專利名稱：帶有簡化傳動比控制器的靜液壓傳動裝置的制作方法
相關(guān)申請本申請涉及序號為PCT/U.S.92/00257、申請日為1992.01.14，標題為“液壓機”的我的國際專利申請和標題為“連續(xù)可變速的靜液壓傳動裝置”的序號為(35-OR-949)、申請日為的我的申請。這里引用這些相關(guān)的共同未決申請的公開內(nèi)容供參考。
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及液壓機，更具體點說，涉及能夠以連續(xù)(無級)可變的傳動比將動力從原動機傳送到負載的靜液壓傳動裝置。
本發(fā)明的背景在我引用的PCT申請中公開了一種液壓機械，包括一個液壓泵單元和一個液壓馬達單元，兩者相向地設(shè)在一根軸線上，中間有一楔形旋轉(zhuǎn)斜盤。泵單元連接到一根被原動機驅(qū)動的輸入軸，而馬達單元則坐落在固定的機殼內(nèi)。有一與輸入軸同心并可驅(qū)動地聯(lián)在負載上的輸出軸連接到旋轉(zhuǎn)斜盤上。當泵單元被原動機驅(qū)動時，工作液通過旋轉(zhuǎn)斜盤內(nèi)特殊構(gòu)形的孔口在泵單元和馬達單元之間來回地被泵壓。結(jié)果成為三個都作用在同一方向上的轉(zhuǎn)矩分量施加在旋轉(zhuǎn)斜盤上，從而在輸出軸上產(chǎn)生可驅(qū)動負載的輸出轉(zhuǎn)矩。其中一個分量是旋轉(zhuǎn)的泵單元施加在旋轉(zhuǎn)斜盤上的機械分量。另一個分量是馬達單元施加在旋轉(zhuǎn)斜盤上的液力機械分量。第三個分量純粹是靜液壓分量，它是由液壓作用在沿圓周對置的斜盤孔口端面上的流體壓力產(chǎn)生的不均勻力引起的，這些孔口因斜盤的楔形而具有不同表面積。
為了改變傳動比，旋轉(zhuǎn)斜盤相對于輸出軸軸線的角度取向可以改變。由于傳動比即速比可在1∶0和1∶1之間變化，因此原動機可選擇其最有效的操作點以恒定的速比設(shè)定運轉(zhuǎn)?？刹捎?∶0(空檔的)傳動比設(shè)定而無須離合器。在傳動的連續(xù)可變的靜液壓傳動裝置中，工作液的流量率隨著傳動比的增加而成比例地增加，因而最大的流量率發(fā)生在最高的傳動比設(shè)定上。而在我的PCT申請中所公開的液壓機中，液壓機內(nèi)的流量率是在傳動比范圍的中點達到最大，以后逐漸減少，在最高的傳動比設(shè)定上基本為0。這樣，由于工作液流動而造成的損失便可減少，傳統(tǒng)的靜液壓傳動在高傳動比時產(chǎn)生的煩人的變調(diào)便可防止。由于它有多個轉(zhuǎn)矩分量施加在旋轉(zhuǎn)圓盤上，在輸出速比范圍的上半部工作液的流量率可減少，以及有能力適應原動機的最佳性能的輸出，因此在我的PCT申請中提出的液壓機作為車輛傳動系中的高效、安靜、連續(xù)可變的靜液壓傳動裝置具有特別有利的應用場合。
本發(fā)明的綜述本發(fā)明的一個目的是要在我的PCT申請?zhí)枮镻CT/U.S.92/00257的液壓機上作出改進，以便在尺寸、零件數(shù)和制造費用上達到節(jié)約。
本發(fā)明另一個目的是要在調(diào)節(jié)機內(nèi)高壓和低壓工作液流動的裝置上和改變傳動比的方式、即調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)斜盤角度上作出改進。
為了達到這些目的，本發(fā)明的液壓機，在它用作連續(xù)可變的靜液壓傳動裝置時具有一個機殼；一根以其軸頸被支承在機殼內(nèi)用來接受來自原動機的輸入轉(zhuǎn)矩的輸入軸；一根以其軸頸被支承在機殼內(nèi)用來將驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳給負載的輸出軸；一個液壓泵單元包括一個被輸入軸驅(qū)動并裝著一環(huán)列泵活塞的第一支架；一個設(shè)有一環(huán)列泵缸以便分別用來安裝泵活塞的第一缸體；以及一個相對于第一支架而裝著第一缸體的第一球形支座；一個液壓馬達單元包括一個固定在機殼上并裝著一環(huán)列馬達活塞的第二支架；一個設(shè)有一環(huán)列馬達缸以便分別用來安裝馬達活塞的第二缸體；以及一個相對于第二支架而裝著第二缸體的第二球形支座；一個楔形旋轉(zhuǎn)圓盤包括多個在面向泵單元的輸入面和面向馬達單元的輸出面之間延伸的孔口；一個連接件可繞樞軸旋轉(zhuǎn)地將旋轉(zhuǎn)斜盤與輸出軸以可傳送轉(zhuǎn)矩的關(guān)系偶合在一起；一個傳動比控制器可有選擇地將協(xié)調(diào)的軸向力施加在第一和第二缸體上以便根據(jù)所需的傳動比可調(diào)節(jié)地設(shè)定旋轉(zhuǎn)斜盤相對于輸出軸軸線的角度。
本發(fā)明的另外一些特性、優(yōu)點和目的將在下面的說明中說出，一部分通過說明便可了然，或者可從本發(fā)明的實踐中學得。本發(fā)明的目的和優(yōu)點將可用在下面的說明和權(quán)利要求及附圖中所特別指出的設(shè)備來實現(xiàn)并取得。
應該理解的是，上面的一般說明和下面的詳細說明只是示范性的和說明性的，它們被用來對請求保護的本發(fā)明提供進一步的說明。
附圖是用來幫助進一步理解本發(fā)明，它被引用在本說明書內(nèi)并構(gòu)成其一部分，與說明一起圖示本發(fā)明的一個優(yōu)先實施例，用來闡明本發(fā)明的原理。
附圖的簡要說明

圖1為本發(fā)明的連續(xù)可變的靜液壓傳動裝置的縱剖面圖，所示為一個傳動比的設(shè)定；圖2同上，只是所示為另一個不同傳動比的設(shè)定；圖3為圖1的傳動裝置所用的旋轉(zhuǎn)斜盤的側(cè)視圖；圖4為圖1的傳動裝置所用的輸入孔口板的側(cè)視圖；圖5為沿圖2的5-5線截取的局部剖面圖；圖6和7為圖1的傳動裝置所用的油路板塊的兩相反方向的側(cè)視圖；圖8為一局部剖面圖，該圖示出在圖6和7的油路板塊內(nèi)的一個低壓凹腔與在圖1的傳動裝置內(nèi)的一個低壓機殼孔口之間的液體通道；圖9為圖1的傳動裝置所用的輸出孔口板的側(cè)視圖；以及圖10為采用圖1的傳動裝置的液壓回路的示意圖。
在這幾個圖中相同的部件用相同的標號表示。
優(yōu)先實施例的詳細說明按照本發(fā)明的優(yōu)先實施例的連續(xù)可變的靜液壓傳動裝置在圖1中概括地用標號10標出。該裝置具有的基本部件為一個機殼12，在其內(nèi)有一根輸入軸14和一根同心的輸出軸16各以其軸頸被支承著，兩者一般為端對端的關(guān)系。輸入軸14在機殼外的一端被制出花鍵槽，如標號14a所示，以便于與原動機(未示出)進行驅(qū)動連接，而輸出軸16的外端備有聯(lián)軸器17以便于與負載(未示出)進行驅(qū)動連接。輸入軸14驅(qū)動一個概括地用標號18標出的液壓泵單元。而一個概括地用標號20標出的液壓馬達單元則坐落在機殼12上，與泵單元18成為在軸向相對設(shè)置的關(guān)系。一個概括地用標號22標出的斜楔狀的旋轉(zhuǎn)斜盤設(shè)在泵單元和馬達單元之間，可驅(qū)動地連接在輸出軸16上。在該斜盤內(nèi)開有多個孔口以便工作液在泵單元與馬達單元之間進行交流。一個由圖10的液壓回路內(nèi)所概括示出的各種元件組成的控制器能夠起到環(huán)繞樞軸旋轉(zhuǎn)而調(diào)節(jié)斜盤相對于輸出軸軸線25的傾斜角，從而設(shè)定輸入軸轉(zhuǎn)速對輸出軸轉(zhuǎn)速的比率即傳動比。
現(xiàn)在較詳細地參閱圖1，圓筒形的機殼12有一蓋30用一連串環(huán)列的螺栓固定在位，其中一個螺栓可在標號31處看到，以便用來封閉機殼的敞開的輸入端。輸入軸14通過蓋上的一個中心孔32伸入到機殼12內(nèi)。裝在蓋孔32上的軸承35支承著輸入軸14的軸頸使它可以旋轉(zhuǎn)。在蓋孔32和輸入軸外周面之間設(shè)有密封裝置，藉以防止工作液的泄漏。
輸入軸14的正好在蓋30內(nèi)側(cè)的部分沿著徑向張開而形成一個喇叭口形的內(nèi)終端。這個輸入軸終端的外周面上制出輪齒，形成一個正齒輪38與另一個正齒輪40嚙合，該齒輪又被連接為可以驅(qū)動一個回油泵42，該泵位在一個由下底盤46固定在機殼12上而形成的集液槽44內(nèi)。輸入軸14的內(nèi)端被锪孔而形成一個圓筒形的凹部47，可用來接納輸出軸16的直徑縮小的內(nèi)終端部。配裝在凹部47內(nèi)的軸承48為輸出軸的內(nèi)端軸頸提供了支承。裝在輸出軸16上的有下列部件一個環(huán)狀的內(nèi)端盤50，一個環(huán)狀的泵活塞支架52，一個旋轉(zhuǎn)斜盤聯(lián)軸器54，一個環(huán)狀的馬達活塞支架56，和一個環(huán)狀的油路板塊58。馬達活塞支架和油路板塊都用螺栓固定到機殼12上，其中一個螺栓可在標號59處看到。輸出軸16的另一終端為一整體構(gòu)成的端盤60，其上用螺栓固定著聯(lián)軸器17，其中一個螺栓可在標號61處看到。一個配裝在機殼12的輸出孔上的環(huán)狀軸承62給輸出軸的輸出端軸頸提供了支承。位在輸出軸16和泵活塞支架52之間及位在輸出軸16和馬達活塞支架56之間的軸承64當輸出軸相對于這些支架而旋轉(zhuǎn)時，為這些支架提供了軸頸上的支承。斜盤聯(lián)軸器54鍵裝在輸出軸上，如標號65處所示，并具有一個沿徑向延伸的臂66，其上有一孔可安裝銷釘67，以便可繞樞軸旋轉(zhuǎn)并可驅(qū)動地將旋轉(zhuǎn)斜盤22連接到輸出軸16上。一個螺帽68依靠螺紋擰合在輸出軸的帶螺紋的軸段69上借以夾緊端盤50和旋轉(zhuǎn)斜盤聯(lián)軸器54，使它們被卡緊在輸出軸上加工出的軸肩70上，這樣端盤50便可與輸出軸和旋轉(zhuǎn)斜盤聯(lián)軸器一致地旋轉(zhuǎn)。
仍請參閱圖1，在泵活塞支架52的外周表面上加工出輪齒72與一環(huán)狀齒輪74嚙合，如同在輸入軸終端36的輪齒38所做的那樣，這樣泵活塞支架52便可驅(qū)動地聯(lián)接在輸入軸14上。泵活塞支架支承著多個包括在液壓泵單元18內(nèi)的活塞。為數(shù)例如為十個的活塞，其中兩個在圖上籠統(tǒng)地用標號76標出，這些活塞以我在PCT申請中所公開的方式均勻地排列在一個與輸出軸軸線25同心的圓圈上。如圖1所示，每一泵活塞有一用沿軸向延伸的柱體79以螺紋旋入到活塞支架上的一個螺紋孔80內(nèi)而裝在活塞支架52上的活塞頭78?；钊^78被加工出一個球形的內(nèi)表面，與一在柱體79帶肩的自由端承載的內(nèi)軸襯83上鍵裝著的外環(huán)軸承82的一個球形外表面配合。結(jié)果每一活塞頭78都可略帶旋轉(zhuǎn)和徑向運動地安裝著，如同我在提到的PCT申請中公開的液壓機的情況那樣。
泵活塞支架52的圓筒形的右端部承載著一個環(huán)狀的球形支座86，其外形與在一個環(huán)狀泵缸體88的中心孔內(nèi)所加工出的球形內(nèi)表面符合。缸體88包括一個環(huán)列的活塞缸90以便用來分別安裝泵活塞76，由于泵活塞頭78和泵缸體88上球形支座的設(shè)置，便可調(diào)節(jié)泵缸體旋轉(zhuǎn)軸的旋進運動。
仍請參閱圖1，液壓馬達單元20的構(gòu)造方式基本上與液壓泵單元18相同。但正如上面指出的，相應于泵活塞支架52的環(huán)狀馬達活塞支架56是用螺栓59安裝在機殼12上的。為數(shù)與泵活塞76相當?shù)亩鄠€馬達活塞籠統(tǒng)地用標號92標出。每一馬達活塞有一活塞頭94可旋轉(zhuǎn)地裝在一個球形支座96和軸襯97上，球形支座和軸襯被一柱體98的帶肩的自由端承載，而該柱體98以螺紋旋入到馬達活塞支架56的一個螺紋孔99內(nèi)，其方式與泵活塞相同。馬達缸體100然后通過一個環(huán)狀的球形支座102可旋轉(zhuǎn)地安裝在馬達活塞支架上。又與泵缸體88的情況相同，在馬達缸體100上形成一個圓形環(huán)列的馬達缸104以便用來分別安裝馬達活塞92。由于馬達單元20被牢固地固定在機殼12上，馬達活塞92和缸體100不能轉(zhuǎn)動，但馬達活塞頭94的裝到柱體98上和馬達缸體100的裝到支架56上都用球形支座，可以調(diào)節(jié)馬達缸體軸線的旋進運動。
旋轉(zhuǎn)斜盤22通過設(shè)在泵單元18和馬達單元20之間的可操作位置上的聯(lián)軸器54可驅(qū)動地與輸出軸16連接，其輸入面110與泵缸體88的面111成為緊密的滑動接觸，而其輸出面112與馬達缸體100的面113成為緊密的滑動接觸。旋轉(zhuǎn)斜盤22的輸入面和輸出面的方向相對地成為一個銳角以便使旋轉(zhuǎn)斜盤具有斜楔狀的形狀。如圖3所示，在旋轉(zhuǎn)斜面的輸入面和輸出面之間延伸的孔口114連通著進入泵缸體88的缸90內(nèi)的各孔115和進入馬達缸體100的缸104內(nèi)的各孔116，所有這些在提到的我的PCT申請中有更多的說明和圖示。
圖3還示出由上面結(jié)合圖1提到過的聯(lián)軸器54提供的旋轉(zhuǎn)斜盤22對輸出軸16的可繞樞軸旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動的連接。在旋轉(zhuǎn)斜盤22的在軸向上加厚的盤緣上穿透地鉆出在橫向上對齊的橫向孔120并用軸襯121襯墊，然后將樞軸銷67插入使通過軸襯121和在臂66上的孔122到達圖3中所示位置，將該位置用定位螺釘123固定。按照本發(fā)明的一個特征，臂66的徑向長度被安排成使樞軸銷67的橫向軸線在徑向上的偏置距離基本上等于泵活塞76和馬達活塞92的圓形環(huán)列的半徑(相對于輸出軸軸線25而言)。這個特征可使傳動裝置10的總體長度減短，并可使改變旋轉(zhuǎn)斜盤相對于輸出軸軸線25的角度即傳動比所需的軸向力減小，這將在下面說明。
為了使旋進的旋轉(zhuǎn)斜盤22、泵缸體88和馬達缸體100的偏置質(zhì)量得到平衡，可從環(huán)狀端盤50和60上有選擇地去除一部分材料，這樣便可達到在我提出的PCT申請中曾詳細說明過的分隔平衡環(huán)的目的。
如同在我提出的PCT申請中還說明過的那樣，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)斜盤22相對于輸出軸軸線25的角度方位便可改變傳動比(即輸入軸轉(zhuǎn)速對輸出軸轉(zhuǎn)速之比)。當旋轉(zhuǎn)斜盤22的輸入面110垂直于輸出軸軸線時，泵缸體88的軸線與輸出軸軸線重合。從而泵缸體環(huán)繞其軸線的從動旋轉(zhuǎn)不帶運動的軸向分量，因此工作液沒有被泵單元18泵壓的作用。這就是傳動裝置10的無作用的(即中性的)設(shè)定。在圖1所示的斜盤角度，斜盤的輸入面110從垂直于輸出軸軸線的方向按反針向偏轉(zhuǎn)一個微小的角度，從而泵缸體88的軸線也就相對于輸出軸軸線25進動一個相應的微小的角度，這時泵缸體88的旋轉(zhuǎn)就包含運動的一個軸向分量，從而工作液被泵單元18泵壓。圖1所示的旋轉(zhuǎn)斜盤為一反向設(shè)定，其中輸出軸16是在與輸入軸相反的方向(反向)上以低速轉(zhuǎn)動。
當斜盤環(huán)繞樞軸銷67順時針旋轉(zhuǎn)從空檔設(shè)定轉(zhuǎn)向圖2所示斜盤成正角的位置時，旋轉(zhuǎn)的泵缸體88的軸線通過其對輸出軸軸線的角度的增加而進行，泵單元18的液壓泵作用也增加。這樣傳動比就可增加，而輸出軸可在與輸入軸相同的轉(zhuǎn)向上以增加的正轉(zhuǎn)速率被驅(qū)動。當斜盤22的輸出面與輸出軸軸線25垂直，馬達缸體100的軸線與輸出軸軸線重合，從而馬達單元便沒有對工作液的泵壓作用。泵單元18和旋轉(zhuǎn)斜盤22基本上被液壓鎖定以致在泵缸體88和旋轉(zhuǎn)斜盤22之間沒有相對移動。這就是傳動裝置10的1∶1比率設(shè)定。圖2所示出的斜盤輸出面112則是在垂直于輸出軸線25的狀態(tài)還要順時針向外轉(zhuǎn)出一個微小的角度。在這個斜盤角度下，可以達到一個增速的傳動比設(shè)定，其時輸出軸16以超過輸入軸轉(zhuǎn)速的正轉(zhuǎn)速率即增速設(shè)定來被驅(qū)動。
按照本發(fā)明的一個特征，斜盤角度即傳動比的改變可通過分別安裝著泵缸體和馬達缸體的球形支座86和102的轉(zhuǎn)動將協(xié)調(diào)的力施加在泵缸體88和馬達缸體102上來達到。為此，如圖1和2所示，球形支座86和102分別被裝在各自的泵活塞支架52和馬達活塞支架56上以便進行軸向的滑動。如從圖2可清楚地看到，泵活塞支架52和球形支座86設(shè)有在軸向上相反的肩部，它們在與泵活塞支架和球形支座的在徑向上相反的裙部結(jié)合起來便可形成一個環(huán)狀的空間130。與此相似從圖1可清楚地看到，在馬達活塞支架56和球形軸承102上制出的在軸向上相反的肩部和在徑向上相反的裙部結(jié)合起來便可形成環(huán)狀空間132。在圖1中可看到，空間132的體積正處在最大軸向擴張的狀態(tài)，而空間130的體積正處在最大軸向收縮的狀態(tài)。從而球形支座86和102被聯(lián)合移動到最左面的軸向位置，由于泵缸體88和馬達缸體100被這些球形支座支承，泵和馬達的缸體就沿軸向向左移動，因此斜盤22被迫環(huán)繞樞軸銷67按反時針方向轉(zhuǎn)動到圖1所示的角度。為了強迫樞支的斜盤按順時針方向轉(zhuǎn)到圖2所示的斜盤角度，空間130的體積須在軸向上擴張，而空間132的體積須在軸向上收縮，以便沿軸向使球形軸承86、102和缸體88、100向右移動。
參閱圖2，為了在空間130內(nèi)建立起液壓，有一塊環(huán)狀的輸入孔口板134被固定在輸出軸16的環(huán)狀端盤50的徑向面135上。這樣，輸出軸和輸入孔口板134便可一致地旋轉(zhuǎn)。泵活塞支架52有一徑向的法蘭部貼緊在孔口板134的右徑向面上，當泵活塞支架被輸入軸14驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，該法蘭部便相對于連接在輸出軸16上的輸入孔口板而旋轉(zhuǎn)。如圖4所示，輸入孔口板134設(shè)有一對在直徑上相反的、沿著圓周延長而形狀如腰子的孔口138和140。泵活塞安裝柱79沿軸向鉆有通孔142借以在泵缸90及輸入孔口板134上的孔口138和140之間提供液體流動通道。這樣，在泵缸內(nèi)的工作液便可流動通過泵活塞安裝柱上的孔142而充滿輸入孔口板內(nèi)的孔口138和140。隨著泵單元18的被輸入軸驅(qū)動，在這些孔口138和140內(nèi)的工作液就按照泵缸90內(nèi)的液壓而升壓。當泵活塞76和泵缸90從斜楔狀斜盤22的最薄部分轉(zhuǎn)到在其直徑反對端的最厚部分時，相關(guān)泵缸的容積逐漸被縮小，在這些泵缸內(nèi)的工作液因此被升壓。這被認為是液壓泵單元18的高壓或泵壓側(cè)。
當泵活塞和泵缸從旋轉(zhuǎn)斜盤22的最厚部轉(zhuǎn)到最薄部時，相關(guān)泵缸90的容積逐漸被擴大。這被認為是液壓泵單元18的低壓或抽吸側(cè)。由于孔口138和142通過活塞安裝柱79內(nèi)的孔142在液體流動上與泵缸90內(nèi)的工作液連通，因此，兩個孔口中一個孔口的工作液可被升壓到高壓，該高壓基本上相當于工作液在泵缸內(nèi)的泵壓側(cè)時的平均液壓；而另一個孔口的工作液則具有工作液在泵壓內(nèi)的低壓側(cè)時的平均液壓。
轉(zhuǎn)到圖5，在輸出軸16的環(huán)狀端盤50上從相反方向鉆出一對相反的橫向孔146，在這兩個橫向孔的內(nèi)端之間還鉆有一個直徑較小的孔把它們連通。有一個通過端盤50的縱向孔148在一個徑向位置上鉆出以便在孔口板134的孔口138和一個橫向孔146之間提供流道，另有一個通過端盤的縱向孔149在一個徑向位置上鉆出以便在孔口140和另一個橫向孔146之間提供流道。須知在橫向孔146的外端都用塞子(未示出)堵住以資密封。在輸出軸的端盤50上在與孔147交叉的位置上還鉆有第三個縱向孔150。從圖2和4也可看到，孔150在縱長方向上與一通過孔口板134的軸向孔152對齊，軸向孔152的右端開放成為一個在孔口板的支承面154上機加工出來的環(huán)狀空腔153。這個環(huán)狀空腔在泵缸支架52與孔口板的支承面154滑動接合時被支架的徑向面封閉。因此要通過泵活塞支架鉆出一個縱長孔156以便在環(huán)狀空腔153和環(huán)狀空間130之間提供流通，如圖1和2所示。
仍請參閱圖5，有一滑閥160可操作地設(shè)在端盤的橫向孔146上，該滑閥160包括一對閥板162，中間用一具有合適長度穿過孔147的肩銷164連接。在孔147與孔146連接處產(chǎn)生的肩部便被用作閥板162的閥座。
在操作時，滑閥160可確保只有液壓泵單元的低壓側(cè)才可連續(xù)地與空間130流通。如圖5所示，孔口板的孔口138是在高壓側(cè)，從而滑閥160便要處在一個能使空間130與孔口138內(nèi)的高液壓隔離的位置。這樣空間130便可與低液壓的孔口140在液流上連通，并通過孔149、146、147和150以及環(huán)狀空腔153和孔156。需注意的是，環(huán)狀空腔可不管孔口板孔152和活塞支架孔156的相對角度位置而確保它們之間的連續(xù)流動連通。須知由于加速和減速時轉(zhuǎn)矩的變換，有時孔口138可能成為低壓側(cè)而孔口140成為高壓側(cè)。這時在圖5中可使滑閥160向左移動以便封住孔口140不使它與空間130連通，而使孔口138在液流上與空間130連通。還可注意的是，在孔口138和140內(nèi)的工作液的液壓能夠起到靜液壓支承作用，可用來平衡在傳動裝置10內(nèi)產(chǎn)生而出現(xiàn)在孔口板134和泵活塞支架52之間滑動界面上的軸向沖擊載荷，如同在找所引用的共同未決的申請(序號-(35-OR-949)中所說明的那樣)。
現(xiàn)在考察傳動裝置10的輸出端，見圖1和2，如上所述，有一環(huán)狀油路板塊58在馬達活塞支架56的徑向法蘭170和輸出軸的輸出端盤60之間的軸向位置上包圍著輸出軸16。端盤60的徑向面171上制有凹膛以便安裝一塊鎖定就位的輸出孔口板172。這樣輸出孔口板172便與輸出軸16一同旋轉(zhuǎn)，而油路板塊58如前所述，卻是固定的，它用螺栓59安裝在機殼12上。
油路板塊58包括一個圓筒形芯部180，一個在其外周表面上機加工出來的環(huán)狀空腔182，和一個在其中心孔185的表面上機加工出來的環(huán)狀空腔184。有一外套筒186壓配合在芯部180的外周面上以便為外空腔182提供徑向上的密封，還有一內(nèi)套筒188壓配合在芯部的中心孔內(nèi)以便作為內(nèi)空腔184的徑向密封。在外環(huán)186上鉆有多個螺栓孔189以便用來接納螺栓從而將馬達活塞支架56和油路板塊58安裝在殼體上。油路板塊芯部180的左面加工出一環(huán)列的圓形凹部190，分別在軸向上與一環(huán)列的馬達活塞92對齊，并分別與馬達活塞安裝柱內(nèi)的軸向孔在液流上連通。在所示實施例中液壓馬達單元20具有與泵活塞76數(shù)目相同的十個馬達活塞92，這樣在芯部180內(nèi)就設(shè)有十個凹部180。如圖2和6，在每一凹部190內(nèi)有一軸向孔194從凹部起鉆透油路板塊芯部180一直到右邊的徑向支承面(圖2)。并如圖7所示，在徑向上與每一孔194對齊的是一對位在側(cè)面的軸向孔198和199，這對孔從支承面196鉆出，分別與外環(huán)狀空腔182和內(nèi)環(huán)狀空腔184連通。
返回到圖6，有一條沿徑向的瘦長槽202在油路板塊58的左徑向面203上切出，與中央垂直面成一角度地設(shè)置在一對鄰近的凹部之間。瘦長槽202的內(nèi)端與一軸向孔204連通，該孔204是在馬達活塞支架內(nèi)鉆透而后與馬達活塞支架和球形支座形成的環(huán)狀空間132連通的(圖1)。瘦長槽202的外端與一軸向孔206連通，該孔206是在外套筒186內(nèi)鉆透而后通到機殼12內(nèi)的一個孔口208的，該孔口208被連接到圖10的液壓回路內(nèi)。
結(jié)合參閱圖2和6，在油路板塊58的左徑向面上還切有第二條徑向槽210，該槽在另一對鄰近的凹部之間延伸，其內(nèi)端與一鉆透到內(nèi)環(huán)空腔184內(nèi)的軸向孔212連通，其外端與鉆透外套筒186而后通到第二機殼孔口216的軸向孔214連通。最后，從圖8的局部圖可看到，在外套筒186內(nèi)還鉆有一孔218以便使外環(huán)空腔182與第三機殼孔口220連通，該機殼孔口220與另兩個機殼孔口208和216是在角度上互相間隔開的。
現(xiàn)在結(jié)合圖1和9考慮，與輸入孔口板134的方式相似，有一對沿圓周延長的、腰子形的孔口222和224設(shè)置在輸出孔口板172上。但在輸出孔口板172的情況下可以看到孔口222和224的位置是在徑向上偏離的。從而如圖1所示，在徑向上的外孔口224可在油路板塊通孔194和進入外環(huán)空腔的孔198之間提供液體流通道，而在徑向上的內(nèi)孔口222可在油路板塊通孔194和進入內(nèi)環(huán)空腔的孔199之間提供液體流通道。
須知由于旋轉(zhuǎn)斜盤22和輸出孔口板172是相對于固定的馬達單元20而一致地旋轉(zhuǎn)的，因此可以在環(huán)狀空腔184和馬達缸104之間提供連續(xù)的液體流動(通過進入空腔184的孔199、油路板塊的通孔194和馬達活塞安裝柱孔192)，這個流通空間是在液壓馬達單元20的泵壓(高壓)側(cè)，經(jīng)受到容積上的收縮。與此相似，輸出孔口板172可在環(huán)狀空腔182和馬達缸104之間提供連續(xù)的流動(通過進空腔182的孔198、油路板塊的通孔194和安裝柱孔192)，這個流通空間是在液壓馬達單元20的抽吸(低壓)側(cè)，經(jīng)受著容積上的擴張。這樣，在環(huán)狀空腔184內(nèi)的工作液便具有高液壓，該液壓相當于馬達缸在泵壓(高壓)側(cè)轉(zhuǎn)動時缸內(nèi)的平均液壓，而在環(huán)狀空腔182內(nèi)的工作液便具有低液壓，該液壓相當于馬達缸在液壓馬達單元20內(nèi)的抽吸(低壓)側(cè)轉(zhuǎn)動時缸內(nèi)的平均液壓。如上所述，在空腔184內(nèi)的高壓工作液被連通到機殼孔口216(圖2)，而在空腔182內(nèi)的低壓工作液則被連通到孔口220(圖8)。
應注意的是，如同輸入孔口板134那樣，在輸出孔口板172的孔口212和214內(nèi)的液壓也能在旋轉(zhuǎn)的輸出孔口板和油路板塊58的接合界面上起到靜液壓的支承作用，可以平衡傳動裝置10在輸出端上的軸向沖擊載荷。
由于傳動裝置10的操作的詳細說明可參閱我的PCT申請，這里只是簡要地作一綜述。當原動機將轉(zhuǎn)矩施加在輸入軸14上時，通過環(huán)齒輪74，由油泵42連同泵單元18就被驅(qū)動，通過機殼的孔口220和上面所說的內(nèi)部液體通道將補充的液體引入到泵缸90和馬達缸104內(nèi)。當斜盤輸入面110(圖1)的角度位置基本上垂直于輸出軸軸線25時，泵缸體88所轉(zhuǎn)動的圓形途徑?jīng)]有在軸向上的運動分量，因此工作液沒有被泵壓。如上所述，這是傳動比的一個無效的(空檔)的設(shè)定。
當需要將轉(zhuǎn)矩施加在一個與輸出軸16連接的負載上時，可使球形支座86和102的軸向位置聯(lián)合向右移動，從而使斜盤繞樞軸按順時針向旋轉(zhuǎn)，斜盤的旋轉(zhuǎn)軸便旋進到一個新的設(shè)定上?，F(xiàn)在斜盤22的輸入面110與輸出軸軸線25成為一個斜角，泵缸體88現(xiàn)在是環(huán)繞一個在角度上偏離輸出軸軸線25的旋進的軸線旋轉(zhuǎn)。注意馬達缸體100的旋轉(zhuǎn)軸線也旋進到一個由斜盤輸出面112規(guī)定的新的設(shè)定。這樣，泵缸90就相對于泵活塞沿軸向往復運動，從而使泵缸內(nèi)的工作液升壓，并泵壓升壓的液體使它們通過泵缸口115、腰子形槽114(圖3)和馬達缸孔116。由泵缸體88的旋轉(zhuǎn)面施加在斜盤22的輸入面110上的轉(zhuǎn)矩構(gòu)成通過斜盤分配給輸出軸16的輸入轉(zhuǎn)矩的一個機械分量。這個機械轉(zhuǎn)矩分量當斜盤的輸入面110垂直于輸出軸軸線25時基本上等于零，然后逐漸增加，而當斜盤的輸出面垂直于軸線25時，增加到輸出轉(zhuǎn)矩的100％。這是因為，當斜盤的輸出面112垂直于輸出軸軸線25時，馬達活塞92在馬達缸104內(nèi)沒有泵壓作用，這樣便沒有液體從馬達單20輸出。從而泵單元18和斜盤22基本上被液壓鎖住，在旋轉(zhuǎn)的泵缸體88和斜盤22之間沒有相對運動。因此傳動比為1∶1，等于直接通過機械傳動將轉(zhuǎn)矩從輸入軸14傳送到輸出軸16。
當斜盤22處在中間角度時，被泵單元18增壓的工作液通過泵缸口115、在斜盤內(nèi)的腰子形槽114和馬達缸口116被泵送出去，使馬達缸體100的馬達缸104內(nèi)的工作液增壓。在馬達缸104內(nèi)的被增壓的液體將一軸向力施加在馬達缸體100的內(nèi)部的在軸向上相對的表面上，該表面又將該力施加在斜盤22的輸出面112上。這樣一個轉(zhuǎn)矩分量便被施加在斜盤上，該轉(zhuǎn)矩分量大致等于斜盤相對于輸出軸軸線的角度的正切乘上馬達缸體100施加在斜盤22上的軸向力。
施加在斜盤22上的轉(zhuǎn)矩的第三個分量是一個純粹的靜液壓的分量，并且是液壓施加在各個在圓筒上相反的槽(或孔口)114(圖3)的端表面上而產(chǎn)生的不同力的一個函數(shù)。上面已經(jīng)說過，這些端表面是具有不同面積的。在空檔和1.1之間的中間傳動比上，這個第三轉(zhuǎn)矩分量構(gòu)成通過傳動裝置10而傳送的轉(zhuǎn)矩總量中的大約85％。
須知在空檔以外的其他傳動比上，當泵缸90沿著“上坡”方向從斜盤22的最薄部轉(zhuǎn)到最厚部時，在這些缸內(nèi)的工作液被增壓。因此這就是上面說過的斜盤的泵壓側(cè)或高壓側(cè)。然后從斜盤在直徑上的反對側(cè)沿“下坡”方向從斜盤的最厚部轉(zhuǎn)到最薄部，這就是斜盤22的抽吸側(cè)或低壓側(cè)，在此期間工作液從馬達缸104返回到泵缸。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10的液壓回路，工作液用回油泵42從集液槽44通過一個過濾器230和一條液體管路232泵送到機殼孔口220以便將低壓的補充工作液引入到泵單元18和馬達單元20內(nèi)。有一貯能的蓄壓器234用回油泵在過濾器230上的輸出來充液，充液時通過一條液體管路236和一個概括地用標號238指出的充液閥。這個充液閥包括一個止回閥240，它總是開放著將工作液輸入到蓄壓器234內(nèi)，除非蓄壓器的壓力超過泵的輸出壓力。在這種情況下，一個可調(diào)節(jié)的減壓閥242便開放，在管路236內(nèi)的工作液便被轉(zhuǎn)移到一條返回液體管路244內(nèi)，該管路通過一個第二減壓閥246和一個冷卻器248返回到集液槽44。減壓閥246用來降低液體管路236內(nèi)的壓力，該壓力在轉(zhuǎn)移到液體管路244內(nèi)時，使回油泵42能以低壓運轉(zhuǎn)并能通過液體管路232往內(nèi)部潤滑通路(未示出)輸送。
蓄壓器234用來存儲能量以便在回油泵的輸出的工作液缺乏合適的壓力時始終能確保其有合適的液壓以便用來改變傳動比。所以，蓄壓器234便通過一條液體管路250和一個止回閥252連接到孔口220。這樣在原動機停止將輸入轉(zhuǎn)矩施加到輸入軸14上時也能有足夠的液壓可用來改變傳動比。作為傳動的保護措施，在斜盤22的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間以我提出的PCT申請中所公開的方式在斜盤內(nèi)引入了一個減壓閥254(沒有在圖1中示出)借以防止在斜盤的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的壓力差超過設(shè)計限定值。雖然沒有示出，但可知道傳動液壓回路也可包括一個用我引用的、共同未決的、序號為-(35-OR-949)的申請中所說明的方式在以后恢復驅(qū)動輸入軸及/或輸出軸時用的存儲著高壓能的蓄壓器。
圖10中的標號86和130分別代表圖1和2中相同標號的球形支座和環(huán)形空間。與此相似，標號102和132分別示意地代表圖1和2中相同標號的球形支座和環(huán)形空間。圖10中的管路260代表從環(huán)狀空間130到泵單元18的低壓側(cè)的液體通路。仍舊參閱圖10，傳動比改變控制閥包括一個用管路264連接到機殼孔口208的輸出，該孔口如上所述，是用管路266所代表的流道與環(huán)狀空間132連通的?？刂崎y266包括一個可作為輸入管路的返回液體管路268，該管路通過冷卻器248返回到集液槽44因此是在大氣壓力下。第二個控制閥的輸入為從機殼孔口220通過管路270而來的低壓液體輸入，而第三個輸入則為從機殼孔口216通過液體管路272而來的高壓液體輸入。
當需要增加傳動比時(使斜盤環(huán)繞樞軸順時針旋轉(zhuǎn))，控制閥262的位置如虛線箭頭262C所示移到將環(huán)狀空間132的液體通過液體管路268而排放到大氣壓中的位置。結(jié)果，在空間130內(nèi)的液壓超過在空間132中的液壓?？臻g130的體積擴張而空間132的體積縮小，致使球形支座沿軸向向右移動，從而使斜盤22環(huán)繞樞軸順時針旋轉(zhuǎn)。再則，當所需較高的傳動比達到時，控制閥可重新定位使空間130在流道上與機殼孔口220連通，從而在空間130和132內(nèi)重新建立起液壓的平衡以便設(shè)定較高的傳動比。
在操作時，為了設(shè)定一個如意的傳動比(斜盤角度)，常使控制閥262處在圖10中用實線箭頭262a指出的位置，那就是使環(huán)狀空間132與低壓機殼孔口220在流道上連通。由于在機殼孔口內(nèi)的低液壓基本上等于泵單元18在低壓側(cè)的液壓，而該液壓就是環(huán)狀空間130內(nèi)的液體增壓所要達到的液壓，從而兩個環(huán)狀空間內(nèi)的液壓都相等，因此，球形支座的軸向位置可保持穩(wěn)定使特定的斜盤角度也可保持。注意在球形支座86和102上的軸向力具有相反的方向，以便使泵缸體88和馬達缸體100的面能適當?shù)丶訅涸谛北P22的輸入面110和輸出面112上。
當要降低傳動比時(使斜盤環(huán)繞樞軸反時針旋轉(zhuǎn))，控制閥262被定位在使環(huán)狀空間132與高壓機殼孔口216在流道上連通的位置，如圖10中虛線箭頭262b所示。在空間132內(nèi)的液壓很快便會超過在空間130內(nèi)的液壓，致使空間132的體積擴張，而空間130的體積縮小，這樣球形支座86和102便向左移動，從而使斜盤22環(huán)繞樞軸反時針旋轉(zhuǎn)，如圖1和2所示。當所需的斜盤角度達到時(較低的傳動比)，控制閥262便重新定位使空間132與低壓機殼孔口220在流道上連通(實線箭頭262a所指位置)，于是在空間130和132內(nèi)的液壓平衡便重新建立以便使向左移動的球形支座的軸向位置保持穩(wěn)定，這樣便設(shè)定在較低的傳動比上。
當需要提高傳動比時(使斜盤環(huán)繞樞軸順時針旋轉(zhuǎn))，控制閥262定位在使空間132通過液體管路268排放到大氣壓中的位置，如虛線箭頭262c所示。結(jié)果在空間130內(nèi)的液壓便超過在空間132內(nèi)的液壓·空間130的體積擴張，而空間132的體積收縮，致使球形支座沿軸向向右移動，從而使斜盤22環(huán)繞樞軸順時針旋轉(zhuǎn)。再則，當所需較高的傳動比達到時，控制閥可重新定位使空間132與機殼孔口220在流道上連通，從而使在空間130和132內(nèi)的液壓重新建立起平衡以便設(shè)定較高的傳動比。
從上面的說明中可以看到，本發(fā)明能夠提供一種屬于我引用的PCT申請中所公開的那種型式的可以無級變速的靜液壓傳動裝置，其優(yōu)點是尺寸緊湊、部件較少和制造費用可以降低。包括球形支座在內(nèi)的傳動比控制器的設(shè)計可以提供一種高效而實用的方法來改變斜盤的角度。
顯然對本行業(yè)的那些行家來說很容易在不背離本發(fā)明的精神實質(zhì)的情況下對本發(fā)明進行各種變化和修改。因此，本發(fā)明應該覆蓋那些變化和修改，只要它們是在本發(fā)明的權(quán)利要求的精神實質(zhì)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)可變速的靜液壓傳動裝置，綜合包括一個機殼；一根輸入軸，以其軸頸被支承在機殼內(nèi)以便接受來自原動機的轉(zhuǎn)矩；一個泵單元，包括一個由輸入軸驅(qū)動的第一支架，其上裝有一環(huán)列的泵活塞，和一個第一缸體，其上裝有一環(huán)列的泵缸以便分別用來接納泵活塞；一個馬達單元，包括一個固定在機殼上的第二支架，其上裝有一環(huán)列的馬達活塞，和一個第二缸體，其上裝有一環(huán)列的馬達缸以便分別用來安裝馬達活塞；一根輸出軸，以其軸頸被支承在機殼內(nèi)，適宜用來可驅(qū)動地連接到負載上；一個環(huán)狀旋轉(zhuǎn)斜盤，包圍在輸出軸上并有一個輸入面和一個輸出面，它們相互之間成為一個銳角，輸入面面向第一缸體，而輸出面面向第二缸體，該斜盤還具有多個孔槽，適于使泵送的液流通過第一和第二缸體內(nèi)的孔而在活塞缸和馬達缸之間流動；一個連接器，可繞樞軸旋轉(zhuǎn)地將斜盤以可傳送轉(zhuǎn)矩的方式聯(lián)接到輸出軸上；一個傳動比控制器，可有選擇地將協(xié)調(diào)好的軸向力施加在第一和第二缸體上，以便根據(jù)所需的在輸入軸和輸出軸之間的轉(zhuǎn)速比可調(diào)節(jié)地設(shè)定斜盤相對于輸出軸軸線的角度。
2.按照權(quán)利要求1的傳動裝置，其特征為，泵單元還包括一個第一球形支座，其上相對于第一支架安裝著第一缸體，而馬達單元還包括一個第二球形支座，其上相對于第二支架安裝著第二缸體，另外傳動比控制器包括一個與第一和第二球形支座連通而用來施加液壓力的液壓回路以便可調(diào)節(jié)地設(shè)定第一和第二球形支座相對于輸出軸的軸向位置，從而將協(xié)調(diào)好的力施加在第一和第二缸體上。
3.按照權(quán)利要求1的傳動裝置，其特征為，連接器包括一個固定在輸出軸上的轂部和一個從所說轂部沿徑向伸出的臂，該臂的自由端可繞樞軸旋轉(zhuǎn)地與斜盤連接。
4.按照權(quán)利要求3的傳動裝置，其特征為，連接器還包括一個對輸出軸軸線成為橫向的樞軸銷，可繞樞旋轉(zhuǎn)地把臂的自由端和斜盤連接在一起。
5.按照權(quán)利要求4的傳動裝置，其特征為，樞軸銷的方向垂直于輸出軸軸線，而位置一般在斜盤的輸入面和輸出面之間。
6.按照權(quán)利要求4的傳動裝置，其特征為，樞軸銷的位置偏離輸出軸軸線的距離大致等于泵缸和馬達缸的圓形環(huán)列的半徑。
7.按照權(quán)利要求2的傳動裝置，其特征為，第一球形支座裝在第一支架上以便進行相對的軸向滑動，第一球形支座和第一支架的外形被設(shè)計成可以限定第一環(huán)狀空間，其體積可由第一球形支座的軸向位置來確定；而第二球形支座裝在第二支架上以便進行相對的軸向滑動，第二球形支座和第二支架的外形被設(shè)計成可以限定第二環(huán)狀空間，其體積可由第二環(huán)形軸承的軸向位置來限定，傳動比控制器在操作時可以控制在第一和第二空間內(nèi)的相對液壓并改變其體積，從而調(diào)節(jié)第一和第二球形支座的軸向位置，隨后就可將協(xié)調(diào)的軸向力施加在第一和第二缸體上。
8.按照權(quán)利要求7的傳動裝置，其特征為，傳動比控制器包括第一液壓回路，它將第一空間連續(xù)地連接到泵單元的低壓側(cè)以便將第一空間內(nèi)的液壓維持在控制液壓；第二液壓回路，它連續(xù)地與馬達單元的低壓側(cè)連通；第三液壓回路，它連續(xù)地與馬達單元的高壓側(cè)連通；第四液壓回路，它與第二空間連通；還有一個控制閥，可操作地將第四液壓回路連接到第二液壓回路上，以便在第二空間內(nèi)產(chǎn)生一個液壓來平衡在第一空間內(nèi)的控制液壓并從而維持第一和第二球形支座的軸向位置。還可將第四液壓回路連接到第三液壓回路，以便在第二空間內(nèi)產(chǎn)生一個比第一空間內(nèi)的液壓大的液壓，從而使第二空間的體積擴張，而第一空間的體積縮小，這樣來使第一和第二球形支座的軸向位置聯(lián)合在第一方向上移動，此外還可將第四液壓回路排放到一個比控制液壓低的低壓內(nèi)，以便使第二空間的體積縮小而使第一空間的體積擴大，沿與第一方向相反的第二方向共同變換第一和第二球形支座的軸向位置。
9.按照權(quán)利要求8的傳動裝置，其特征為，泵單元包括將泵活塞安裝到第一支架上的第一安裝柱，第一安裝柱上開有包括在第一液壓回路內(nèi)的孔，以便為泵單元低壓側(cè)的泵缸和第一空間之間提供液體流道。
10.按照權(quán)利要求9的傳動裝置，其特征為，馬達單元包括將馬達活塞安裝到第二支架上的第二安裝柱，第二安裝柱上開有包括在第二和第三液壓回路內(nèi)的多個分開的孔，以便分別為馬達單元的低壓和高壓側(cè)的馬達缸及控制閥之間提供液體流道。
11.按照權(quán)利要求9的傳動裝置，其特征為，第一液壓回路包括一個設(shè)在輸入軸的徑向法蘭與第一支架之間的第一孔口板，第一孔口板固定在輸入軸上并包括一個與泵單元低壓側(cè)的第一安裝柱孔在液流上連通的第一孔口，和一個與泵單元高壓側(cè)的第一安裝柱孔在液流上連通的第二孔口，還包括一個能在第一和第二孔口之間進行液體連通的滑閥，在操作時它能連續(xù)地使第一空間與泵單元的低壓側(cè)在液流上連通。
12.按照權(quán)利要求11的傳動裝置，其特征為，馬達單元包括將馬達活塞安裝到第二支架上的第二安裝柱，第二安裝柱上開有包括在第二和第三液壓回路內(nèi)的多個分開的第二安裝柱孔以便分別為馬達單元的低壓和高壓側(cè)的馬達缸及控制閥之間提供液體流道。
13.按照權(quán)利要求12的傳動裝置，其特征為，還具有一個設(shè)在第二支架的徑向法蘭部和輸出軸之間的油路板塊，油路板塊固定在機殼上并具有多個軸向的通孔，分別與第二安裝柱孔、第一環(huán)狀空腔、和第二環(huán)狀空腔在液流上連通；有一第二孔口板設(shè)在油路板塊和輸出軸法蘭部之間，該第二孔口板固定在輸出軸的法蘭部上，并有一包括在第二液壓回路內(nèi)的第一孔口，以便為馬達單元低壓側(cè)的馬達缸與第一空腔之間提供在液流上的連通，還有一個包括在第三液壓回路內(nèi)的第二孔口，以便為馬達單元高壓側(cè)的馬達缸與第二空腔之間提供在液流上的連通；有一個第一機殼孔口與第一空腔在液流上連通并連接到控制閥上；有一個第二機殼孔口與第二空腔在液流上連通并連接到控制閥上；還有一個第三機殼孔口通過一個在油路板塊體內(nèi)的第一徑向表面槽和一個在第二支架內(nèi)的軸向孔與第二空間在液流上連通，該第三機殼孔口也連接到控制閥上。
14.按照權(quán)利要求13的傳動裝置，其特征為，第二空腔設(shè)在油路板塊體的一個徑向的內(nèi)部內(nèi)，而第二機殼孔口和第二空腔之間的液體流道是由油路板塊體內(nèi)的第二徑向表面槽提供的。
15.一種連續(xù)可變速的靜液壓傳動裝置，綜合包括一個機殼；一根輸入軸，以其軸頸被支承在機殼內(nèi)以便接受來自原動機的轉(zhuǎn)矩；一個泵單元，包括一個由輸入軸驅(qū)動的第一支架，其上裝有一環(huán)列的泵活塞，和一個第一缸體，其上裝有一環(huán)列的泵缸以便分別用來安裝泵活塞；一個馬達單元，包括一個固定在機殼上的第二支架，其上裝有一環(huán)列的馬達活塞，和一個第二缸體，其上裝有一環(huán)列的馬達缸以便分別用來安裝馬達活塞；一根輸出軸，以其軸頸被支承在機殼內(nèi)，適宜用來可驅(qū)動地連接到負載荷上；一個環(huán)狀旋轉(zhuǎn)斜盤，包圍在輸出軸上并有一個輸入面和一個輸出面，它們相互之間成為一個銳角，輸入面面向第一缸體，而輸出面面向第二缸體，該斜盤還具有多個孔槽適宜使泵送的液體通過第一和第二缸體內(nèi)的孔而在活塞缸和馬達缸之間流動；一個連接器，可繞樞旋轉(zhuǎn)地將斜盤以可傳送轉(zhuǎn)矩的方式聯(lián)接到輸出軸上；一個傳動比控制器，可根據(jù)所需的在輸入軸和輸出軸之間的轉(zhuǎn)速比可調(diào)節(jié)地設(shè)定斜盤相對于輸出軸軸線的角度；以及一個環(huán)狀的油路板塊體和一個并列地設(shè)在第二支架的徑向法蘭部和輸出軸之間的環(huán)狀孔口板，油路板塊體固定在機殼上，而孔口板固定在輸出軸上并具有第一孔口和第二孔口，油路板塊體包括多個沿軸向的通孔，它們分別通過安裝柱內(nèi)安裝泵活塞的孔及第一和第二孔口板的孔槽在液流上與馬達缸連通；有一第一環(huán)狀空腔與第一孔口板的孔槽和那些在馬達單元的低壓側(cè)的馬達缸在液流上連通；以及第二環(huán)狀空腔與第二孔口板槽和那些在馬達單元的高壓側(cè)的馬達缸在液流上連通；第一和第二空腔中至少須有一個空腔隨同傳動比控制器連接到液壓回路內(nèi)。
16.按照權(quán)利要求15的傳動裝置，其特征為，還包括一個連接在液壓回路內(nèi)的回油泵以便將低壓補充工作液供應給第一環(huán)狀空腔。
17.按照權(quán)利要求16的傳動裝置，其特征為，在油路板塊與孔口板之間的徑向界面可用作液壓推力的軸承，從而可用來平衡在傳動時出現(xiàn)在徑向界面上的軸向推力載荷。
18.按照權(quán)利要求16的傳動裝置，其特征為，泵單元還具有一個第一球形支座，其上相對于第一支架安裝著第一缸體，而馬達單元還具有一個第二球形支座，其上相對于第二支架安裝著第二缸體。傳動比控制器可操作地連接著以便共同變換第一和第二球形支座的軸向位置，從而通過第一和第二缸體將力施加在旋轉(zhuǎn)斜盤上來改變斜盤的角度。
19.按照權(quán)利要求15的傳動裝置，其特征為，連接器包括一個固定在輸出軸上的轂部和一個從所說轂部沿徑向伸出的臂，該臂的自由端可繞樞轉(zhuǎn)動地連接在斜盤上，樞軸軸線的方向橫越輸出軸的軸線，樞軸軸線偏離輸出軸軸線的距離大致等于泵缸和馬達缸環(huán)形排列的圓的半徑。
20.一種連續(xù)可變速的靜液壓傳動裝置，綜合包括一個機殼；一根輸入軸，以其軸頸被支承在機殼內(nèi)以便接受來自原動機的轉(zhuǎn)矩；一個泵單元，包括一個由輸入軸驅(qū)動的第一支架，其上裝有一環(huán)列的泵活塞，和一個第一缸體，其上裝有一環(huán)列的泵缸以便分別用來安裝泵活塞；一個馬達單元，包括一個固定在機殼上的第二支架，其上裝有一環(huán)列的馬達活塞，和一個第二缸體，其上裝有一環(huán)列的馬達缸以便分別用來安裝馬達活塞；一根輸出軸，以其軸頸被支承在機殼內(nèi)，適宜用來可驅(qū)動地連接到負載上；一個環(huán)狀旋轉(zhuǎn)斜盤，包圍在輸出軸上并有一個輸入面和一個輸出面，它們相互之間成為一個銳角，輸入面面向第一缸體，而輸出面面向第二缸體，該斜盤還具有多個孔槽適宜使泵送的液體通過第一和第二缸體內(nèi)的孔而在活塞缸和馬達缸之間流動；一個連接器，可繞樞旋轉(zhuǎn)地將斜盤以可傳送轉(zhuǎn)矩的方式聯(lián)接到輸出軸上，該連接器包括一個固定在輸出軸上的轂部和一個從所說轂部沿徑向伸出的臂，該臂的自由端可繞樞旋轉(zhuǎn)地連接在斜盤上，樞軸軸線的方向橫越輸出軸的軸線，樞軸軸線偏離輸出軸線的距離大致等于泵缸和馬達缸環(huán)形排列的圓的半徑；以及一個傳動比控制器，可根據(jù)所需的在輸入軸和輸出軸之間的轉(zhuǎn)速比可調(diào)節(jié)地設(shè)定斜盤相對于輸出軸軸線的角度。
全文摘要
一種可連續(xù)變速的靜液壓傳動裝置，包括一根輸入軸，連接用來驅(qū)動一個液壓泵單元、一個固定在機殼上的液壓馬達單元和一根輸出軸。有一斜楔狀斜盤可繞樞軸旋轉(zhuǎn)地裝在輸出軸上，能接納增壓的工作液通過斜盤特殊設(shè)計的孔口在泵單元和馬達單元之間的交換而產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩。有一用液壓啟動的傳動比控制器可使兩個球形支座的軸向位置移動，這兩球形支座裝著在泵單元內(nèi)的泵缸體和在馬達單元內(nèi)的馬達缸體，通過它們在軸向上的移動可調(diào)節(jié)斜盤相對于輸出軸軸線的角度，從而改變傳動比。
文檔編號F16H39/10GK1138893SQ95191305
公開日1996年12月25日 申請日期1995年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月21日
發(fā)明者L·R·福爾森姆 申請人:馬丁·馬利埃塔公司