CN113280055A - 液压变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压变速器，包括壳体，该壳体内部固定设置有导流件，且在该壳体内部充有油液；输入轴，包括位于壳体外侧的第一输入段，和位于壳体内部的第二输入段，第二输入段的外周圆周均布有多个叶片；输出轴，与所述输入轴同心不同轴设置，该输出轴包括位于壳体外侧的第一输出段和位于壳体内部的第二输出段，第二输出段的外周固定套设有离心叶轮；壳体内部形成离心腔，位于该离心腔内的油液沿离心叶轮的径向方向双向流动；叶片通过安装座安装在输入轴上，多个安装座与一角度调节机构连接，该角度调节机构可以带动安装座围绕其自身轴线转动。本发明可以通过改变叶片的角度，来改变输出轴的转向以及转速，实现变速器的无极调速。

Description

液压变速器

技术领域

本发明涉及变速器技术领域，具体涉及一种液压变速器。

背景技术

电动汽车由于传动变速箱过于笨重，故而大都放弃变速箱，采用单级变速，只能通过高转速来实现高动力输出。但电动机低速大扭矩的特点未得到充分使用，高速高能耗的特点始终未优化，两者没有得到很好的平衡，从而造成部分能源的浪费。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种液压变速器，其可以通过调节输入轴上的叶片的安装角度，以液压流体为动力传递载体，实现传动效果。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种液压变速器，包括壳体，该壳体内部固定设置有导流件，且在该壳体内部充有油液；输入轴，该输入轴包括位于所述壳体外侧的第一输入段，和位于所述壳体内部的第二输入段，所述第一输入段用于与第一电机的输入轴连接，所述第二输入段的外周圆周均布有多个叶片，相邻两个所述叶片之间形成叶片通道；输出轴，与所述输入轴同心不同轴设置，该输出轴包括位于所述壳体外侧的第一输出段和位于所述壳体内部的第二输出段，所述第二输出段的外周固定套设有离心叶轮；所述壳体内部形成离心腔，所述离心叶轮与所述叶片将所述离心腔分隔为相互连通的内油液腔和外油液腔，所述内油液腔由所述离心叶轮与所述叶片围合形成的空间限定，位于该离心腔内的油液沿所述离心叶轮的径向方向双向流动，所述导流件位于所述内油液腔内，且所述导流件的内周靠近所述叶片的外缘，所述导流件的外周靠近所述离心叶轮的外圈；所述叶片通过安装座安装在所述输入轴上，多个所述安装座与一角度调节机构连接，该角度调节机构可以带动所述安装座围绕其自身轴线转动。

本发明中，输入轴转动，可以带动叶片转动，使得壳体内的油液发生流动，而角度调节机构可以用于带动安装座围绕其自身轴线转动，以改变叶片自身的角度，进而改变叶片施加在油液上的作用力方向。当叶片施加在油液上作用力使得外油液腔的油液经叶片通道流入内油液腔时，油液沿离心叶轮的径向方向从内油液腔流出至外油液腔，油液会推动离心叶轮正向转动，进而带动输出轴正向转动；当叶片施加在油液上作用力使得内油液腔内的油液经叶片通道流出至外油液腔时，油液沿离心叶轮的径向方向从外油液腔流入至内油液腔，油液会推动离心叶轮反向转动，进而带动输出轴反向转动；此外，叶片的角度会影响叶片对油液施加的作用力的大小，进而改变油液的流动速度，最终使得离心叶轮的转速可调。由此可见，本发明可以通过改变叶片的角度，来改变输出轴的转向以及转速，实现变速器的无极调速。

优选地，所述角度调节机构包括多个转动件，多个所述转动件与多个所述安装座一一对应，且该转动件的顶部与相应的所述安装座的底部固定连接，所述转动件的底部偏离其轴线方向设置有拨块；在所述输入轴位于所述壳体内部的一端的端部开设有安装槽，该安装槽内设置有滑杆，该滑杆的第一端设置有周向布置的滑槽，该滑槽的宽度与所述拨块的外周尺寸适配，多个所述拨块活动插接在该滑槽内，所述滑杆的第二端与一驱动机构连接，该驱动机构能带动所述滑杆沿其长度方向作往复直线运动；所述输入轴上设置有与所述转动件适配的安装孔，该安装孔与所述安装槽连通，所述转动件可转动地安装在所述安装孔内。当驱动机构带动滑杆作直线运动时，拨块会在滑槽的带动下相对于转动件的轴线转动，进而实现叶片的角度调节，而各叶片对应的拨块均活动连接在同一个滑槽内，则各个叶片可以同步转动。

优选地，所述驱动机构包括设置在所述壳体外侧的第二电机，该第二电机的输出轴连接有蜗杆，所述滑杆的第二端伸出所述壳体且在该滑杆的第二端设置有与所述蜗杆适配的齿条。

优选地，当所述拨块轴线与所述转动件的轴线的连线垂直于所述滑杆的长度方向时，所述叶片位于零速位置，此时，所述叶片对所述油液施加的作用力在所述输入轴的轴线方向上的分力为零；所述叶片能在所述角度调节机构的作用下相对于其零速位置正转或反转，在所述叶片正转时，所述油液从所述外油液腔经所述叶片通道向所述内油液腔流动；在所述叶片反转时，所述油液从所述内油液腔经所述叶片通道向所述外油液腔流动。当叶片位于零速位置时，内油液腔与外油液腔的油液不发生相对流动，离心叶轮保持静止状态，则在输入轴转动时，输出轴输出转速为零，可以实现第一电机保持低速运转而车辆停止，避免能耗浪费。

优选地，所述叶片的转动角度为-60°～60°。

优选地，所述导流件与所述壳体一体铸造成型。

优选地，所述离心叶轮为多翼式离心叶轮。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例的液压变速器的结构示意图；

图2为本发明实施例的角度调节机构的结构示意图；

图3为本发明实施例的叶片位于零速位置时的拨块和滑槽的连接结构示意图；

图4为本发明实施例的叶片正转时的拨块和滑槽的连接结构示意图；

图5为本发明实施例的叶片反转时的拨块和滑槽的连接结构示意图；

图6为本发明实施例的叶片正转时的液压变速器的油液流动示意图；

图7为本发明实施例的叶片反转时的液压变速器的油液流动示意图。

附图标记：

1-壳体；11-导流件；12-内油液腔；13-外油液腔；2-输入轴；21-安装槽；3-输出轴；4-叶片；41-安装座；5-离心叶轮；6-角度调节机构；61-转动件；611-拨块；62-滑杆；621-滑槽；622-齿条；63-蜗杆；64-摩擦环。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本实施例提供了一种液压变速器，包括壳体1，该壳体1内部一体铸造成型有导流件11，且在该壳体1内部充有液压油液；还包括同心不同轴布置的输入轴2和输出轴3。

输入轴2包括位于壳体1外侧的第一输入段，和位于壳体1内部的第二输入段，第一输入段用于与第一电机(图中未示出)的输出轴连接，第二输入段的外周圆周均布有多个叶片4，相邻两个叶片4之间形成叶片通道。

输出轴3包括位于壳体1外侧的第一输出段和位于壳体1内部的第二输出段，第二输出段的外周固定套设有多翼式离心叶轮5；壳体1内部形成离心腔，离心叶轮5与叶片4将离心腔分隔为相互连通的内油液腔12和外油液腔13，内油液腔12由离心叶轮5与叶片4围合形成的空间限定，位于该离心腔内的油液沿离心叶轮5的径向方向双向流动。导流件11位于内油液腔12内，且导流件11的内周靠近叶片4的外缘，导流件11的外周靠近离心叶轮5的外圈。

上述叶片4通过安装座41安装在输入轴2上，多个安装座41与一角度调节机构6连接，该角度调节机构6可以带动安装座41围绕其自身轴线转动。

具体地，角度调节机构6包括多个与安装座41一一对应的转动件61，该转动件61的顶部与相应的安装座41的底部固定连接，转动件61的底部偏离其轴线方向设置有拨块611；在输入轴2位于壳体1内部的一端的端部开设有安装槽21，该安装槽21内设置有滑杆62，该滑杆62的第一端设置有周向布置的滑槽621，该滑槽621的宽度与拨块611的外周尺寸适配，多个拨块611活动插接在该滑槽621内，滑杆62的第二端与一驱动机构连接，该驱动机构具体包括设置在壳体1外侧的第二电机(图中未示出)和与第二电机的输出轴固定连接的蜗杆63，滑杆62的第二端伸出壳体1且在该滑杆62的第二端设置有与蜗杆63啮合传动的齿条622。则驱动机构能带动滑杆62沿其长度方向作往复直线运动。

具体地，输入轴2上设置有与转动件61适配的安装孔，该安装孔与安装槽21连通，转动件61可转动地安装在安装孔内。进一步地，本实施例中，在安装孔与转动件61的外周还设置有摩擦环64，该摩擦环64的材质为铜。

当驱动机构带动滑杆62作直线运动时，拨块611会在滑槽621的带动下相对于转动件61的轴线转动，进而实现叶片4的角度调节，而各叶片4对应的拨块611均活动连接在同一个滑槽621内，则各个叶片4可以同步转动。

当拨块611轴线与转动件61的轴线的连线垂直于滑杆62的长度方向时(参考图3)，叶片4位于零速位置，此时，叶片4对油液施加的作用力在输入轴2的轴线方向上的分力为零，使得内油液腔12和外油液腔13的油液停止交换流动，此时，离心叶轮5保持静止，则在输入轴2转动时，输出轴3输出转速为零，可以实现第一电机保持低速运转而车辆停止，避免能耗浪费。

此外，当角度调节机构6带动叶片4相对于其零速位置正转时(参考图4)，油液从外油液腔13经叶片通道向内油液腔12内流动(参考图6)，推动内油液腔12内的油液沿离心叶轮5的径向方向流出至外油液腔13，从而推动离心叶轮5正向转动，此时输出轴3正转；当角度调节机构6带动叶片4相对于其零速位置反转时(参考图5)，油液从内油液腔12经叶片通道向外油液腔13流动(参考图7)，推动外油液腔13的油液沿离心叶轮5的径向方向流入内油液腔12内，从而推动离心叶轮5反向转动，此时输出轴3反转。由此可见，本实施例的液压变速器，可以在输入轴2始终朝一个方向转动的情况下，通过调节叶片4的角度，来改变输出轴3的转向，此外，叶片4的角度不同，其对油液施加的作用力的大小不同，也即油液的流动速度不同，相应的油液推动离心叶轮5转动的速度也不同，由此可以实现输出轴3的转速可调。

进一步地，本实施例中的叶片4可以在-60°至60°范围内转动，且在叶片4正转或反转0-45°范围内，随着叶片4的转动角度的逐渐增加，油液的流速逐渐增加，输出轴3的转速相应逐渐增加；而当叶片4正转或反转45°-60°范围内，随着叶片4的转动角度的逐渐增加，油液流速逐渐降低，输出轴3的转速相应逐渐减小。

需要说明的是，本实施例的液压变速器可以实现输入轴转动，而输出轴正转、反转或静止，使得该液压变速器同样可以用于燃油发动机，取代传统的离合器和变速箱，合二为一，且结构简单小巧。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

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、系统、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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种液压变速器，其特征在于，包括：

壳体，该壳体内部固定设置有导流件，且在该壳体内部充有油液；

输入轴，该输入轴包括位于所述壳体外侧的第一输入段，和位于所述壳体内部的第二输入段，所述第一输入段用于与第一电机的输入轴连接，所述第二输入段的外周圆周均布有多个叶片，相邻两个所述叶片之间形成叶片通道；

输出轴，与所述输入轴同心不同轴设置，该输出轴包括位于所述壳体外侧的第一输出段和位于所述壳体内部的第二输出段，所述第二输出段的外周固定套设有离心叶轮；

所述壳体内部形成离心腔，所述离心叶轮与所述叶片将所述离心腔分隔为相互连通的内油液腔和外油液腔，所述内油液腔由所述离心叶轮与所述叶片围合形成的空间限定，位于该离心腔内的油液沿所述离心叶轮的径向方向双向流动，所述导流件位于所述内油液腔内，且所述导流件的内周靠近所述叶片的外缘，所述导流件的外周靠近所述离心叶轮的外圈；

所述叶片通过安装座安装在所述输入轴上，多个所述安装座与一角度调节机构连接，该角度调节机构可以带动所述安装座围绕其自身轴线转动。

2.根据权利要求1所述的液压变速器，其特征在于：

所述角度调节机构包括多个转动件，多个所述转动件与多个所述安装座一一对应，且该转动件的顶部与相应的所述安装座的底部固定连接，所述转动件的底部偏离其轴线方向设置有拨块；

在所述输入轴位于所述壳体内部的一端的端部开设有安装槽，该安装槽内设置有滑杆，该滑杆的第一端设置有周向布置的滑槽，该滑槽的宽度与所述拨块的外周尺寸适配，多个所述拨块活动插接在该滑槽内，所述滑杆的第二端与一驱动机构连接，该驱动机构能带动所述滑杆沿其长度方向作往复直线运动；

所述输入轴上设置有与所述转动件适配的安装孔，该安装孔与所述安装槽连通，所述转动件可转动地安装在所述安装孔内。

3.根据权利要求2所述的液压变速器，其特征在于：

所述驱动机构包括设置在所述壳体外侧的第二电机，该第二电机的输出轴连接有蜗杆，所述滑杆的第二端伸出所述壳体且在该滑杆的第二端设置有与所述蜗杆适配的齿条。

4.根据权利要求2所述的液压变速器，其特征在于：

当所述拨块轴线与所述转动件的轴线的连线垂直于所述滑杆的长度方向时，所述叶片位于零速位置，此时，所述叶片对所述油液施加的作用力在所述输入轴的轴线方向上的分力为零；

所述叶片能在所述角度调节机构的作用下相对于其零速位置正转或反转，在所述叶片正转时，所述油液从所述外油液腔经所述叶片通道向所述内油液腔流动；在所述叶片反转时，所述油液从所述内油液腔经所述叶片通道向所述外油液腔流动。

5.根据权利要求4所述的液压变速器，其特征在于：

所述叶片的转动角度为-60°～60°。

6.根据权利要求1所述的液压变速器，其特征在于：

所述导流件与所述壳体一体铸造成型。

7.根据权利要求1所述的液压变速器，其特征在于：

所述离心叶轮为多翼式离心叶轮。

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