一体化的液压无级变速器,其机构紧凑,体积小,重量轻,布局灵活,操作使用方便,简化了传动装置的结构,改善了各种装备的质量,因此得到了广泛的认可和应用,在国外已广泛用于汽车、农林业机械、环保机械、矿山机械、工业机器人驱动系统、太空探测机械等领域。

但是，目前市面上的液压无级变速器，无法实现换向功能，同时也无法同时实现输出转速的线性调节和输出转速的非线性调节。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供一种能够完成无级变速的同时，实现换向功能，同时输出转速可线性调节、输出转速可非线性调节的液压无级变速器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种液压无级变速器，包括变速箱体、输入轴、输入侧支撑轴承、输入侧定子、输入侧柱塞、输入侧转子、输入侧定子传动杆、输入侧调节机构、配流轴、输出轴、输出侧支撑轴承、输出侧定子、输出侧柱塞、输出侧转子、输出侧定子传动杆和输出侧调节机构，所述输入轴通过输入侧支撑轴承固定在变速箱体的输入侧，所述输出轴通过输出侧支撑轴承固定在变速箱体的输出侧，所述输入侧转子与所述输入轴连接，所述输出侧转子与所述输出轴连接，所述配流轴固定在所述变速箱体上，所述配流轴位于所述输入侧转子和所述输出侧转子之间，所述输入侧定子套设在所述输入侧转子外，所述输入侧柱塞位于所述输入侧转子与所述输入侧定子之间；所述输出侧定子套设在所述输入侧转子外，所述输出侧柱塞位于所述输出侧转子与输出侧定子之间；所述输入侧调节机构固定在所述变速箱体的输入侧，所述输入侧定子传动杆的一端与所述输入侧定子连接，另一端与所述输入侧调节机构连接，所述输入侧调节机构用于驱动所述输入侧定子传动杆，带动所述输入侧定子相对所述输入侧转子的位置偏移，以调节所述输入侧定子与所述配流轴的偏心距；所述输出侧调节机构固定在所述变速箱体的输出侧，所述输出侧定子传动杆的一端与所述输出侧定子连接，另一端与所述输出侧调节机构连接，所述输出侧调节机构用于驱动所述输出侧定子传动杆，带动所述输出侧定子相对所述输出侧转子的位置偏移，以调节所述输出侧定子与所述配流轴的偏心距。

一些实施例中，所述输入侧调节机构和所述输出侧调节机构均为液压缸，所述变速箱体上设置有集成阀，所述集成阀用于控制所述输入侧调节机构和所述输出侧调节机构。

一些实施例中，所述变速箱体的输入侧设置有输入侧端盖，所述变速箱体的输出侧设置有输出侧端盖，所述输入侧支撑轴承固定在所述输入侧端盖上，所述输出侧支承轴承固定在所述输出侧端盖上。

一些实施例中，所述输入轴位于所述变速箱体内的一端设置有输入侧半联轴器，所述输入侧半联轴器与所述输入侧转子之间设置有输入侧十字滑块，所述输入轴带动所述输入侧半联轴器动作，所述输入侧半联轴器通过所述输入侧十字滑块带动所述输入侧转子动作；所述输出轴位于所述变速箱体内的一端设置有输出侧半联轴器，所述输出侧半联轴器与所述输出侧转子之间设置有输出侧十字滑块，所述输出轴带动所述输出侧半联轴器动作，所述输出侧半联轴器通过所述输出侧十字滑块带动所述输出侧转子动作。

一些实施例中，包括补油泵，所述补油泵包括补油泵盖、补油齿轮、支撑环和补油齿轮轴，所述补油泵盖固定在所述输入侧端盖上，所述补油齿轮和所述补油齿轮轴设置在所述补油泵盖与所述输入侧端盖之间，所述补油齿轮套设在所述输入轴上，所述补油齿轮轴通过所述支撑环设置在所述输入侧端盖外侧。

一些实施例中，所述变速箱体内设置有输入侧固定圈和输出侧固定圈，所述输入侧固定圈用于对所述输入侧定子进行轴向定位，所述输出侧固定圈用于对所述输出侧定子进行轴向定位。

一些实施例中，所述输入侧柱塞与所述输入侧定子之间设置有输入侧滑靴，所述输出侧柱塞与所述输出侧定子之间设置有输出侧滑靴；所述输入侧滑靴的一端与所述输入侧柱塞连接，另一端与输入侧定子之间构成静压支撑；所述输出侧滑靴的一端与所述输出侧柱塞连接，另一端与所述输出侧定子之间构成静压支撑；所述输入侧滑靴与所述输入侧柱塞连接的一端呈球形，所述输出侧滑靴与所述输出侧柱塞连接的一端呈球形。

一些实施例中，所述变速箱体上设置有吊装肋板，所述吊装肋板上设置有吊装孔。

一些实施例中，所述输入侧滑靴和输入侧柱塞的轴向设置有输入侧引油孔，所述输入侧滑靴上设置有输入侧环形凸起，所述输入侧引油孔位于所述输入侧滑靴的一端开口开设在所述输入侧环形凸起内部；所述输出侧滑靴和输出侧柱塞的轴向设置有输出侧引油孔，所述输出侧滑靴上设置有输出侧环形凸起，所述输入侧引油孔位于所述输出侧滑靴的一端开口开设在所述输出侧环形凸起内部。

一些实施例中，所述配流轴的输入侧与所述输入侧转子形成静压支撑，所述配流轴的输出侧与所述输出侧转子形成静压支撑；所述配流轴包括两个油腔，两个油腔均设置有补油口。

本发明的有益效果在于：本发明提供的液压无级变速器，通过输入侧定子传动杆调节输入侧定子的位置，进而调节输入侧定子与配流轴之间的偏心距；通过输出侧定子传动杆调节输出侧定子的位置，进而调节输出侧定子与配流轴之间的偏心距；实现了液压无级变速器的无级调速功能。另外，在输入侧设置了输入侧定子传动杆的同时，在输出侧也设置了输出侧定子传动杆，通过输入侧调节机构驱动输入侧定子传动杆、通过输出侧调节机构驱动输出侧定子传动杆，能够实现液压无级变速器的换向功能；同时，输入侧和输出侧的转速均可单独实现调节，输出转速可实现线性调节，输出转速可实现非线性调节。

附图说明

图1是本发明一个实施例中，液压无级变速器整体结构的一个方向的侧面示意图。

图2是图1中A-A方向的截面示意图。

图3是本发明一个实施例中，液压无级变速器的传动系统组成的侧面视图。

图4是图3中A-A方向的截面示意图。

图5是本发明一个实施例中，液压无级变速器的整体结构立体图。

图6是本发明一个实施例中，补油泵结构示意图。

图7是本发明一个实施例中，液压无级变速器原理图。

图8是本发明一个实施例中，集成阀系统工作原理图。

图9是本发明一个实施例中，液压无级变速器另一个方向的侧面视图。

附图标记：

变速箱体10；输入侧固定圈11；输出侧固定圈12；吊装肋板13；吊装孔14；输入轴20；输入侧支撑轴承21；输入侧定子22；输入侧柱塞23；输入侧转子24；输入侧定子传动杆25；输入侧调节机构26；输入侧端盖27；输入侧半联轴器28；输入侧十字滑块29；配流轴30；输出轴40；输出侧支撑轴承41；输出侧定子42；输出侧调节机构46；输出侧端盖47；输出侧半联轴器48；输出侧十字滑块49；集成阀50；补油泵60；补油泵盖61；补油齿轮62；支撑环63；补油齿轮轴64；输入侧滑靴71；油箱80；安全溢流阀81；液控阀82；双作用液压缸83；补油泵接口84；油箱接口85；补油口86；集成阀接口87。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图1至9详细说明一下本发明提供的液压无级变速器。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的一个实施例中，提供了一种液压无级变速器，包括变速箱体10、输入轴20、输入侧支撑轴承21、输入侧定子22、输入侧柱塞23、输入侧转子24、输入侧定子传动杆25、输入侧调节机构26、配流轴30、输出轴40、输出侧支撑轴承41、输出侧定子42、输出侧柱塞、输出侧转子、输出侧定子传动杆和输出侧调节机构46，所述输入轴20通过输入侧支撑轴承21固定在变速箱体10的输入侧，所述输出轴40通过输出侧支撑轴承41固定在变速箱体10的输出侧，所述输入侧转子24与所述输入轴20连接，所述输出侧转子与所述输出轴40连接，所述配流轴30固定在所述变速箱体10上，所述配流轴30位于所述输入侧转子24和所述输出侧转子之间，所述输入侧定子22套设在所述输入侧转子24外，所述输入侧柱塞23位于所述输入侧转子24与所述输入侧定子22之间；所述输出侧定子42套设在所述输入侧转子24外，所述输出侧柱塞位于所述输出侧转子与输出侧定子42之间；所述输入侧调节机构26固定在所述变速箱体10的输入侧，所述输入侧定子传动杆25的一端与所述输入侧定子22连接，另一端与所述输入侧调节机构26连接，所述输入侧调节机构26用于驱动所述输入侧定子传动杆25，带动所述输入侧定子22相对所述输入侧转子24的位置偏移，以调节所述输入侧定子22与所述配流轴30的偏心距；所述输出侧调节机构46固定在所述变速箱体10的输出侧，所述输出侧定子传动杆的一端与所述输出侧定子42连接，另一端与所述输出侧调节机构46连接，所述输出侧调节机构46用于驱动所述输出侧定子传动杆，带动所述输出侧定子42相对所述输出侧转子的位置偏移，以调节所述输出侧定子42与所述配流轴30的偏心距。

如图5所示，变速箱体10为整个液压无级变速器的装载平台，用来支撑整个液压无级变速器的其他各部分结构的工作。一些实施例中，为了方便整个液压无级变速器的组装和保证液压无级变速器的结构连接可靠性，变速箱体10分为上下两部分结构。更具体的，上下部分的变速箱体10，构成腔体，对内部的各轴系部件进行定位和固定；此外，变速箱体10的上部分顶部为预设集成阀50的位置，同时在变速箱体10的上部分外表面设置有吊装筋板和吊孔。变速箱体10的下部分可以接受必要的卸荷油，同时可以作为补油泵60的油液来源，在此可以构成液压调控装置的回油油箱80，起到了节约油液的作用。另外，下部分为液压无级变速器的固定安装平台；如图5所示，下部分的固定安装平台上设置有定位销孔，通过螺栓来对固定安装平台进行安装和定位，以将液压无级变速器固定在使用位置。

如图5所示，一个实施例中，为了方便液压无级变速器的安装和固定，在变速箱体10上设置有吊装肋板13，吊装肋板13上设置有吊装孔14。如图5所示，一般情况下，为保证液压无级变速器的安装稳定性，吊装肋板13一般为对称设置的两个；每个吊装肋板13上均设置有吊装孔14。

如图3和图4所示，本发明一个实施例中，输入轴20通过输入侧支撑轴承21固定在变速箱体10的输入侧，输出轴40通过输出侧支撑轴承41固定在变速箱体10的输出侧。输入侧支撑轴承21将输入轴20安装在变速箱体10上，对输入轴20进行径向定位，并且输入轴20可围绕轴向相对于输入侧支撑轴承轴转动；输出侧支撑轴承41将输出轴40安装在变速箱体10上，对输出轴40进行径向定位，并且输出轴40可围绕轴向相对于输出侧支撑轴承41转动。

一个实施例中，如图2所示，变速箱体10的输入侧设置有输入侧端盖27，变速箱体10的输出侧设置有输出侧端盖47，输入侧支撑轴承21固定在输入侧端盖27上，输出侧支撑轴承41固定在输出侧端盖47上。输入侧端盖27在实现密封作用的同时，通过固定输入侧支撑轴承21，对输入轴20起到固定和轴向定位的作用；输出侧端盖47在实现密封作用的同时，通过固定输出侧支撑轴承41，对输出轴40起到固定和轴向定位的作用。

一个优选实施例中，输入侧端盖27通过螺钉连接的方式与变速箱体10固定连接，输出侧端盖47通过螺钉连接的方式与变速箱体10固定连接。同时，在具体实施例中，为了提高输入侧端盖27与变速箱体10的密封性能，可以在安装螺钉的位置设置垫片等密封结构，一方面提高螺钉的固定效果，一方面提高输入侧端盖27与变速箱体10的密封性能。

此外，输入侧端盖27不仅起着对输入轴20的固定和轴向定位作用，还与补油泵盖61、补油齿轮62、支撑环63和补油齿轮轴64一起构成补油泵60，起到维持内部油压的作用。

在本发明的实施例中，输入轴20用于与液压无级变速器使用环境中的输入侧装置机械连接，输出轴40用于与液压无级变速器使用环境中的输出侧装置机械连接。

在本发明的一个实施例中，输入侧转子24与输入轴20连接，输入轴20的转动，带动输入侧转子24转动，以实现传动作用；输出侧转子与输出轴40连接，输出轴40的转动，带动输出侧转子转动，以实现传动作用。

如图2所示，配流轴30固定在变速箱体10上，位于输入侧转子24和输出侧转子之间。配流轴30为本发明的关键结构之一，在现有技术中的液压无级变速器中使用也较为普遍；配流轴30的存在，实现输入侧转子24和输出侧转子之间的传动，并且通过内部油压的作用，结合输入侧定子22和输出侧定子42的偏移，实现无级调节的同时，调节输出侧转子的转速和转向。

更具体的，如图4所示，一个实施例中，所述配流轴30的输入侧与所述输入侧转子24形成静压支撑，所述配流轴30的输出侧与所述输出侧转子形成静压支撑；所述配流轴30包括两个油腔，两个油腔均设置有补油口86。

配流轴30将工作油腔分为了两个腔体，受转动方向以及输入侧定子22和输出侧定子42偏移量的影响，两个油腔内部油压一高一低，高压油液从输入侧流向输出侧，低压油相反。通过内部油液的流动，实现输入侧和输出侧转速的调节和方向调节。

如图4所示，一个实施例中，所述输入侧定子22套设在所述输入侧转子24外，所述输出侧柱塞位于所述输出侧转子与输出侧定子42之间；所述输出侧定子42套设在所述输入侧转子24外，所述输出侧柱塞位于所述输出侧转子与输出侧定子42之间；所述输入侧调节机构26固定在所述变速箱体10的输入侧，所述输入侧定子传动杆25的一端与所述输入侧定子22连接，另一端与所述输入侧调节机构26连接，所述输入侧调节机构26用于驱动所述输入侧定子传动杆25，带动所述输入侧定子22相对所述输入侧转子24的位置偏移，以调节所述输入侧定子22与所述配流轴30的偏心距；所述输出侧调节机构46固定在所述变速箱体10的输出侧，所述输出侧定子传动杆的一端与所述输出侧定子42连接，另一端与所述输出侧调节机构46连接，所述输出侧调节机构46用于驱动所述输出侧定子传动杆，带动所述输出侧定子42相对所述输出侧转子的位置偏移，以调节所述输出侧定子42与所述配流轴30的偏心距。

通过输入侧定子传动杆25调节输入侧定子22的位置，进而调节输入侧定子22与配流轴30之间的偏心距；通过输出侧定子传动杆调节输出侧定子42的位置，进而调节输出侧定子42与配流轴30之间的偏心距；实现了液压无级变速器的无级调速功能。另外，在输入侧设置了输入侧定子传动杆25的同时，在输出侧也设置了输出侧定子传动杆，通过输入侧调节机构26驱动输入侧定子传动杆25、通过输出侧调节机构46驱动输出侧定子传动杆，能够实现液压无级变速器的换向功能；同时，输入侧和输出侧的转速均可单独实现调节，输出转速可实现线性调节，输出转速可实现非线性调节。

如图5所示，输入侧调节机构26和输出侧调节机构46均为液压缸，变速箱体10上设置有集成阀50，集成阀50用于控制输入侧调节机构26和输出侧调节机构46。

在本发明的一个实施例中，集成阀50不仅控制输入侧调节机构26和输出侧调节机构46，还负责补油管路的控制。采用集成阀50系统既节省了体积，提高了安装效率，并且能够有效减少泄漏的影响。

输入侧调节机构26和输出侧调节机构46可以在集成阀50的控制下，实现无级调速功能。与传动的机械式调节机构相比，工作状态更加稳定，控制精度更高。

如图2和图3所示，本发明一个实施例中，所述输入轴20位于所述变速箱体10内的一端设置有输入侧半联轴器28，所述输入侧半联轴器28与所述输入侧转子24之间设置有输入侧十字滑块29，所述输入轴20带动所述输入侧半联轴器28动作，所述输入侧半联轴器28通过所述输入侧十字滑块29带动所述输入侧转子24动作；所述输出轴40位于所述变速箱体10内的一端设置有输出侧半联轴器48，所述输出侧半联轴器48与所述输出侧转子之间设置有输出侧十字滑块49，所述输出轴40带动所述输出侧半联轴器48动作，所述输出侧半联轴器48通过所述输出侧十字滑块49带动所述输出侧转子动作。输入轴20与输入侧转子24之间通过输入侧十字滑块29连接，输出轴40与输出侧转子之间通过输出侧十字滑块49连接，可在由于机械误差引起非同轴传动的情况时，实现等速度传动。

如图6所示，本发明一个实施例中，液压无级变速器包括补油泵60，所述补油泵60包括补油泵盖61、补油齿轮62、支撑环63和补油齿轮轴64，所述补油泵盖61固定在所述输入侧端盖27上，所述补油齿轮62和所述补油齿轮轴64设置在所述补油泵盖61与所述输入侧端盖27之间，所述补油齿轮62套设在所述输入轴20上，所述补油齿轮轴64通过所述支撑环63设置在所述输入侧端盖27外侧。

在现有技术中的一些实施例中，补油齿轮62也通过对应的另一支撑环设置在输入侧端盖27的外侧；一方面用来固定齿轮，另一方面为齿轮的转动提供支撑和空间。

如图2所示，本发明一个实施例中，所述变速箱体10内设置有输入侧固定圈11和输出侧固定圈12，所述输入侧固定圈11用于对所述输入侧定子22进行轴向定位，所述输出侧固定圈12用于对所述输出侧定子42进行轴向定位。

输入侧固定圈11负责对输入侧定子22起轴向定位作用，防止输入侧定子22脱落，但在保证输入侧定子22偏移实现偏心控制的同时，缝隙不宜过大，防止影响无级变速的调节。输出侧固定圈12负责对输出侧定子42起轴向定位作用，防止输出侧定子42脱落，但在保证输出侧定子42偏移实现偏心控制的同时，缝隙不宜过大，防止影响无级变速的调节。

本发明一个实施例中，如图4所示，所述输入侧柱塞23与所述输入侧定子22之间设置有输入侧滑靴71，所述输出侧柱塞与所述输出侧定子42之间设置有输出侧滑靴；所述输入侧滑靴71的一端与所述输入侧柱塞23连接，另一端与输入侧定子22之间构成静压支撑；所述输出侧滑靴的一端与所述输出侧柱塞连接，另一端与所述输出侧定子42之间构成静压支撑；所述输入侧滑靴71与所述输入侧柱塞23连接的一端呈球形，所述输出侧滑靴与所述输出侧柱塞连接的一端呈球形。在该实施例中，仅示出了输入侧定子22和输入侧转子24的结构组合，输出侧定子42与输出侧转子的结构组合与输出侧相同，未单独示出。

静压支撑的设置，避免直接的机械式接触，有效的减小了转动时的摩擦力。

本发明的一个实施例中，所述输入侧滑靴71和输入侧柱塞23的轴向设置有输入侧引油孔，所述输入侧滑靴71上设置有输入侧环形凸起，所述输入侧引油孔位于所述输入侧滑靴71的一端开口开设在所述输入侧环形凸起内部；所述输出侧滑靴和输出侧柱塞的轴向设置有输出侧引油孔，所述输出侧滑靴上设置有输出侧环形凸起，所述输入侧引油孔位于所述输出侧滑靴的一端开口开设在所述输出侧环形凸起内部。输入侧环形凸起和输出侧环形凸起的设置，可以减少泄油量，增加系统效率，保证内部工作油压稳定。

本发明的另一个实施例中，所述配流轴30的输入侧与所述输入侧转子24形成静压支撑，所述配流轴30的输出侧与所述输出侧转子形成静压支撑；所述配流轴30包括两个油腔，两个油腔均设置有补油口86。

本发明的实施例中，输入侧定子22为调速结构，通过调节输入侧定子22与配流轴30的偏心距，由输入侧转子24带动输入侧柱塞23旋转，利用输入侧滑靴71与旋转时的离心力使输入侧柱塞23完成活塞运动，形成输入侧的液压泵结构。同时，输出侧定子42为调速结构，通过调节输出侧定子42与配流轴30的偏心距，输出侧柱塞随着输出侧转子旋转，利用输出侧滑靴与旋转时的离心力使输出侧柱塞完成活塞运动，形成输出侧的马达结构。

本发明的液压无级变速器基于液压原理，运动惯性小，动作灵敏，制动迅速，运动平稳，并且可以获得很大的调速比；而且本发明在使用液压系统时，抛弃了原有的管路式结构，采用一体式结构，大大减少了液压系统的泄漏和摩擦阻力造成的影响。

在本发明中，变速箱体10采用高轻度铝合金材料7A09，并且通过一定的结构设计和加工工艺，保证了强度、刚度和稳定性；此外，通过大量的轻量化设计，极大的降低了变速箱体10的质量。

本发明的一个实施例中，在输入侧设置补油泵60，保证了工作腔内的油压稳定，提高了系统的调速精度。

在上述实施例中，配流轴30在满足两个油腔分离的同时，与输入侧转子24和输出侧转子均采用静压支撑方案，不仅能够有效减少摩擦力，还能够提高系统的有效工作寿命。

在本发明的一些实施例中，输入侧调节机构26与输入侧定子传动杆25通过螺纹连接，输出侧调节机构46与输出侧定子传动杆也通过螺纹连接；同时，输入侧定子传动杆25与输入侧定子22之间也通过螺纹连接，输出侧定子传动杆和输出侧定子42之前也通过螺纹连接。

在本发明中，转子转动一周柱塞的行程为二倍偏心距，而偏心距直接影响对应的泵和马达的容积；因此，本发明的工作机理便是通过调节定子的位置来控制泵和马达的容积，达到调节变速比的目的。

配流轴30中部通过定位台阶固定在变速箱体10上，内部分为上下两个互不相同的油腔，油腔两端有与输入侧转子24和输出侧转子内部孔相同的油槽，可以完成输入侧柱塞23和输出侧柱塞的吸油和排油。在油槽两侧，各有一道细槽，通过细孔与内部压力油相通，可通过泄漏出的微量压力油使配流轴30与输入侧转子24和输出侧转子形成静压支撑，大大减小转动时的摩擦力，提高使用寿命。

本发明中，如图1至图4所示，输入侧定子22和输出侧定子42的外轮廓为圆形，而变速箱体10内部的轮廓两侧为半圆，控制了输入侧定子22和输出侧定子42的调节范围。

本发明的上述实施例中，一侧为泵结构，一侧为马达结构，当两侧的定子偏移方向相同时，转向相反；两侧的定子偏移方向相反时，转向相同。通过调节输入侧定子22的偏移量，可以线性调节输出转速；通过调节输出侧定子42的偏移量，可以非线性的调节输出转速。

如图9所示，为本发明一个实施例中，液压无级变速器的侧面结构示意图；在输入侧设置有补油泵接口84，变速箱体10上设置有油箱接口85，集成阀50上设置有集成阀接口87。

如图7和图8所示，本发明提供的液压无级变速器的工作原理示意图，前端为输入侧，起液压泵的作用；后端为输出侧，起液压马达的作用。在输入轴20顺时针方向旋转且输出轴40同方向转动的情况下，输入侧定子22和输出侧定子42的偏心方向相反。由于输入侧转子24的旋转带动和输入侧定子22的限位作用和输入侧柱塞23本身的离心力，使得输入侧柱塞23在输入侧转子24的径向孔中进行连续的往复运动，其中上部对油做功，产生高油压，油液通过配流轴30的内部通道流向输出侧。此时，在高压油的带动下，液压马达开始转动，由于输出侧定子42偏心方向与输入侧定子22的偏心方向相反，故输出轴40的转动方向与输入轴20的转动方向相同。下侧为低压油，由输出侧流向输入侧。

油箱80中的油经过补油泵60加压后，在安全溢流阀81的保障下，分为两条管路，每条管路依次设置有前置液控阀82、配流轴30通路、后置液控阀82，之后两条管路相通，并作为双作用液压缸83的驱动力。每条管路上的液控阀82控制油来自配流轴30中对应的油腔，并将液控阀82阈值设置为介于高压油和低压油的压力之间，这样能保证补油泵60完成高压补油，使系统油压稳定。一些实施例中，使用O型中位机能电液阀进行控制，可保证长期工作时的输出转速稳定，且高压油无直接回油通路，保证了系统的高工作效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种液压无级变速器，其特征在于，包括变速箱体、输入轴、输入侧支撑轴承、输入侧定子、输入侧柱塞、输入侧转子、输入侧定子传动杆、输入侧调节机构、配流轴、输出轴、输出侧支撑轴承、输出侧定子、输出侧柱塞、输出侧转子、输出侧定子传动杆和输出侧调节机构，所述输入轴通过输入侧支撑轴承固定在变速箱体的输入侧，所述输出轴通过输出侧支撑轴承固定在变速箱体的输出侧，所述输入侧转子与所述输入轴连接，所述输出侧转子与所述输出轴连接，所述配流轴固定在所述变速箱体上，所述配流轴位于所述输入侧转子和所述输出侧转子之间，所述输入侧定子套设在所述输入侧转子外，所述输入侧柱塞位于所述输入侧转子与所述输入侧定子之间；所述输出侧定子套设在所述输入侧转子外，所述输出侧柱塞位于所述输出侧转子与输出侧定子之间；所述输入侧调节机构固定在所述变速箱体的输入侧，所述输入侧定子传动杆的一端与所述输入侧定子连接，另一端与所述输入侧调节机构连接，所述输入侧调节机构用于驱动所述输入侧定子传动杆，带动所述输入侧定子相对所述输入侧转子的位置偏移，以调节所述输入侧定子与所述配流轴的偏心距；所述输出侧调节机构固定在所述变速箱体的输出侧，所述输出侧定子传动杆的一端与所述输出侧定子连接，另一端与所述输出侧调节机构连接，所述输出侧调节机构用于驱动所述输出侧定子传动杆，带动所述输出侧定子相对所述输出侧转子的位置偏移，以调节所述输出侧定子与所述配流轴的偏心距。

2.根据权利要求1所述的液压无级变速器，其特征在于，所述输入侧调节机构和所述输出侧调节机构均为液压缸，所述变速箱体上设置有集成阀，所述集成阀用于控制所述输入侧调节机构和所述输出侧调节机构。

3.根据权利要求1所述的液压无级变速器，其特征在于，所述变速箱体的输入侧设置有输入侧端盖，所述变速箱体的输出侧设置有输出侧端盖，所述输入侧支撑轴承固定在所述输入侧端盖上，所述输出侧支承轴承固定在所述输出侧端盖上。

4.根据权利要求1所述的液压无级变速器，其特征在于，所述输入轴位于所述变速箱体内的一端设置有输入侧半联轴器，所述输入侧半联轴器与所述输入侧转子之间设置有输入侧十字滑块，所述输入轴带动所述输入侧半联轴器动作，所述输入侧半联轴器通过所述输入侧十字滑块带动所述输入侧转子动作；所述输出轴位于所述变速箱体内的一端设置有输出侧半联轴器，所述输出侧半联轴器与所述输出侧转子之间设置有输出侧十字滑块，所述输出轴带动所述输出侧半联轴器动作，所述输出侧半联轴器通过所述输出侧十字滑块带动所述输出侧转子动作。

5.根据权利要求3所述的液压无级变速器，其特征在于，包括补油泵，所述补油泵包括补油泵盖、补油齿轮、支撑环和补油齿轮轴，所述补油泵盖固定在所述输入侧端盖上，所述补油齿轮和所述补油齿轮轴设置在所述补油泵盖与所述输入侧端盖之间，所述补油齿轮套设在所述输入轴上，所述补油齿轮轴通过所述支撑环设置在所述输入侧端盖外侧。

6.根据权利要求1所述的液压无级变速器，其特征在于，所述变速箱体内设置有输入侧固定圈和输出侧固定圈，所述输入侧固定圈用于对所述输入侧定子进行轴向定位，所述输出侧固定圈用于对所述输出侧定子进行轴向定位。

7.根据权利要求1所述的液压无级变速器，其特征在于，所述输入侧柱塞与所述输入侧定子之间设置有输入侧滑靴，所述输出侧柱塞与所述输出侧定子之间设置有输出侧滑靴；所述输入侧滑靴的一端与所述输入侧柱塞连接，另一端与输入侧定子之间构成静压支撑；所述输出侧滑靴的一端与所述输出侧柱塞连接，另一端与所述输出侧定子之间构成静压支撑；所述输入侧滑靴与所述输入侧柱塞连接的一端呈球形，所述输出侧滑靴与所述输出侧柱塞连接的一端呈球形。

8.根据权利要求1所述的液压无级变速器，其特征在于，所述变速箱体上设置有吊装肋板，所述吊装肋板上设置有吊装孔。

9.根据权利要求7所述的液压无级变速器，其特征在于，所述输入侧滑靴和输入侧柱塞的轴向设置有输入侧引油孔，所述输入侧滑靴上设置有输入侧环形凸起，所述输入侧引油孔位于所述输入侧滑靴的一端开口开设在所述输入侧环形凸起内部；所述输出侧滑靴和输出侧柱塞的轴向设置有输出侧引油孔，所述输出侧滑靴上设置有输出侧环形凸起，所述输入侧引油孔位于所述输出侧滑靴的一端开口开设在所述输出侧环形凸起内部。

10.根据权利要求1所述的液压无级变速器，其特征在于，所述配流轴的输入侧与所述输入侧转子形成静压支撑，所述配流轴的输出侧与所述输出侧转子形成静压支撑；所述配流轴包括两个油腔，两个油腔均设置有补油口。