CN2270852Y - 旋转活塞液压无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够传递大功率又无须借助离合器而实现无级变速的旋转活塞液压无级变速器，包括动力输入轴、输入缸、动力输出轴、输出缸、储油缸等，特征是输入缸、输出缸内的转动轴上都装有机轴套，机轴套上都装有固定活塞与活动活塞。通过调节蜗轮蜗杆使输入缸和输出缸活动活塞同时反向移动，从而使输入缸在体积增大(或减小)的同时，输出缸体积则减小(或增大)相同体积。动力输出轴此时产生不同转速而达到调速目的。

Description

旋转活塞液压无级变速器

本实用新型提供了一种旋转活塞液压无级变速器，属变速机械技术领域。

目前常用的齿轮变速箱虽然可以传递大功率，进行多级变速，可是它只能一级一级跳跃式变速，而且换档时须借助离合器才能使主动轴与从动轴分离或结合，否则将打坏齿轮。钢球变速器虽可以不用离合器进行无级变速，却因两钢球容易打滑，无法保证传动比，无法传递大功率，应用受到限制。往复活塞液压传动装置也具有传动变速作用，然而它传动级数太多，构造复杂，并且只有一个变速比，主要依靠改变液压机运转速度达到变速作用，更不是理想的通用的传动变速装置。

本实用新型的目的，是根据液体传递压力的原理，通过改变动力输入缸与动力输出缸之间体积比的方法，实现液压无级变速。而输入缸与输出缸之间体积比的改变，是通过旋转中的活塞长度的改变来实现的。

现在假设动力输入缸中动力输入轴的转速是每分钟R₁转，输入缸的体积是V₁，那么每转一圈，旋转活塞就将体积为V₁的液体压入到动力输出缸，因此每分钟由动力输入缸压入到动力输出缸的液体体积为R₁V₁；又假设动力输出缸的体积为V₂，输出缸的转速为R₂，则R₁V₁＝R₂V₂。本实用新型就是要通过V₁与V₂之间的相互变化，来达到调速目的。本实用新型中，R₁是不变的，因此当着V₁减小且V₂又同时增大时，R₂必然减小，从而达到减速目的。当V₁增大，同时V₂又减小时，R₂增大，达到增速目的。

本实用新型的目的是这样实现的：旋转活塞液压无级变速器，包括动力输入轴1、输入缸3和4、动力输出轴2、输出缸5和6等，其特征在于，输入缸3和4共有输入轴1，输出缸5和6共有输出轴2，输入缸与输出缸之间由一根蜗杆7与两个蜗轮8与9及一个三通阀10连接成一个整体；输入缸3、4与输出缸5、6的缸体内部构造是相同的，即转动轴1与2上都装有固定机轴套11，机轴套11是一个两端封闭、轴向厚度不一的圆筒，在较厚的部份装有固定活塞12及活动活塞13，活动活塞与固定活塞之间有燕尾槽的配合，活动活塞13落在机轴套的滑槽14当中，活动活塞与固定活塞的顶部是一个与缸体外壳内径相配合的曲面，而且固定活塞12安装在机轴套的端头；输入缸与输出缸的缸体外壳也都具有相同的结构，也就是壳体上方开有一个长条形开口，开口当冲插有活动挡油板15，壳体尾部上方装有拨叉机构16，壳体尾端装有固定油缸盖17，壳体前端装有附加油缸盖18，而油缸内靠近附加油缸盖18的部份还有一个活动油缸盖19；在缸体尾部的转动轴上装有一个凸轮20，此凸轮都与各自缸体的拨叉机构相配合；三通阀10有一条管路与储油缸相通，另外有两条管路分别与输入缸排油阀及输出缸进油阀相通；输入缸进油阀与输出缸排油阀都与储油缸相通；各动力输入缸和各动力输出缸当中的进油阀和排油阀分别设置于活动挡油板的两旁。活动油缸盖19开有一个圆孔，此圆孔的大小正好能够通过机轴套11，活动油缸盖沿半径方向还开有一个长形缺口，此缺口的大小正好能通过竖直的活动挡油板15，活动油缸盖19还装有推杆21，推杆中间装有螺杆，但输入缸螺杆22与输出缸螺杆23的螺纹是互为相反的。蜗轮8与蜗轮9是两个完全相同的齿轮，两个蜗轮的中心分另配装螺杆22与螺杆23，螺杆22与螺杆23是螺杆直径及螺距完全相同但螺纹相反的螺杆。同一根转动轴上的两套固定活塞是互成180°安装的，而动力输入轴上所安装的固定活塞和动力输出轴上所安装的固定活塞是相互平行的。拨叉机构16有一根支杆24，拨叉16的一端架在支杆24上面，另一端为叉口，叉口夹持着活动挡油板15，拨叉下方与顶杆25接触，顶杆25与旋转中的凸轮20进行有规律的，周期性的接触，拨叉下方还装有复位弹簧26。各输入缸与各输出缸的缸径是相同的；各个缸内的轴套直径也是相同的。固定活塞12与活动活塞13的顶部及两端还开槽配有弓形橡胶防漏密封条27，且弓形密封条顶部的厚度比密封条其它部份更小。当动力输入轴转速很高时，输入轴1的前端再加装有一对减速齿轮28；当动力输出轴转速低于要求时，输出轴2的后端再加装有一对增速齿轮29。动力输入缸与动力输出缸可以分别拆去一个使用。当油缸内径较小时，不设机轴套，而采用较大直径的机轴。

下面结合附图和操作运转情况对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型立体示意图。

图2是本实用新型沿缸体径向剖切示意图。

图3是拆去附加油缸盖18之后的缸体示意图。

图4是机轴套与活塞装配结构示意图。

图5是活塞弓形橡胶防漏密封条示意图。

图6是本实用新型在转动轴上加装变速齿轮后的结构示意简图。

当动力输入到动力输入轴1时，与动力输入轴1固定联接的机轴套11随即转动，固定活塞12与活动活塞13也在旋转过程中将缸内液体压入到动力输出缸缸体内，推动输出缸缸体内的活动活塞与固定活塞旋转，再通过动力输出轴将动力输出。在输入缸内设置活动档油板15的目的，就是要防止缸内液体仅在缸内运转而无液体压入到输出缸内，活动档油板15将旋转中的液体挡住而逼往输出缸。输出缸内设置活动档油板15的目的也同样是为了逼迫进入油缸的液体向着规定的方向流动来推动缸内活塞。当输入缸内的固定活塞12与活动活塞13运转到接近活动挡油板15时，轴上安装的凸轮20将顶杆25顶上，拨叉16将活动挡油板15提起，于是旋转中的活塞转过活动挡油板15而进行下一周的旋转，凸轮20也立即离开顶杆25，活动挡油板15在复位弹簧23的作用下插回到油缸内。输出缸内活动挡油板也按照相同原理作上下直线运动。输出缸排油阀30将液体排入储油缸31。储油缸31有管路与输入缸进油阀32连通，使液体循环流动。当输出缸需要停止工作而使变速器处于空转状态时，只需将三通阀10的回油管33打开，使液体直接进入储油缸。

本实用新型是这样实现调速功能的：操作蜗杆手柄34使其向顺时针方向旋转，蜗轮8、9都作顺时针方向旋转。而蜗轮8、9中心套装的螺杆22、23分别为反螺纹和顺螺纹，此时螺杆22向前推进，而螺杆23向外拉出相同的距离，使得输入缸与输出缸里的活动活塞推进和拉出相同的距离。因为输入缸与输出缸缸径相等，轴套直径也相等，在活动活塞13分别推进和拉出相同距离时，输入缸内液体减小的体积就等于输出缸内液体增加的体积。根据前面所述公式R₁V₁＝R₂V₂，在V₁减少、V₂增大而R₁保持不变时，就有R₂的减少。这就达到了减速目的。反之，将手柄34按逆时针方向旋转时，就使本实用新型达到了增速的目的。

本实用新型在设计当中，使得同一根转动轴上的两套固定活塞互成180°安装，并使动力输入轴上所安装的固定活塞与动力输出轴上所安装的固定活塞相互平行，这样做的目的，是使得动力输入轴每运转一周就有两次液体的压出，而且每次压出的角度相差180°，这样输出的动力得到加大、得到均匀稳定。必要的话，输入缸与输出缸各去掉一只也可照样起到调速作用。

本实用新型构思独特，设计严谨，制作要求较高，尤其是密封性能要好，但能实现无级调速，且调速稳定，可实现大功率动力的传递与调速。

Claims (10)

1、一种旋转活塞液压无级变速器，包括动力输入轴(1)、输入缸(3)和(4)、动力输出轴(2)、输出缸(5)和(6)等，其特征在于，输入缸(3)和(4)共有输入轴(1)，输出缸(5)和(6)共有输出轴(2)，输入缸与输出缸之间由一根蜗杆(7)与两个蜗轮(8)与(9)及一个三通阀(10)连接成一个整体；输入缸(3)、(4)与输出缸(5)、(6)的缸体内部构造是相同的，即转动轴(1)与(2)上都装有固定的机轴套(11)，机轴套(11)是一个两端封闭、轴向厚度不一的圆筒，在较厚的部份装有固定活塞(12)，活动活塞(13)，活动活塞与固定活塞之间有燕尾槽的配合，活动活塞(13)落在机轴套的滑槽(14)当中，活动活塞与固定活塞的顶部是一个与缸体外壳内径相配合的曲面，而且固定活塞(12)安装在机轴套的端头；输入缸与输出缸的缸体外壳也都具有相同的结构，也就是壳体上方开有一个长条形开口，开口当中插有活动挡油板(15)，壳体尾部上方装有拨叉机构(16)，壳体尾端装有固定油缸盖(17)，壳体前端装有附加油缸盖(18)，而油缸内靠近附加油缸盖(18)的部份还有一个活动油缸盖(19)；在缸体尾部的转动轴上装有一个凸轮(20)，此凸轮都与各自缸体的拨叉机构相配合；三通阀(10)有一条管路与储油缸相通，另外有两条管路分别与输入缸排油阀及输出缸进油阀相通；输入缸进油阀与输出缸排油阀都与储油缸相通；各动力输入缸和各动力输出缸当中的进油阀和排油阀分别设置于活动挡油板的两旁。

2、根据权利要求1所述的旋转活塞液压无级变速器，其特征在于活动油缸盖(19)开有一个圆孔，此圆孔的大小正好能够通过机轴套(11)，活动油缸盖沿半径方向还开有一个长形缺口，此缺口的大小正好能通过竖直的活动挡油板(15)，活动油缸盖(19)还装有推杆(21)，推杆中间装有螺杆，但输入缸螺杆(22)与输出缸螺杆(23)的螺纹是互为相反的。

3、根据权利要求1所述的旋转活塞液压无级变速器，其特征在于蜗轮(8)与蜗轮(9)是两个完全相同的齿轮，两个蜗轮的中心分别配装螺杆(22)与螺杆(23)，螺杆(22)与螺杆(23)是螺杆直径及螺距完全相同但螺纹相反的螺杆。

4、根据权利要求1所述的旋转活塞液压无级变速器，其特征在于同一根转动轴上的两套固定活塞是互成180°安装的，而动力输入轴上所安装固定活塞和动力输出轴上所安装的固定活塞是相互平行的。

5、根据权利要求1所述的旋转活塞液压无级变速器，其特征在于拨叉机构(16)有一根支杆(24)，拨叉(16)的一端架在支杆(24)上面，另一端为叉口，叉口夹持着活动挡油板(15)，拨叉下方与顶杆(25)接触，顶杆(25)与旋转中的凸轮(20)进行有规律的、周期性的接触，拨叉下方还装有复位弹簧(26)。

6、根据权利要求1所述的旋转活塞液压无级变速器，其特征在于各输入缸与各输出缸的缸径是相同的；各个缸内的轴套直径也是相同的。

7、根据权利要求1所述的旋转活塞液压无级变速器，其特征在于固定活塞(12)与活动活塞(13)的顶部及两端还开槽配有弓形橡胶防漏密封条(27)，且弓形密封条顶部的厚度比密封条其它部分更小。

8、根据权利要求1所述的旋转活塞液压无级变速器，其特征在于当动力输入轴转速很高时，输入轴1的前端再加装有一对减速齿轮(28)，当动力输出轴转速低于要求时，输出轴(2)的后端再加装有一对增速齿轮(29)。

9、根据权利要求1所述的旋转活塞液压无级变速器，其特征在于动力输入缸与动力输出缸可以分别拆去一个使用。

10、根据权利要求1所述的旋转活塞液压变速器，其特征在于当油缸内径较小时，不设机轴套，而采用较大直径的机轴。

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