專利名稱：聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械類變速變矩器。
傳統(tǒng)的無(wú)級(jí)變速變矩器，在性能、效率、價(jià)格等方面都存在著這樣那樣的缺點(diǎn)。其中的一個(gè)主要原因就是傳統(tǒng)的無(wú)級(jí)變速器幾乎無(wú)例外地在任何情況下都需將全部傳輸能量進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)換，從而帶來(lái)很大的損失、導(dǎo)致問(wèn)題的發(fā)生。
本發(fā)明的目的是提供一種利用傳動(dòng)時(shí)作用在殼體上的力矩直接作為輸出力矩、減少兩次能量轉(zhuǎn)換份額的一種聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。
一種變速變矩器，其特征在于它包括一個(gè)由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的二次能量發(fā)生裝置，其轉(zhuǎn)軸即為輸入軸1，其殼體上則連有輸出軸14，并在二次能量輸出口與回收口之間，設(shè)一調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速的調(diào)速裝置10、11。這樣，由原動(dòng)機(jī)輸入的功率n1M1的n2M2部分就將在幾乎沒(méi)有損失的條件下，直接從與殼體相連的輸出軸輸出，而只將剩下的(n1-n2)M1部分，由二次能量發(fā)生裝置以二次能量形式輸出并可通過(guò)所設(shè)置的調(diào)速裝置，進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)以及能量的轉(zhuǎn)換。
所說(shuō)的二次能量發(fā)生裝置可為一定量液壓泵6、7，并在泵體6的外周固設(shè)一個(gè)由2～10對(duì)噴咀組成的、在變速時(shí)能向外噴出油液的噴咀環(huán)9；在噴咀環(huán)外設(shè)一固定的能將噴出油液降速、增壓并引導(dǎo)進(jìn)入回流道的導(dǎo)流器8借以收回能量。
在所說(shuō)的噴咀環(huán)上的噴咀內(nèi)，設(shè)有可改變噴口面積的調(diào)速閥35，其開(kāi)度的大小可由設(shè)在殼體上的能改變調(diào)速閥位置的手動(dòng)往復(fù)式調(diào)速器10加以改變，達(dá)到控制噴出流量Q＝(n1－n2)qp，調(diào)節(jié)輸出軸轉(zhuǎn)速n2的目的。
所說(shuō)的調(diào)節(jié)調(diào)速閥開(kāi)度的調(diào)速裝置還可做成自動(dòng)式的，這時(shí)，可將設(shè)在調(diào)速閥后方的那個(gè)小滑閥31的上方，加設(shè)一個(gè)小彈簧33，下部則與一個(gè)小活塞40相聯(lián)，并與相應(yīng)的進(jìn)出油路39、41相通，以達(dá)到n2能自動(dòng)隨轉(zhuǎn)矩(油壓)改變的目的。
也可在所說(shuō)的定量液壓泵泵體的后方設(shè)置一個(gè)殼體15與泵體6固連的、轉(zhuǎn)子16與基座2固接的變量油馬達(dá)，調(diào)節(jié)油馬的排量qm使n2qm＝(n1－n2)qp，輸出轉(zhuǎn)速n2，和轉(zhuǎn)矩M2就可得到調(diào)節(jié)。
為了補(bǔ)充系統(tǒng)內(nèi)的油液，可在所說(shuō)的定量液壓泵和變量油馬達(dá)的殼體上設(shè)一斷面呈U字形的補(bǔ)油室20、一個(gè)與之相通的補(bǔ)油單向閥21以及一個(gè)固定在基座上的補(bǔ)油箱24和與其相通的補(bǔ)油管路22及閥門23。
此外，在定量液壓泵和變量油馬達(dá)的進(jìn)排油管路之間還設(shè)有由溢流閥19和進(jìn)出油路組成的過(guò)負(fù)載即超扭矩保護(hù)裝置。
當(dāng)所說(shuō)的二次能量發(fā)生裝置是發(fā)電機(jī)30時(shí)，其轉(zhuǎn)軸可與一個(gè)行星輪系的太陽(yáng)輪28相連接，其定子30則固接在輸出軸14上，并與行星輪系的內(nèi)齒圈27、臂架29組裝在一起。
在所說(shuō)的發(fā)電機(jī)外設(shè)置一臺(tái)拖動(dòng)輸出軸14的電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子可直接或經(jīng)齒輪與輸出軸相聯(lián)，其定子22則固定在基座2上。
此外，在所說(shuō)的發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間設(shè)有由饋電環(huán)31及變頻器或變阻器11組成的調(diào)速裝置。
本發(fā)明積極效果1、本發(fā)明的最高效率可達(dá)96～98％(取決泵的容積效率)，比傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)裝置高16～20％；比設(shè)計(jì)精良的液力變矩器也高10％左右；尤其是在額定轉(zhuǎn)速附近，效率的提高更為顯著。此外，本發(fā)明的高效率區(qū)可以做得比常規(guī)變速器更寬。
2、省去常規(guī)的油液傳輸管路，結(jié)構(gòu)緊湊成本低，3、主要元件的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行速度均低于同類常規(guī)裝置，故其壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低。
4、由于設(shè)有過(guò)載保護(hù)裝置，故能有效地防止因過(guò)載而引發(fā)的各種故障。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1A是第一個(gè)實(shí)施例的調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1B是第一個(gè)實(shí)施例的調(diào)速器的手控調(diào)速裝置示意圖。
圖1C是第一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)調(diào)速器的示意圖。
圖2是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)解釋。
具體實(shí)施例方式1、聯(lián)軸節(jié)式液力反沖型變速變矩器一種以液體為介質(zhì)的實(shí)施例，如圖1。
輸入軸1與液壓泵的轉(zhuǎn)子7相聯(lián)，并以轉(zhuǎn)速n1，轉(zhuǎn)矩M1向泵輸入動(dòng)力。液壓泵的泵體6則聯(lián)接在輸出軸14上。泵體的外周為噴咀環(huán)9，它與泵的排出口相通，并可經(jīng)環(huán)上的約2-10對(duì)噴咀，在變速時(shí)，視傳動(dòng)功率及調(diào)速范圍大小向外噴射液流，借助噴出時(shí)的反作用力推動(dòng)泵體旋轉(zhuǎn)。噴出的流體，經(jīng)固定在外殼2上的導(dǎo)流器8和回流道5的引導(dǎo)，降低流速提高壓力后返回泵的吸入口。當(dāng)通過(guò)設(shè)在殼體一端的調(diào)節(jié)手輪11及與其相聯(lián)的調(diào)速器10，改變投入工作的噴咀數(shù)目和它的噴流量時(shí)，油泵輸出的油量Q也就得到改變，由于這時(shí)的流量Q正比于輸入轉(zhuǎn)速n1與輸出轉(zhuǎn)速n2之差，即Q＝qp(n1－n2)，所以輸出轉(zhuǎn)速n2也就會(huì)因Q的改變而得到調(diào)節(jié)。這時(shí)，作用在輸出軸上的轉(zhuǎn)矩M2除經(jīng)由液壓泵泵體傳來(lái)的M1外，還包括經(jīng)由噴咀環(huán)9產(chǎn)生的反沖力矩M1′即M2＝M1＋M1′。噴出液體的另一部份動(dòng)能，則由導(dǎo)流器8回收后返回液壓泵，以改善反沖部份的傳輸效率。
本變速器的手動(dòng)調(diào)速器包括一設(shè)在殼體一端的帶有螺紋輪轂的調(diào)節(jié)手輪11和一個(gè)與手輪以凸塊-環(huán)槽相聯(lián)的調(diào)速器10(見(jiàn)圖1B)以便在轉(zhuǎn)動(dòng)11時(shí)，10即能沿設(shè)在輸出軸上的長(zhǎng)鍵作軸向移動(dòng)，并利用自己的錐體部份，將一對(duì)(或數(shù)對(duì))調(diào)速滑閥31升起或降下，從而打開(kāi)或關(guān)閉一條或數(shù)條油路(視閥31的升降距離而定)，泄出或堵住調(diào)速閥35后方油腔中的油液，使閥35在左右兩側(cè)油壓差(右側(cè)通高壓腔，左側(cè)則經(jīng)小孔道36與高壓腔相通)及彈簧力的作用下，向左或右移動(dòng)，直到以自己的端部關(guān)閉或打開(kāi)位于缸壁上的最后一條可通向低壓側(cè)的排油孔口時(shí)為止，這樣實(shí)際參與噴油的噴咀對(duì)數(shù)和噴出口面積就得到改變，噴出流量和輸出轉(zhuǎn)速也就因此得到調(diào)節(jié)、本變速器的調(diào)速也可自動(dòng)完成。它與上述手動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)的差別，主要是在調(diào)速滑閥31的下端，附連一個(gè)小活塞40，而在上端則加設(shè)一根彈簧33，活塞和滑閥同在一個(gè)與之配合的小油缸內(nèi)工作(見(jiàn)圖1C)，且在其中部開(kāi)有一個(gè)泄油口39底部連接一根通向高壓腔的油路41，這樣，就能在輸出轉(zhuǎn)矩升高時(shí)，借助于升高了的油壓，使作用在小活塞40底部的推力增加，壓縮彈簧33，使滑閥自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)向上的位移，打開(kāi)閥口，泄出調(diào)速閥左腔中的油液(動(dòng)作與手控時(shí)相同)，開(kāi)大噴口，增大噴油量，轉(zhuǎn)速也就自動(dòng)得到減少，(轉(zhuǎn)矩減少時(shí)的動(dòng)作與此相反)故適用于要求轉(zhuǎn)速能隨轉(zhuǎn)矩按一定規(guī)律改變的場(chǎng)合?；蚪韪淖?1處油壓變成手動(dòng)油壓調(diào)速器。
為了改善變速器的工作條件，故在出軸處設(shè)置軸承4、12以及軸封3、13。
變速器的補(bǔ)油可通過(guò)外殼上的注油口(圖上未示出)補(bǔ)入。
當(dāng)變速范圍和變速頻度甚大時(shí)，可在變速器外設(shè)冷卻器，并通過(guò)外殼上的進(jìn)出管路使器內(nèi)液體及時(shí)得到冷卻。
2、聯(lián)軸節(jié)式油馬達(dá)型變速變矩器本實(shí)施例如圖2。輸入軸1與定量液壓泵的轉(zhuǎn)子7相聯(lián)，但泵體6除與輸出軸14固接外，還通過(guò)閥板17與變量油馬達(dá)殼體15相聯(lián)并使油馬達(dá)轉(zhuǎn)子16經(jīng)法蘭固定在機(jī)座2上。當(dāng)通過(guò)調(diào)節(jié)桿11改變油馬達(dá)的排量qm時(shí)，就有qm2＝qp(n1-n2)，定量液壓泵的實(shí)際輸出油量以及輸出軸的轉(zhuǎn)速n2也就得到改變。這時(shí)的理論輸出轉(zhuǎn)矩M2＝M1＋1.59gmp可見(jiàn)當(dāng)n2愈低，油馬達(dá)的排量qm愈大油壓p愈高時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩M2也愈大。
為了及時(shí)補(bǔ)入外漏油液，設(shè)有補(bǔ)油油箱24，調(diào)節(jié)閥23、補(bǔ)油管22、補(bǔ)油室20以及單向閥21，以便借助回轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力順利地將油從吸入側(cè)補(bǔ)入系統(tǒng)。油液的冷卻一般可經(jīng)由殼體散熱解決，必要時(shí)可按上例方法作強(qiáng)制冷卻。放氣閥18用來(lái)在必要時(shí)放出積聚在液體空間的空氣。溢流閥19則用來(lái)防止輸出、入軸的過(guò)載。
本實(shí)施例可根據(jù)變速范圍及對(duì)高效區(qū)的要求做成定量泵—變量油馬達(dá)式或變量泵—變量油馬達(dá)式，以滿足各種不同的需要(包括變向傳動(dòng))。
3、聯(lián)軸節(jié)式電力型變速變矩器；本例除采用電力變送外，還具有機(jī)械一電力復(fù)合變速傳動(dòng)的特點(diǎn)，如圖3所示。
輸入軸1通過(guò)系桿25與輪系的行星齒輪26相接，并通過(guò)26與內(nèi)齒輪27及外齒輪28的嚙合，按輪系的特性，以不同的速度將轉(zhuǎn)矩分別傳遞給輸出軸14(經(jīng)由轉(zhuǎn)臂29)和發(fā)電機(jī)30的軸。由于發(fā)電機(jī)的機(jī)體固定在輸出軸上，因此，在變速時(shí)電樞除向14直接輸出轉(zhuǎn)矩外還將因自己與14的轉(zhuǎn)速差而發(fā)出電能，經(jīng)饋電環(huán)31饋集后，引向調(diào)速器(變頻器或其它)11，調(diào)制后送入電動(dòng)機(jī)32，使其裝在14上(或經(jīng)齒輪聯(lián)到14上)的轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生輸出所要求的轉(zhuǎn)速，達(dá)到變矩的目的，由于本變速器傳輸功率的相當(dāng)部份是通過(guò)齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，故電機(jī)的轉(zhuǎn)矩可大大減小，并可望獲得較佳的傳動(dòng)效率。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于它包括一個(gè)由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的二次能量發(fā)生裝置，并以后者的轉(zhuǎn)軸作為輸入軸[1]，并在后者的殼體上連接一軸作為輸出軸[14]，并在二次能量發(fā)生裝置的出入口之間，設(shè)有調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速的調(diào)速裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于所說(shuō)的二次能量發(fā)生裝置為一定量液壓泵，并在泵體[6]的外周固設(shè)置一個(gè)由2～10對(duì)噴咀[37]組成的、在變速時(shí)能自高壓腔[38]向外噴出油液的噴咀環(huán)[9]；在噴咀環(huán)外又設(shè)有一固定的能將噴出油液降速、增壓導(dǎo)入回流道[5]的導(dǎo)流器[8]。
3.按照權(quán)利要求2所述的聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于所說(shuō)的噴咀環(huán)[9]上的噴咀[37]內(nèi)設(shè)有可改變噴口面積的調(diào)速閥[35]，其開(kāi)度的大小可由設(shè)在殼體上的能使調(diào)速閥[35]改變位置的手動(dòng)往復(fù)式調(diào)速器[10][11]及相應(yīng)的滑閥[31]彈簧[33]和堵頭[32]。
4.按照權(quán)利要求3所述的聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于所說(shuō)的調(diào)節(jié)調(diào)速閥開(kāi)度的調(diào)速器是由設(shè)置在調(diào)速器后方的由小活塞[40]與之相聯(lián)的小滑閥[31]，和位于小滑閥上部的彈簧[33]以及相應(yīng)的進(jìn)出油路[41]、[39]所組成的自動(dòng)調(diào)速裝置。
5.按照權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于所說(shuō)的二次能量發(fā)生裝置為一定量液壓泵，且在泵體的后方設(shè)置一個(gè)殼體[15]與泵體[6]固連的，轉(zhuǎn)子[16]與基座[2]固接的變量油馬達(dá)。
6.按照權(quán)利要求5所述的聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于所說(shuō)的定量液壓泵和變量油馬達(dá)的殼體上設(shè)有斷面呈U字形的補(bǔ)油室[20]、與之相通的補(bǔ)油單向閥[21]以及一個(gè)固定在基座上的補(bǔ)油箱[24]和與其相聯(lián)的補(bǔ)油管路[22]及閥門[23]所組成的補(bǔ)油系統(tǒng)。
7.按照權(quán)利要求5所述的聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于在定量液壓泵(和變量油馬達(dá))的進(jìn)排油管路之間設(shè)有一個(gè)由溢流閥[19]和進(jìn)出油路組成的過(guò)負(fù)荷即超扭矩保護(hù)裝置。
8.按照權(quán)利要求1所述的聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于所說(shuō)的二次能量發(fā)生裝置，是一臺(tái)發(fā)電機(jī)[30]，其轉(zhuǎn)軸與行星輪系的太陽(yáng)輪[28]相連接，發(fā)電機(jī)[30]的定子固接在輸出軸[14]上，并與行星輪系的內(nèi)齒圈[27]、臂桿[29]組裝在一起。
9.按照權(quán)利要求8所述的聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于所說(shuō)的發(fā)電機(jī)外設(shè)有一臺(tái)拖動(dòng)輸出軸[14]的電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子可經(jīng)齒輪或直接與輸出軸[14]相聯(lián)，其定子[32]則固定在基座[2]上。
10.按照權(quán)利要求9所述的聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于所說(shuō)的電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)之間設(shè)有由饋電環(huán)[31]及變頻器或變阻器[11]構(gòu)成的調(diào)速裝置。
全文摘要
一種聯(lián)軸節(jié)式無(wú)級(jí)變速變矩器，其特征在于它包括一個(gè)由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的二次能量發(fā)生裝置，并以后者的轉(zhuǎn)軸作為輸入軸1，并在后者的殼體上連接一軸作為輸出軸14，并在二次能量發(fā)生裝置的出入口之間，設(shè)有調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速的調(diào)速裝置。本發(fā)明的積極效果最高效率可達(dá)96～98％，比傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)裝置高16～20％；比設(shè)計(jì)優(yōu)良的液力變矩器也可高10％左右；尤其是在額定轉(zhuǎn)速附近，效率的提高更為顯著；此外，本發(fā)明的高效率區(qū)可以做得比常規(guī)變速器更寬。
文檔編號(hào)F16H35/00GK1152680SQ9511395
公開(kāi)日1997年6月25日 申請(qǐng)日期1995年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月28日
發(fā)明者楊春齡 申請(qǐng)人:楊春齡