CN2162560Y - 叶片式集成液压无级变速装置 - Google Patents

Abstract

一种叶片式集成液压无级变速装置，主要由左壳 体、右壳体、叶片泵、叶片液压马达、左右配油盘组合 为一体，形成一个由定子和两个转子即内转子、外转 子组合而成双层叶片的整体结构，同一中心线上分别 设有输入轴和输出轴，壳体内腔兼作油箱，全部油路 由配油盘进行，泵与马达共用定子调节其偏心量，即 可同时改变泵与马达的排量，从而改变输入输出的速 比。该装置调速范围宽，适应能力强，结构简单，体积 小，造价低，可广泛应用于工业动力传动及调速领 域。

Description

本实用新型涉及一种无级变速装置，特别是涉及一种叶片式集成液压无级变速装置。

目前无级变速装置在一般工业动力传动中占有重要的地位，主要有集成液压无级变速（IHST）、机械和电气无级变速三大类，从国内的研究及国际动力传输专业会议的结果可知，上述三种形式无级变速性能相比较，集成液压无级变速（IHST）相对于机械、电子式无级变速装置有显著的优点，但是集成液压无级变速技术的研究在国内尚属空白。欧美国家近几年已有成功的产品问世，典型的如美国DANA公司生产的集成式液压无级变速装置，多数采用轴向或径向柱塞式变量泵定量马达的结构，但其存在着集成度不高，结构复杂，体积庞大且造价高的缺陷，限制了它的广泛应用，实有改进的必要。

在液压传动能量转换装置中，主要有叶片式油泵和油马达，油泵是将带动它工作的电动机或原动机。输入的机械能转换为流动油液的压力能，而油马达则是反过来，将油液的压力能再转换成为回转形成的机械能，此为常见的结构转换，但是关于叶片式集成液压无级变速装置，国内外尚未曾报导过成功的结构设计，因而我国急需设计一种结构简单，造价较低的叶片式集成液压无级变速装置。

本实用新型的目的是提供一种叶片式集成液压无级变速装置，其能有效地克服已有技术的缺陷，实现变量叶片泵和变量叶片马达的高度集成，且结构简单、大大提高其性能价格比，将集成液压无级变速技术广泛进入一般工业调速领域。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。一种叶片式集成液压无级变速装置，由壳体、叶片泵、叶片液压马达、配油盘组合为一体，形成一由一个定子和两个转子组合而成的整体结构，壳体内腔兼作油箱，全部油路由配油盘进行；其采用双层叶片结构，叶片泵与叶片液压马达共用一个定子，调节定子的偏心量，即可同时改变叶片泵与液压马达的排量，从而改变输入输出的速比。

本实用新型的目的还可以由以下技术方案进一步实现。前述的叶片式集成液压无级变速装置，所述的叶片泵与叶片马达为处于同一平面内的单作用式叶片泵和叶片液压马达；叶片泵为内叶片泵，其包括内转子（16）和装于叶片槽中往复运动的内叶片（17），叶片液压马达为外叶片式液压马达，其包括外转子（21）和装于叶片槽中往复运动的外叶片（18）；二侧设有左配油盘（4）和右配油盘（26）；共用的定子（23）为偏心环结构，以支撑螺杆（5）固装于二配油盘之间；左配油盘（4）固装于左壳体（3）中，右配油盘（26）用轴承（28）支撑于输出轴（32）上；在同一中心线上分二段分别安装有输入轴（10）和输出轴（32），其上开有进出油孔，输入轴（10）两端以轴承支承于左壳体（3）与输出轴（32）的内孔中，中部装有内转子（16）；输出轴（32）以轴承（29）支承于右壳体（24）的内孔中，并以轴承（28）固接于右配油盘（26）的内孔；液压马达的外转子（21）支承在右壳体（24）的径向轴承（2）中，并与输出轴（32）相连接；整个壳体由左壳体（3）、右壳体（24）以及紧固件连为一体，并以左端盖（9）和右端（30）密封，壳体封闭的内腔作为贮油池；籍由上述部件的组合结构，输入轴（10）转动时，叶片泵吸油，并将高压油送入液压马达的工作腔，从而带动外转子（21）及输出轴（32）转动而输出转速及扭矩。

前述的叶片式集成液压无级变速装置，所述的输出轴（32）以连接件（27）、（37）与外转子（21）连接为一体；所述的左、右配油盘（4）、（26）上开有配油槽和进出油孔；所述的内叶片（17）、外叶片（18）的底部装有弹簧（20）；所述的左壳体（3）的左端盖（9）用螺钉（14）和密封圈（8）装配于左壳体（3）中，以油封（12）和套筒（13）定位密封；所述的右端盖（30）用螺钉（35）和密封圈（34）装配于右壳体（24）的内孔，并以油封（33）密封。

前述的叶片式集成液压无级变速装置，所述的输出轴（32）的连接件（27）的中心内孔中，装有挡圈（36），在输入轴（10）上装有挡圈（6），以固定滚针轴承（15）和输入轴（10）；所述的左配油盘（4）以销（19）与左壳体（3）定位。

前述的叶片式集成液压无级变速装置，所述的输入轴（10）两端的支承轴承为滚针轴承（15）；所述的轴承（2）、（28）、（29）为向心球轴承、向心推力球轴承、圆锥滚子轴承或圆柱向心轴承。

本实用新型与已有技术相比优点和积极效果非常明显，其采用独特的技术构思，即采用双层叶片结构，内层为叶片泵，外层为叶片马达，二者共用一个定子，该定子结构为一偏心环，这样调节定子位置即可使泵和马达同时反向变量，实现了变量叶片泵和变量叶片马达的高度集成，使集成液压无级变速技术进入一般工业调速领域的需求得到了实现；且其整机结构简单，体积小，造价低；可作为一个独立的元件仅通过机械的输入轴输出轴和控制结构与其他部件联接，形成如一台机械变速箱；其还具有很宽的调速范围和负载适应能力强的优点，大大提高了其性能价格比，为一般工业动力传动提供了一种廉价的高性能的无级变速装置。它的实现将是集成液压无级变速技术的一次突破，在工业调速领域将部分取代传统的齿轮变速机构，具有广泛的应用前景。

本实用新型的具体结构由以下较佳实施例及其附图详细给出。

图1是叶片式集成液压无级变速装置整体装配图。

图2是叶片式集成液压无级变速装置的结构原理图。

图3、图4、图5是叶片式集成液压无级变速装置的工作原理图。

图中，内六角螺钉1、轴承2、28、29，左壳体3、左配油盘4，支撑螺杆5，挡圈6、36，垫片7、22，密封圈8、34，左端盖9，输入轴10，键11、31、25、油封12、33，套筒13，沉头螺钉14、35，滚针轴承15，内转子16，内叶片17，外叶片18，销19，弹簧20，外转子21，定子23，右壳体24，右配油盘26，连接件27、37，右端盖30。

请参阅图1、图2所示，本实用新型主要由壳体、叶片泵、叶片液压马达、配油盘组合为一整体，形成一由一定子（23）和两个转子（16）、（21）、一输入轴（10）、一输出轴（32）、左配油盘（4）及右配油盘（26）组成的整体结构，其中叶片泵与叶片液压马达为处于同一平面内的单作用式叶片泵和叶片液压马达，形成双层叶片结构，内层为叶片泵，外层为叶片马达，叶片泵是由泵转子即内转子（16）和装于叶片槽中的内叶片（17）组成的内叶片泵，液压马达是由马达转子外转子（21）和装于叶片槽中的外叶片（18）组成的外叶片式液压马达。为了使叶片更有效地滑动，在内外叶片的底部可分别装有弹簧（20）。上述二者的二侧面设有左配油盘（4）和右封盘即右配油盘（26），其上开有配油槽和进出油孔。叶片泵与叶片液压马达共用的定子（23）为偏心环结构，以支撑螺杆（5）固装于二个配油盘之间。左配油盘（4）固装于左壳体（3）的凹台孔中，以销（19）与左壳体（3）定位，右配油盘（26）用轴承（28）支撑于输出轴（32）上。在同一中心线上分左右二段分别设有输入轴（10）和输出轴（32）。在同一中心线上分左右二段分别设有输入轴（10）和输出轴（32），其上均开有进出油孔。输入轴（10）的二端以滚针轴承（15）支承于左壳体（3）与输出轴（32）的内孔中，中部以键（25）装有内转子（16）。输出轴（32）用圆锥滚子轴承（29）支承于右壳体（24）的内孔中，并由圆锥滚子轴承（28）固接于右配油盘（26）的内孔。液压马达的外转子（21）以向心球轴承（2）支承于右壳体（24）的内孔中，并以螺钉等紧固件、连接件（27）、（37）与输出轴承（32）相连接为一体。输出轴（32）的连接件（27）的中心内孔中，装有挡圈（36），输入轴（10）上装有挡圈（6），以固定滚针轴承（15）和输入轴（10）的正确工作位置。整个壳体是由左壳体（3）和右壳体（24）以螺钉（1）固连为一体，中间可加垫片（22）。壳体的两侧以左端盖（9）和右端盖（30）密封，其中左端盖（9）用螺钉（14）和密封圈（8）装配于左壳体（3）中，内孔以油封（12）和套筒（13）定位密封，并可用垫片（7）调整。右端盖（30）用螺钉（35）和密封圈（34）装配于右壳体（24）的内孔中，并以油封（33）密封。整个壳体密封后兼作为贮油箱，全部油路由配油盘进行完成，由于采用了双层叶片的结构，叶片泵与叶片液压马达共用一个定子（23），调节定子（23）的偏心量，即可同时改变叶片泵与叶片液压马达的排量，从而改变输入输出的速比变化。

本装置中共有定子（23）的调节，可由销钉、手柄与支撑螺杆（14）连接，其中一个支撑螺杆带有偏心，转动偏心的支撑螺杆从而可转动手柄即可调节叶片泵和叶片马达的内转子（16）和外转子（21）与定子（23）之间的偏心量，从而可无级改变转速，扩大速比范围。

籍由上述各另部件组合为整体后，即形成一叶片式集成液压无级变速装置，当输入轴（10）转动时，叶片泵即进行吸油、压油工作，将高压油送入叶片液压马达的工作腔，从而带动液压马达的外转子（21）及输出轴（32）转动，达到输出转速及扭矩的功效。

本实用新型的工作原理，请参阅图4、图5、图6所示，其工作调整过程如下表述：

原动机带动输入轴（10）转动，叶片泵的内转子（16）随即转动，内叶片（17）在内转子（16）的叶片槽中作往复运动，将油从壳体腔中吸入并输送至液压马达的外叶片（18）与定子（23）组成的空间中，外叶片（18）在外转子（21）的叶片槽内作往复运动，同时将扭矩传递给外转子（21）和输出轴（32）。叶片泵与液压马达共有的定子（23）的内外圆同时支承着内叶片（17）与外叶片（18），转动支撑螺杆（14）即可调节定子（23）的偏心量，从而改变了泵与马达的输入输出速比。

综上所述，本实用新型集泵与马达于一体，结构紧凑，使用方便，调速比范围宽，负载能力强，可部分取代传统的齿轮变速机构，实现无级调速，具有广阔的应用前景，为一具有新颖性、创造性与实用性的新设计。

Claims (5)

1、一种叶片式集成液压无级变速装置，其特征在于：由壳体(3)、(24)、叶片泵、叶片液压马达、配油盘(4)、(26)组合为一体，形成一由一个定子(23)和两个转子(16)、(21)组合而成的整体结构，壳体内腔兼作油箱，全部油路由配油盘(4)、(26)进行；其采用双层叶片结构，叶片泵与叶片液压马达共用一个定子(23)，调节定子(23)的偏心量，即可同时改变叶片泵与液压马达的排量，从而改变输入输出的速比。

2、根据权利要求1所述的叶片式集成液压无级变速装置，其特征在于：所述的叶片泵与叶片马达为处于同一平面内的单作用式叶片泵和叶片液压马达；叶片泵为内叶片泵，其包括内转子（16）和装于叶片槽中往复运动的内叶片（17），叶片液压马达为外叶片式液压马达，其包括外转子（21）和装于叶片槽中往复运动的外叶片（18）；二侧设有左配油盘（4）和右配油盘（26）；共用的定子（23）为偏心环结构，以支撑螺杆（5）固装于二配油盘之间；左配油盘（4）固装于左壳体（3）中，右配油盘（26）用轴承（28）支撑于输出轴（32）上；在同一中心线上分二段分别安装有输入轴（10）和输出轴（32），其上开有进出油孔，输入轴（10）两端以轴承支承于左壳体（3）与输出轴（32）的内孔中，中部装有内转子（16）；输出轴（32）以轴承（29）支承于右壳体（24）的内孔中，并以轴承（28）固接于右配油盘（26）的内孔；液压马达的外转子（21）支承在右壳体（24）的径向轴承（2）中，并与输出轴（32）相连接；整个壳体由左壳体（3）、右壳体（24）以及紧固件连为一体，并以左端盖（9）和右端盖（30）密封，壳体封闭的内腔作为贮油池；籍由上述部件的组合结构，输入轴（10）转动时，叶片泵吸油，并将高压油送入液压马达的工作腔，从而带动外转子（21）及输出轴（32）转动而输出转速及扭矩。

3、根据权利要求1或2所述的叶片式集成液压无级变速装置，其特征在于：所述的输出轴（32）以连接件（27）、（37）与外转子（21）连接为一体；所述的左、右配油盘（4）、（26）上开有配油槽和进出油孔；所述的内叶片（17）、外叶片（18）的底部装有弹簧（20）；所述的左壳体（3）的左端盖（9）用螺钉（14）和密封圈（8）装配于左壳体（3）中，以油封（12）和套筒（13）定位密封；所述的右端盖（30）用螺钉（35）和密封圈（34）装配于右壳体（24）的内孔，并以油封（33）密封。

4、根据权利要求3所述的叶片式集成液压无级变速装置，其特征在于：所述的输出轴（32）的连接件（27）的中心内孔中，装有挡圈（36），在输入轴（10）上装有挡圈（6），以固定滚针轴承（15）和输入轴（10）；所述的左配油盘（4）以销（19）与左壳体（3）定位。

5、根据权利要求4所述的叶片式集成液压无级变速装置，其特征在于：所述的输入轴（10）两端的支承轴承为滚针轴承（15）；所述的轴承（2）、（28）、（29）为向心球轴承、向心推力球轴承、圆锥滚子轴承或圆柱向心轴承。

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