專利名稱:液壓式傳動裝置的制作方法
本發(fā)明涉及適合于車輛用無級變速器等所采用的液壓式傳動裝置。
已知的這種液壓式傳動裝置是，由一對液壓泵液壓馬達的相對液壓回路組成一個閉式液壓回路，由動力機驅動一個液壓泵液壓馬達，在起著泵的作用的同時，由該液壓泵液壓馬達排出的壓力液體，還使另一液壓泵液壓馬達工作，而另一液壓泵液壓馬達輸出的轉動力，可以驅動車輪等裝置。
但在這種傳動裝置中，一般是將起泵作用的液壓泵液壓馬達設計成可變容量式的，以便通過對該液壓泵液壓馬達排量的調節(jié)，來達到所需的變速比。
利用這種液壓式傳動裝置，通過使起泵作用的液壓泵液壓馬達的排量等于零的辦法，可以獲中立位置狀態(tài)。然而，如將這種傳動裝置應用到車輛行走等裝置上的情況下，泵側的液壓泵液壓馬達，在內燃機等動力機的驅動下，產生高速旋轉。因此，控制排量的油缸體的偏心量和斜盤的傾角等，如果稍有誤差，壓力液體就會從該液壓泵液壓馬達中排出來。這樣，即使自以為已經處在中立位置狀態(tài)，但泵側的液壓泵液壓馬達仍在工作，而產生所謂的“爬行運動”。
為防止這一缺點而開發(fā)的技術對策有，在中立位置時，強制性地開啟充液用的單向閥，或者另設一個中位閥，當泵排量小時，通過節(jié)流段將該壓力流體導入油箱，當泵排量超過設定值時，將該中位閥關閉，使裝置過渡到行走運轉。但是，由于這些裝置從中立向行走運轉的過渡是不連續(xù)的，所以會破壞運轉的平穩(wěn)性，這是一個問題。另一方面，采用中位閥的裝置，在中立位置時也消耗能量，因而其經濟性欠佳。
為了解決上述問題，可以考慮采用強化液壓泵液壓馬達斜盤等的中位恢復力(偏轉力矩)，減少中位時的誤差等措施，以便消除上述不連續(xù)性或能量的浪費，但采用這種措施，在傾斜操作斜盤時，則須要很大的力。
本發(fā)明的目的在于，全部解決上述各種問題。
本發(fā)明為了達到上述目的采用了以下的裝置。
本發(fā)明設計的液壓傳動裝置，是一種由一對液壓泵液壓馬達組成的閉式回路液壓式傳動裝置，此液壓式傳動裝置具有以下兩個特點(一)具有檢測上述各條液壓回路之間壓差用的壓差檢測手段;(二)具有中位操作時用的、控制起泵作用(將壓差限制在設定值范圍內)那一側液壓泵液壓馬達排量的容量修正手段。
在中位操作時，由于存在操作誤差的緣故，當從排量本應為零的液壓泵液壓馬達中排出壓力流體時，則在兩個液壓回路之間產生壓差。而當該壓差超過設定值時，由壓差檢測手段檢測出其值，通過容量修正手段的作用，將排出壓力流體的液壓泵液壓馬達的排量控制在壓差設定值范圍之內。
因此，如將設定值設在車輛不能行走的值上，就不會產生爬行運動現象。
此外，如將液壓回路之間的壓差控制在接近于零值時，由于整個回路壓力等于充液壓力，因此還可以將液壓泵液壓馬達內的工作液泄漏量控制在最低值。
下面參照圖1～圖3對本發(fā)明的一個實施例進行說明。
將由一對液壓泵液壓馬達1、2組成對的液壓回路3、4連接成閉式回路。各液壓泵液壓馬達1、2都是可變容量式的，通過變化操作其輸入端1a、2a及調節(jié)油缸體的偏心量或斜盤的角度，就能無級地改變泵的排量。將一個液壓泵液壓馬達1的旋轉軸1b連接到動力機5上，而將另一個液壓泵液壓馬達2的旋轉軸2b連接到車輛的驅動車輪6上。此外，7是通過單向閥8、9連接到上述液壓回路3、4上的充液泵。
在此液壓裝置上還設置了壓差檢測手段11和容量修正手段12。
壓差檢測手段11，如圖2和圖3所示，嵌裝于殼13內的壓差滑閥14，可沿軸向自由滑動，在上述殼13內的兩端，形成壓力室15、16。兩個壓力室15、16被壓差滑閥14相互隔離開，通過通路17，將一側的壓力室15連接在液壓回路3上，同時，把另一側的壓力室16通過通路18連接在液壓回路4上。而壓差滑閥14靠定中彈簧19的推力保持在中立位置。也就是說，在壓差滑閥14的一端附近，在階梯端面14a與蓋形螺母14b的端面14c之間的位置，形成一個小直徑軸14d，把一對杯狀滑塊21、22，呈可滑動狀態(tài)地套裝在該小直徑軸14d上。在滑塊21、22的開口端的外圓處設有凸緣21a、22a，把上述定中彈簧19安裝在兩個凸緣21a與22a之間。定中彈簧19是壓縮螺旋彈簧，其作用是使上述滑塊21、22相分離。兩個滑塊21、22的開口端面21b、22b，可以與設在殼13中的制動面13a、13b接觸和分離。在壓差滑閥14的另一端附近設有永久磁鐵23。在接近于上述永久磁鐵23的殼13的部位，埋設著成對的舌簧接點元件24、25。當壓差滑閥14位于中立位置時，兩個舌簧接點元件24、25呈斷開狀態(tài)，但當壓差滑閥14滑到圖中右側時，一側的舌簧接點元件24感受磁力的作用后，呈接通狀態(tài)，而當壓差滑閥14滑到圖中左側時，則另一側的舌簧接點元件25感受磁力的作用而呈接通狀態(tài)。
另一方面，容量修正手段12具有變化操縱上述液壓泵液壓馬達1的輸入端1a實現調節(jié)其排量用的執(zhí)行元件31，以及控制此執(zhí)行元件31用的控制器32。當操作是使傳動裝置保持中立位置時，也就是說，把操縱變速比的操縱桿置于中立位置，從切換的中立檢測開關33輸入信號的時候，控制器32檢測上述兩個舌簧接點元件的開關狀態(tài)，當一個舌簧接點元件24接通時，就使上述執(zhí)行元件31朝一個方向運動，使液壓泵液壓馬達1的排量向負值方向進行修正，而當另一個舌簧接點元件25接通時，則使上述執(zhí)行元件31朝另一方向運動，將液壓泵液壓馬達1的排量向正值方向進行修正，這種控制器可以采用專用的電子回路構成，也可以采用通用的微機構成。
此外，當沒有向控制器32中輸入需要進行中立操作的信號，而在正常運轉時的排量控制，與以往一般的控制完全一樣，故在此將其說明省略。
其次，對本實施例的工作情況進行說明。操縱人員進行中位操作時，從中立檢測開關33向控制器32輸入中立信號，將形成壓差信號的兩個舌簧接點開關24、25的關開狀態(tài)也輸入控制器32內。雖然操縱者進行了中位操作，可是當液壓泵液壓馬達1的排量超過零點位置，而向正排量方向偏移時，從液壓泵液壓馬達1向一側的液壓回路3輸入壓力流體。其結果，使一側的液壓回路3內的壓力高于另一側液壓回路4的壓力。而且，當其壓差超過了由定中彈簧19規(guī)定的設定值時，一側的滑塊21便離開制動面13a，同時，壓差滑閥14向圖中右方滑動，使一側的舌簧接點元件24接通。此信號一旦輸入控制器32時，此控制器32便向執(zhí)行元件31輸入工作信號，則上述液壓泵液壓馬達1的排量便向負值方向進行修正。通過這種修正，當上述兩個液壓回路3、4之間的壓差值降低到設定值以下時，上述壓差滑閥14靠定中彈簧19的推力恢復到原來的中立位置后，便停止排量的修正。如果情況相反，上述液壓泵液壓馬達1的排量向負排量方向偏移時，另一側液壓回路4的壓力大于一側液壓回路3的壓力，當其壓差的絕對值大于設定值時，上述壓差滑閥14便向圖中左方滑動，使另一側的舌簧接點元件25接通。其信號一旦輸入控制器32時，便從控制器32向執(zhí)行元件31輸入工作信號，于是，上述液壓泵液壓馬達1的排量便向正值方向進行修正。通過這種修正，上述兩個液壓回路3、4間的壓差絕對值降至設定值以下時，上述壓差滑閥14靠定中彈簧19的推力恢復到原來的中立位置后，便停止對排量的修正。
于是，采用這種裝置，在進行中位操作時，只要液壓回路3、4之間的壓差在設定值范圍以內，就能修正液壓泵液壓馬達的排量。因此，只要把上述設定值設定為適宜的值，即使在初始的中位操作上有誤差存在，也不會導致上述的爬行運動，而能達到正確的中位狀態(tài)。
這種裝置能將起泵作用的液壓泵液壓馬達1的排量控制為零，故能達到中位狀態(tài)。因此，可以不費力地減少液壓泵液壓馬達1、2內部的泄漏，并且使中位時的動力消耗為最小，從而能夠實現節(jié)能運轉。
由于這種裝置在中位操作時將液壓泵液壓馬達1的排量控制為零，所以在向普通行走狀態(tài)過渡時，只使其排量中立位置開始產生變化即可，完全不須要進行回路的切換。因此可使起動過程平穩(wěn)。
本發(fā)明提出的裝置，若與那種檢測油缸體的偏心量或斜盤的傾斜角度后將排量控制為零的方法相比，能夠實現既簡單又準確的控制。也就是說，液壓泵液壓馬達1的排量超過工作液的內部泄漏量的時候，兩條液壓回路3、4間的壓差，在理論上達到無限大。因此，利用液壓回路3、4的壓差作用檢測液壓泵液壓馬達1是否已處在中立位置，比檢測實際偏心量或斜盤角度能更準確地知道其中立位置的誤差，而不需要使用高分辨率的位置檢測器。
這種裝置也不須要加大液壓泵液壓馬達的中位恢復力，在中立以外的工作范圍內，也不會發(fā)生操縱性不良的問題。
在上述實施例中，對于利用馬達等的執(zhí)行元件來修正液壓泵液壓馬達排量的情況作了說明，但是本發(fā)明并非只限于采用這一種裝置，例如采用圖4和圖5所示的裝置也是可行的。也就是說，該實施例所采用的壓差檢測手段111，其結構是從上述實施例的壓差檢測手段11中，去掉了舌簧接點元件24、25的形式，至于與上述實施例相同或相應的部分，都注有相同的標號，故說明從略。但這種壓差檢測手段111只有將液壓回路3、4之間的壓差轉換為壓差滑閥14的幾何位移偏差的功能。該實施例所采用的容量修正手段112如下在上述殼13上切出一個開口部分41，同時在上述壓差滑閥14對著上述開口部分41的部位開一個連接凹槽42，把上述液壓泵液壓馬達1操作輸入端1a的偏心控制桿43的頂端以可轉動狀態(tài)裝進該連接凹槽42中，因此，可以靠上述壓差滑閥14的滑動動作操縱上述偏心控制桿43運動實現調節(jié)液壓泵液壓馬達1的排量。此外，在此心心控制桿43上，還設有正常行走時調節(jié)上述液壓泵液壓馬達1排量用的操縱部分44。同時，通過轉換閥45將上述壓差檢測手段111的各壓力室15、16與各條液壓回路3、4或油箱46連接。具體地說當使轉換閥45保持中立位置Ⅰ時，上述各壓力室15、16便與其對應的液壓回路3、4相連接;當轉換到行走位置Ⅱ時，上述各壓力室15、16就連接到油箱46上。
采用這種裝置，當使轉換閥45保持中立位置的同時，停止對操縱部分44的操縱時，此傳動裝置則處于中立狀態(tài)。此時，如果沒有把上述偏心控制桿43準確地推到使排量為零的位置時，則在上述液壓回路3、4之間產生壓差。而當此壓差值大于設定值時，壓差滑閥14便開始滑動，使上述偏心控制桿43偏移到減小壓差的方向。這樣就能控制兩條液壓回路3、4之間的壓差大體上為零。在行走的時候，將轉換閥45轉換到行走位置Ⅱ后，使壓差滑閥14處于自由狀態(tài)，再操縱偏心控制桿43的操縱部分44，就能適當地調節(jié)液壓泵液壓馬達1的排量。
在以上的實施例中，對于只采用一對液壓泵液壓馬達傳遞動力的所謂的HST型裝置進行了介紹，但本發(fā)明并非只限于此一種型式。例如將一對液壓泵液壓馬達與差動齒輪機構加以組合，由利用液壓泵液壓馬達的流體傳動系統與利用齒輪的機械傳動系統兩者，來分擔從輸入端到輸出端的動力傳遞的所謂HMT型式，也是同樣可以采用的。
本發(fā)明的結構如上所述，因而可以在完全不采用高精度位置檢測器等的情況下，能處于準確的中位狀態(tài)，從而可以防止車輛發(fā)生爬行運動的現象，同時還能實現節(jié)能運轉。而且，可以平穩(wěn)地從中位狀態(tài)向行走狀態(tài)過渡，還不會因操縱力增大而給液壓泵液壓馬達的操縱性造成不良影響。本發(fā)明是一種具有上述各種優(yōu)點的液壓式傳動裝置。
圖1至圖3表示本發(fā)明的一個實施例，圖1為液壓回路說明圖，圖2為液壓檢測手段的剖面圖，圖3是圖2上Ⅲ-Ⅲ線處的剖面圖。圖4所示為本發(fā)明另一實施例的回路說明圖，圖5為同一例中表示壓差檢測手段的剖面示意圖。
標號說明1、2……液壓泵液壓馬達3、4……液壓回路11、111……壓差檢測手段12、112……容量修正手段。
權利要求
一種由一對液壓泵液壓馬達組成的閉式回路液壓式傳動裝置，其特征在于(一)具有檢測上述各個液壓回路之間的壓差用的壓差檢測手段(二)具有在保持中立位置的操作時，將此壓差限制在設定值范圍內的控制起泵作用的那一側的液壓泵液壓馬達的排量的容量修正手段。
專利摘要
本發(fā)明設計的液壓傳動裝置，是一種由一對液壓泵液壓馬達組成的閉式回路液壓式傳動裝置。此液壓式傳動裝置具有以下兩個特點(一)具有檢測上述各條液壓回路之間壓差用的壓差檢測手段；(二)具有中位操作時用的，控制起著泵作用(將壓差限制在設定值范圍內)那一側液壓泵液壓馬達排量的容量修正手段。
文檔編號F16H61/4069GK87107273SQ87107273
公開日1988年9月7日 申請日期1987年12月5日
發(fā)明者喜多康雄, 中小路義彥 申請人:株式會社島津制作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan