專利名稱：液壓旋轉(zhuǎn)式無級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種液壓旋轉(zhuǎn)式無級(jí)變速裝置。無級(jí)變速器類型很多，均由調(diào)節(jié)系統(tǒng)和傳速系統(tǒng)組成。主要形式為機(jī)械式。常見裝置、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、多數(shù)不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。涉及到采用液壓原理的裝置不多，主要結(jié)構(gòu)由油泵-油馬達(dá)組成，如注塑機(jī)上使用的無級(jí)變速器，我國專利85108414液壓機(jī)械式變速器。這種裝置油泵與油馬達(dá)成分離組件，經(jīng)導(dǎo)油管連接，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)油管上的限流閥，調(diào)節(jié)油泵給馬達(dá)輸出的油量，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。由于調(diào)節(jié)限流閥的力小，所以易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但是，油泵與油馬達(dá)成分離組件，其結(jié)構(gòu)也復(fù)雜、體積大，低速性能差，且油泵油馬達(dá)加工精度要求高，因此價(jià)格昂貴，限制了使用范圍。
本發(fā)明的目的，是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、低速性能優(yōu)良、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、價(jià)格低廉的液壓無級(jí)變速裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將傳速系統(tǒng)裝在帶有調(diào)節(jié)系統(tǒng)的油箱內(nèi)，在啟動(dòng)過程中，通過增壓室與減壓室的油壓壓力差的周期變化，使得油箱內(nèi)的油液從靜止到運(yùn)動(dòng)平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，在運(yùn)動(dòng)過程中，通過調(diào)節(jié)油箱內(nèi)油的壓力，破壞油箱內(nèi)油液的原運(yùn)動(dòng)平衡狀態(tài)，使其達(dá)到新的運(yùn)動(dòng)平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。
結(jié)合

圖1、圖2敘述本發(fā)明的技術(shù)方案圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)2本發(fā)明的工作原理圖如圖1所示調(diào)節(jié)系統(tǒng)由油箱體1、活塞4、活塞蓋5和調(diào)壓閥6組成。傳速系統(tǒng)由輸入軸8、旋轉(zhuǎn)活塞9、輸出軸10、旋轉(zhuǎn)活塞套11、油室閥12、彈簧13、旋轉(zhuǎn)活塞套蓋15組成，傳速系統(tǒng)裝在油箱體1內(nèi)。
本發(fā)明的調(diào)整系統(tǒng)是這樣工作的活塞4安裝在油箱體1內(nèi)，與調(diào)壓閥6觸接，調(diào)壓閥6裝在活塞蓋5內(nèi)。當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)壓閥6使活塞4做進(jìn)出往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過壓力油孔3、以改變油箱空間的油壓，達(dá)到調(diào)節(jié)油壓的目的。
本發(fā)明的傳速系統(tǒng)是這樣工作的多面柱體的旋轉(zhuǎn)活塞9，一端與輸入軸8連接，其整體裝在圓形腔的旋轉(zhuǎn)活塞套11內(nèi)。旋轉(zhuǎn)活塞套11圓形腔一端裝活塞套蓋15，另一端與輸出軸10連接，腔壁上裝有油室閥12和彈簧13。油室閥12在旋轉(zhuǎn)活塞9的旋轉(zhuǎn)作用和彈簧13的彈力作用下，做徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。多面柱體的旋轉(zhuǎn)活塞9的大弧曲面與旋轉(zhuǎn)活塞套11的內(nèi)表面之間的空間，組成油室，油室閥12可將油室分成增壓室16和減壓室17，在旋轉(zhuǎn)活塞套11上靠近油室閥12處開有導(dǎo)油孔7，導(dǎo)油孔7可從增壓室16向油箱體內(nèi)空間充油。
如圖2(a)所示，在啟動(dòng)過程中，輸入軸8帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)活塞9做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一方面，迫使油室閥12向上運(yùn)動(dòng)。另一方面，使油室閥12左邊的油室容積增大，油壓變小，使其形成減壓室17，同時(shí)，使油室閥12右邊的油室容積減小，油壓變大，使其形成增壓室16。這時(shí)，兩個(gè)油室之間產(chǎn)生壓力差，增壓室16的壓力大于減壓室17的壓力，增壓室16就給油室閥12一個(gè)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)活塞套11轉(zhuǎn)動(dòng)，將速度付給輸出軸10，輸出速度。在增壓室16容積減小和減壓室17容積增大過程中，油箱體1內(nèi)的油發(fā)生三個(gè)流向運(yùn)動(dòng)(1)由于增壓室16內(nèi)的油壓大于油箱體內(nèi)的油壓，增壓室16內(nèi)的油經(jīng)導(dǎo)油孔7向油箱空間排出，(2)由于油室閥12在彈簧13的作用下，與旋轉(zhuǎn)活塞9的大弧曲面a保持線接觸，增壓室16內(nèi)的油向減壓室17內(nèi)滲透。(3)由于旋轉(zhuǎn)活塞9的曲面和旋轉(zhuǎn)活塞套11之間的容積沒有發(fā)生變化，其間的油壓大于減壓室17內(nèi)的油壓，小于增壓室16內(nèi)的油壓，又由于旋轉(zhuǎn)活塞9的曲面c和旋轉(zhuǎn)活塞套11之間有裝配間隙，所以，一方面b曲面的容積的油向減壓室17流動(dòng)，另一方面增壓室16內(nèi)的油向b曲面容積內(nèi)流動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞9的位置在如圖2(b)所示時(shí)，油箱體1中發(fā)生了兩個(gè)狀態(tài)變化(1)減壓室17的容積由半個(gè)a面變成一個(gè)a面，原增壓室16的容積變?yōu)榱?。但是，?dāng)旋轉(zhuǎn)活塞9的c面一過導(dǎo)油孔7時(shí)，由于原增壓室16曾向油箱體空間排油，加之旋轉(zhuǎn)活塞9的b面容積向減壓室16滲油，造成b面空間的油壓小于油箱體的油壓，油箱體的油經(jīng)導(dǎo)油孔7向b面容積充油，增大其油壓，形成新的增壓室16′，(2)在旋轉(zhuǎn)活塞9的c面過了導(dǎo)油孔7，未到達(dá)圖2(b)狀態(tài)期間，由于油箱體1內(nèi)油的(2)、(3)運(yùn)動(dòng)流量很小，所以，減壓室17的容積變化，大于其容積內(nèi)油量的變化，仍保持了新增壓室16′的油壓大于減壓室17內(nèi)的油壓，新增壓室16′仍對(duì)油室閥12有一個(gè)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的扭力。這兩個(gè)狀態(tài)變化，保證了增壓室16(16′)對(duì)油室閥12的扭力的連續(xù)性。當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞9的c面經(jīng)過油室閥12后，旋轉(zhuǎn)活塞9與旋轉(zhuǎn)活塞套11的相對(duì)位置狀，逐漸變化到圖2(a)所示狀態(tài)，然而，減壓室17內(nèi)的油壓狀態(tài)已完全發(fā)生了改變，因?yàn)?，旋轉(zhuǎn)活塞9的c面一過油室閥12形成新的減壓室17幾乎處于真空狀態(tài)，其內(nèi)的油量只依靠油箱體1內(nèi)的油的流向運(yùn)動(dòng)(2)和(3)得到補(bǔ)充。如此，經(jīng)過真空-補(bǔ)充-真空-補(bǔ)充的有限次周期變化，使得油箱體1內(nèi)的油由原始靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到運(yùn)動(dòng)平衡狀態(tài)，完成啟動(dòng)過程的無級(jí)變速。
油箱體1內(nèi)，油的三個(gè)流向運(yùn)動(dòng)，可減少啟動(dòng)瞬間，增壓室16和減壓室17之間油壓差的急劇變化，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速啟動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)極端情況下的啟動(dòng)(1)空轉(zhuǎn)啟動(dòng)，當(dāng)油箱體1內(nèi)的油壓低于某一閾值V1時(shí)，增壓室16給油室閥12的扭矩，小于輸出軸10的承載負(fù)荷，旋轉(zhuǎn)活塞套11就一直處于靜止?fàn)顟B(tài)，本發(fā)明的裝置就相當(dāng)于離合狀態(tài)。(2)剛性啟動(dòng)，當(dāng)油箱體1內(nèi)的油壓高于某一閾值V2時(shí)，其內(nèi)部的三個(gè)流向運(yùn)動(dòng)基本停止或完全停止，旋轉(zhuǎn)活塞9和旋轉(zhuǎn)活塞套11相當(dāng)于剛性連接，實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)，具有最高傳速效率。
顯然，本發(fā)明的裝置(1)從啟動(dòng)開始到輸出軸穩(wěn)速轉(zhuǎn)動(dòng)之間的時(shí)間間隔t與油箱體1內(nèi)的油壓有關(guān)。在油壓閾值V1-V2之間調(diào)節(jié)油壓大小，可控制t的長短，油壓接近V1，t長，遠(yuǎn)離V1，t短，以適用于不同的啟動(dòng)要求。(2)啟動(dòng)過程完結(jié)之后。輸入軸與輸出軸之間的速比n也與油箱體1內(nèi)的油壓有關(guān)，將油箱體1內(nèi)的油壓控制在閾值V1-V2之間某一狀態(tài)，可控制傳速比n在0-1之間，以適用于不同的傳速要求在運(yùn)動(dòng)過程中，通過調(diào)節(jié)調(diào)壓閥6，改變油箱體1內(nèi)的油壓，破壞了原油箱體1內(nèi)油的運(yùn)動(dòng)平衡狀態(tài)，在新的油壓條件下，經(jīng)過t間隔，使得油箱體1內(nèi)的油的運(yùn)動(dòng)并建立新的平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。調(diào)節(jié)調(diào)壓閥6的速度及進(jìn)出位置的不同，可適用于不同的無級(jí)傳速要求。
為了提高本發(fā)明的傳速靈敏性，一方面要求，當(dāng)增壓室16一經(jīng)導(dǎo)油孔7排出少量油，就可改變箱體空間的油壓狀態(tài)，為新增壓室16′快速充油做好準(zhǔn)備，因而油箱體內(nèi)空間以小為好，一般達(dá)到旋轉(zhuǎn)活塞套11與油箱體1為動(dòng)配合裝配公差為佳，另一方面，油箱體內(nèi)空間小時(shí)，其儲(chǔ)油量不多，當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞套11上的導(dǎo)油孔7未運(yùn)動(dòng)到調(diào)節(jié)系統(tǒng)正下方時(shí)，儲(chǔ)油量滿足不了為新增壓室16′快速充油的需要。因此，為了克服這一不足，可在旋轉(zhuǎn)活塞套11的外表面開一儲(chǔ)油槽14，儲(chǔ)油槽14與導(dǎo)油孔7相通本發(fā)明裝置中，油室閥12的個(gè)數(shù)為旋轉(zhuǎn)活塞9的大弧曲面數(shù)少于1為宜，且均布在旋轉(zhuǎn)活塞套11上。
本發(fā)明的技術(shù)特征在于1、調(diào)節(jié)系統(tǒng)與傳速系統(tǒng)裝在一個(gè)油箱體1內(nèi)，由壓力油孔3連通。
(1)調(diào)節(jié)系統(tǒng)由油箱體1活塞4，活塞蓋5和調(diào)壓閥6組成，活塞4裝在油箱體1內(nèi)，調(diào)壓閥6裝在活塞蓋5內(nèi)，與活塞4觸接;
(2)傳速系統(tǒng)輸入軸8，旋轉(zhuǎn)活塞9，輸出軸10，旋轉(zhuǎn)活塞套11，油室閥12，彈簧13和旋轉(zhuǎn)活塞套蓋15組成;旋轉(zhuǎn)活塞9一端與輸入軸8連接，整體裝在旋轉(zhuǎn)活塞套11內(nèi)，旋轉(zhuǎn)活塞套11一端裝有旋轉(zhuǎn)活塞套蓋15，另一端與輸出軸10連接，在其內(nèi)壁上開有槽，槽內(nèi)裝有油室閥12和彈簧13，在槽旁邊開有穿通內(nèi)外壁的導(dǎo)油孔7，導(dǎo)油孔7位于旋轉(zhuǎn)方向箭頭的尾端一邊。
2、調(diào)節(jié)系統(tǒng)可設(shè)置在油箱體1或油箱蓋2任一位置，以便調(diào)節(jié)調(diào)壓閥6。
3、旋轉(zhuǎn)活塞9由大小弧面構(gòu)成多面柱體，大弧面可呈正曲面、平面、負(fù)曲面，小弧面可呈一條棱。
4、旋轉(zhuǎn)活塞套11外表面上可開儲(chǔ)油槽14，儲(chǔ)油槽14和導(dǎo)油孔7連通。
5、油室閥個(gè)數(shù)比旋轉(zhuǎn)活塞大弧曲面少1為宜。
本發(fā)明因?yàn)檎{(diào)節(jié)系統(tǒng)和傳速系統(tǒng)裝在一個(gè)油箱體內(nèi)，且另部件少，所以，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小成本低廉，調(diào)節(jié)系統(tǒng)易自動(dòng)控制。同時(shí)，由于傳速系統(tǒng)浸泡在油液內(nèi)，運(yùn)轉(zhuǎn)過程磨損小，低速性能優(yōu)良，這些優(yōu)點(diǎn)使本發(fā)明具有廣泛的使用范圍。
附圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖附圖2(a)、2(b)本發(fā)明原理圖1.油箱體7.導(dǎo)油孔13.彈簧2.箱體蓋8.輸入軸14.儲(chǔ)油槽3.壓力油孔 9.旋轉(zhuǎn)活塞 15.旋轉(zhuǎn)活塞套蓋4.活塞 10.輸出軸 16.增壓油室5.活塞蓋11.旋轉(zhuǎn)活塞套 17.減壓油室6.調(diào)壓閥12.油室閥
權(quán)利要求
1.一種液壓旋轉(zhuǎn)式無級(jí)變速裝置，由油箱體1，調(diào)節(jié)系統(tǒng)與傳速系統(tǒng)組成，其特征在于調(diào)節(jié)系統(tǒng)和傳速系統(tǒng)裝在油箱體1內(nèi)a、調(diào)節(jié)系統(tǒng)由油箱體1、活塞4、活塞蓋5和調(diào)壓閥6組成，活塞4裝在油箱體1內(nèi)，調(diào)壓閥6裝在活塞蓋5內(nèi)與活塞4觸接b、傳速系統(tǒng)由輸入軸8、旋轉(zhuǎn)活塞9、輸出軸10、旋轉(zhuǎn)活塞套11、油室閥12、彈簧13和旋轉(zhuǎn)活塞套蓋15組成，旋轉(zhuǎn)活塞9一端與輸入軸8連接，整體裝在旋轉(zhuǎn)活塞套11內(nèi)，旋轉(zhuǎn)活塞套11一端裝有旋轉(zhuǎn)活塞套蓋15，另一端與輸出軸10連接；在旋轉(zhuǎn)活塞套11內(nèi)壁上開有槽，槽內(nèi)裝有油室閥12和彈簧13，在槽旁一邊開有穿通內(nèi)外壁的導(dǎo)油孔7，導(dǎo)油孔7位于旋轉(zhuǎn)方向箭頭的尾端一邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)系統(tǒng)可設(shè)置在油箱體1任一位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)活塞9由大小弧面構(gòu)成多面柱體，大弧面可呈正曲面、平面，負(fù)曲面;小弧面可呈一條棱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)活塞套11外表面上可開儲(chǔ)油槽14，且與導(dǎo)油孔7連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于油室閥12的個(gè)數(shù)均布在旋轉(zhuǎn)活塞套11的圓平面內(nèi)且比旋轉(zhuǎn)活塞9的大弧曲面少1為宜。
全文摘要
液壓旋轉(zhuǎn)式無級(jí)變速器，調(diào)節(jié)系統(tǒng)與傳速系統(tǒng)裝在一個(gè)油箱內(nèi)。在啟動(dòng)和運(yùn)動(dòng)過程中，通過調(diào)節(jié)油箱內(nèi)的油壓，改變油液的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)傳速?？蓾M足傳速比在0～1之間和傳速時(shí)間任意調(diào)節(jié)的各種無級(jí)變速要求。本發(fā)明的裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低，低速性能優(yōu)良，調(diào)節(jié)系統(tǒng)易自動(dòng)控制，具有廣泛的使用范圍。
文檔編號(hào)F16H47/00GK1094138SQ9312058
公開日1994年10月26日 申請(qǐng)日期1993年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月27日
發(fā)明者陳展光 申請(qǐng)人:陳展光