专利名称：液力变矩器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变矩器，特别涉及一种汽车变矩器。
背景技术：
目前，应用于汽车上的变矩器基本类型有两种，一种是手动变矩器，另一种是自动变矩器，其中手动变矩器以滑移齿轮变矩机构和多片离合器以及相关装置构件组成。当需要变矩时，先操纵多片离合器使发动机动力传递切断，然后操纵变矩机构，待变矩工作完毕后松开多片离合器的操作，使发动机动力传递给变矩机构驱动汽车行驶。它有以下缺点1、驾驶员工作量大，特别是在路况复杂的条件下行驶，驾驶员需频繁操作变矩工作程序，加快精力消耗，容易造成疲劳驾驶，以致发生交通事故；2、故障率及维修费用高，由于多片离合器是易磨损件，严重磨损时可使发动机动力传递不良甚至不传递，影响到汽车的正常工作，随之而来的是误工损失和维修费的开支；3、由于受发动机输出轴位置的限制，不利于整车的布局和安装；自动变矩器是以液力变矩器和机械变速机构以及相关装置构件组成，它最典型的功能是利用自动齿轮换档方法增大或减小由发动机产生的转矩，无需驾驶员进行离合器的操作。但它仍存在缺点1、结构复杂，不易于制造，成本偏高，且修理困难；2、由于装置及配件数量多，体积重量大；3、由于受到发动机输出轴位置的限制，布局安装的灵活性小，不利于造车设计。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是已有的汽车变矩器存在的结构复杂、体积重量大、不利于整车的布局和安装、制造成本高、故障率及维修费用高的问题，提供一种调矩范围宽的液力变矩器，该变矩器方便实现自动或手动调矩，可靠性强，结构紧凑，功能较完善，且易于制作。
解决其上述技术问题的技术方案是
一种液力变矩器，包括油缸、变矩控制装置、连接油路，其特征在于所述的油缸是其有效作用面积可调节的转摆式液压缸，该转摆式液压缸由受控叶片、缸体、位于缸体内的转摆式活塞、调控活塞、定子块构成，转摆式活塞一端大、一端小，大端外圆与缸体内圆滑动配合，中间开有一细长槽，受控叶片插入转摆式活塞的槽中、右端面与调控活塞左端面滑动配合，受控叶片通过与其相连的拉力器可跟随调控活塞作同步轴向移动，该调控活塞同轴套在转摆式活塞的小端、其外圆与缸体内圆滑动配合，调控活塞左边部分由里到外开有装定子块的槽，定子块套入该槽内与调控活塞槽滑动配合，定子块固定在缸体上、其内弧面与转摆式活塞小端滑动配合，左端面与转摆式活塞大端右端面滑动配合，转摆式活塞左端与缸体之间有挡推力器；所述的拉力器由连杆、推力轴承组成，推力轴承安装于调控活塞右部，其转圈套着转摆式活塞小端，推力轴承挡盖固定于调控活塞上，连杆插入转摆式活塞槽中并可在其中滑动、左端与受控叶片连成一体，另一端卡在推力轴承的转圈上；所述的变矩控制装置可以是由依次位于阀体内的阀芯、弹簧、调节螺钉构成的液压控制阀，该液压控制阀位于与液控缸G2相通的液压缸进油路、出油路与主油路和回油路之间，所述液控缸G2是调控活塞与缸体之间形成的液压腔；当然也可以采用其他形式的变矩控制装置；作为本实用新型的液力变矩器又一特征是上述液力变矩器的转摆式活塞左端部连有一单向变转装置，该单向变转装置的所有构件均位于筒体内，该筒体是缸体的延长部份；筒体内的构件有套在单向输出转轴上并固定于转摆式活塞上的主动太阳轮I，与主动太阳轮I啮合的行星轮组I，与行星轮组I啮合的从动倒向太阳轮I，固定在筒体上的行星轮轴架I和挡盖，单向输出转轴穿过端盖，在单向输出转轴与主动太阳轮I和从动太阳轮I之间分别设有超越离合器I和超越离合器II。
作为本实用新型的液力变矩器又一种形式，是该液力变矩器带有由单向变转装置和换向机构构成的变转装置，其特征是在上述带单向变转装置液力变矩器的单向输出转轴左端部连有一换向机构，该换向机构的构件与单向变转装置均位于同一筒体内，该换向机构由固定在单向输出转轴上的主动太阳轮II，与主动太阳轮II啮合的行星轮组II，与行星轮组II啮合的从动倒向太阳轮II，固定在筒体上的行星轮轴架II，换向输出轴及配件，挡盖及端盖、拨叉调控装置组成；换向输出轴穿过端盖和挡盖，键轴左键部套入换向输出轴的长键槽中，右端部套入单向输出轴的键套及空键套和从动太阳轮II键套中，拨叉连杆与键轴的键部固定连接并与和换向输出轴键套连通的槽滑动配合，套在换向输出轴外部的拨叉轮与拨叉连杆固定相连，拨叉轮上有拨叉槽，拨叉卡在该槽内并与位于筒体外侧的拨叉调控装置连接。
由于采用上述结构，本实用新型之液力变矩器与已有汽车变矩器相比，具有以下有益效果1、调矩范围宽，由于可调叶片的有效作用面积调变范围大，可实现大范围的调矩；2、方便实现转速的手动或自动控制，由于转速由叶片有效作用面积控制，叶片有效作用面积由调控活塞位置控制，通过液控缸自动控制调控活塞位置就能控制转速；3、操作方便，在传动过程中可直接实施调速，不需配合其他措施；4、输出方式灵活，可由液压缸直接对外输出摆矩，也可单向输出转矩，还可换向输出转矩；5、安全性能高，由于单向输出轴或换向输出轴在超越离合器机构的作用下有自动防倒车功能，有利于安全行驶；6、结构紧凑，可靠性强，可降低成本；由于液压缸和变转装置采用筒式的整体结构，体积小，坚固耐用，布局安装的灵活性大，并易于制造和安装，可降低生产成本；7、噪音低，使用寿命长，由于液压传动系统和相关部件均处于油液中，部件运动噪音几乎被油液淹没，并能自动润滑。
由于上述优点，本实用新型之液力变矩器除适用于作汽车变矩器外，还适于用作摩托车和各类机床及自行车等机械的变速传动装置。
下面，结合附图和实施例对本实用新型之液力变矩器的技术特征作进一步的说明。
图1～图3本实用新型实施例一之液力变矩器结构示意图；图1图2的C-C剖视图；图2图1的A-A剖视图；图3图1的B-B剖视图；
图4本实用新型实施例二之液力变矩器结构示意图；图5本实用新型实施例三之液力变矩器结构示意图；图6图5的D-D剖视图；图7自动调矩流程图。
具体实施方式
实施例一一种液力变矩器(参见图1、图2、图3)，包括油缸、变矩控制装置及其连接油路，所述的油缸是其有效作用面积可调节的转摆式液压缸，该转摆式液压缸由缸体9、位于缸体9内的转摆式活塞10、调控活塞13、受控叶片16、左右端盖18、7构成，转摆式活塞10为一边大、一边小，中间有台阶的圆柱体，大端外圆与缸体9内圆滑动配合，中间开有一细长槽101，受控叶片16插入转摆式活塞10的槽101中、右端面与调控活塞13滑动配合，并通过与受控叶片16相连的拉力器跟随调控活塞13作同步轴向移动，该调控活塞13同轴套在转摆式活塞10的小端、其外圆与缸体9内圆滑动配合，调控活塞13左边部分由里到外开有装定子块14的槽131，定子块14套入该槽内与调控活塞槽131滑动配合，并通过挡圈15固定在缸体9上、其内弧面与转摆式活塞10小端滑动配合，左端面与转摆式活塞10大端右端面滑动配合，转摆式活塞10左端与缸体9之间有挡推力器17，位于转摆式活塞10与调控活塞13之间的液压油缸进油路1、出油路2通过换向阀3分别与主油路4和回油路5连接，为防止液压缸油液从相关部件形成的间隙处泄漏，在间隙处装上密封元件；为加强转摆式活塞10的强度，在其大端的外圆上有一加强圈102；本实施例中所述的拉力器由连杆11、推力轴承12组成，推力轴承12安装于调控活塞13右部，其转圈套着转摆式活塞10，推力轴承挡盖8固定于调控活塞13上，连杆11插入转摆式活塞槽101中并可在其中滑动、左端与受控叶片16连成一体、另一端卡在推力轴承12的转圈上；所述的变矩控制装置是由依次位于阀体内的阀芯61、弹簧62、调节螺钉63构成的液压控制阀6，液压控制阀6位于液控缸G2进油路13、出油路23与主油路4和回油路5之间，该液控缸G2是调控活塞13与缸体9之间形成的液压腔。
本实施例中，定子块14、调控活塞13和缸体9之间形成的空腔G4(即图1中131的位置)、以及推力轴承挡盖8与调控活塞13小端之间形成的空腔G5均有油路与液压缸回油路相通；作为本实用新型实施例一的一种变换，也可以不用换向阀3而采用两个油泵分别向油缸供油，也可以不用液压控制阀6而用其他的调控装置作液力变矩器的变矩控制装置。
作为本实施例的又一种变换，为限制受控叶片16面积的变化范围，可设挡块将调控活塞13的移动范围加以限制。
调矩过程如下当手动调矩时，利用手控机构将液压控制阀6的阀芯61置于所需要的位置并加以定位即可；当采用自动调矩时，利用液压工作腔内油压的变化去改变液压控制阀的阀芯61的位置就能达到输出摆矩自动随负载的变化而变化的目的。例如当由于某种原因使输出部件转摆式活塞10负荷增大时，则有如附图7的自适应过程输出部件转摆式活塞10负荷增大使液压工作腔G3内油压升高，并通过换向阀3和进油管1使液压控制阀中的液压工作腔G1油压升高，液压控制阀阀芯61向右移，通过液压缸出油路23使液控缸G2与回油路5连通，液控缸G2内油压降低，则调控活塞13受液压工作腔G3油压驱动带动受控叶片16向右移，受控叶片16有效作用面积增大，从而达到自动增大输出摆矩的目的；由此可知，输出摆矩会自动随负载的增大而增大；反之，当输出部件转摆式活塞10负荷减小时，在液压控制阀6的弹簧62弹力作用下，液压控制阀阀芯61向左移，通过液压缸进油路13使液控缸G2与主油路4连通，而出油路23与回油路5断开，液控缸G2内油压升高，从而推动调控活塞13带动受控叶片16左移，受控叶片16有效作用面积减小，从而输出摆矩也随之减小；调节液压控制阀6的调节螺钉63，可调节弹簧62的预紧力；预紧力越大，液压工作腔G1中液压越高，则液压缸输出部件转摆式活塞10能克服的最大负载就越大。
实施例二一种带变转装置的液力变矩器，是在实施例一所述的液力变矩器之基本结构的基础上在转摆式活塞10左端部连一变转装置构成(参见图4)，该变转装置的所有构件位于筒体91内，筒体91是实施例一所述变矩器之缸体9的延长部份，筒体91内的构件有套在单向输出转轴22上并固定于转摆式活塞10上的主动太阳轮I19，与主动太阳轮I19啮合的行星轮组I20，与行星轮组I20啮合的从动倒向太阳轮I21，固定在筒体91上的行星轮轴架I40和端盖38，单向输出转轴22穿过端盖38，在单向输出转轴22与主动太阳轮I19和从动太阳轮I21之间分别设有超越离合器I41和超越离合器II39。
作为本实施例的一种变换，可以在定子块14和端盖相应处的单向输出转轴22上安装制动器301。
本实施例中，是利用单向输出轴22直接对外输出转矩。
实施例三一种带变转装置及转向机构的液力变矩器，该液力变矩器是在实施例二所述带变转装置的液力变矩器的基本结构的基础上再连接一调节转向和空转的换向机构构成(参见图5)，该换向机构由固定在单向输出转轴22上的主动太阳轮II23，与主动太阳轮II23啮合的行星轮组II24，与行星轮组II24啮合的从动倒向太阳轮II25，固定在筒体91上的行星轮轴架II36，换向输出轴31及配件，挡盖26及端盖29、拨叉调控装置组成；换向输出轴31穿过端盖29和挡盖26，键轴32上有键37、其左键部套入换向输出轴的长键套311中、右端部套入单向输出轴22的键套221及空键套222和从动太阳轮II25键套251中，拨叉连杆28与键轴32的键部321固定连接并与和换向输出轴键套311连通的槽312滑动配合，套在换向输出轴31外部的拨叉轮27与拨叉连杆28固定相连，拨叉轮27上有拨叉槽271，拨叉33卡在该槽内并与位于筒体9外侧的拨叉调控装置连接。
为保证转向机构的润滑性能，转摆式活塞的叶片槽可以开通至单向输出转轴22，筒体91上有回油道，液压油流过筒体91，筒体91内的所有构件均浸泡在液压油中。
变转及换向过程如下当液压缸工作时，转摆式活塞10带动主动太阳轮I19摆动，主动太阳轮I19一方面通过超越离合器I41驱动单向输出轴22作正方向转动；主动太阳轮I19的另一方向摆动经伞齿行星轮组I20倒向传动，再经从动伞齿太阳轮I21以及超越离合器39II将单向输出轴22驱动，使单向输出轴22获得单向旋转的转矩，单向输出轴22带动主动伞齿太阳轮II23作正方向的单向转动，同时主动太阳轮II23还带动伞齿行星轮组II24及伞齿从动太阳轮II25作反向旋转，当拨叉装置将拨叉33作某一轴向移动时，拨叉轮27和拨叉连杆28以及键轴32受控也跟着移动，当键轴32移动到行程右端时，键轴32端部上的键37可处于单向输出轴22键套221中受主动太阳轮II23驱动作与单向输出轴22转动方向相同的旋转；当键轴32移动到行程左端时，键轴32端部上的键37处于伞齿从动太阳轮25的键套251中，受伞齿从动太阳轮II25驱动反向旋转；当键轴32移动至空键套222位置时，键轴32不转，由键37带动的换向输出轴31就可以对外实现换向(正、反转)输出或空转中断输出。
作为本实施例的一种变换，为防止出现带转速换向损坏零部件的情况，换向机构的拨叉调控装置中有由中间轮35、从动监控轮341、锁栓342构成的闭锁控制装置34，中间轮35与拨叉轮27连成一体，从动监控轮341安装在筒体91外侧、其齿部穿过筒体9并能与运动中的中间轮35啮合，从动监控轮341和安装于筒体91外侧的锁栓342啮合，在锁栓342的端部连有回位弹簧。
作为本实施例的一种变换，也可以采用其他形式的拨叉调控装置。
调控过程如下在换向操作时，拨叉调控装置将拨叉33拨动，拨叉连杆28作轴向移动，装在拨叉调控装置上的中间轮35要经过从动监控轮341并与从动监控轮341啮合或磨擦接触，在换向输出轴31停转情况下，锁栓342在回位弹簧343的作用下处于原位，它不阻挡拨叉调控装置的换向动作，即换向输出轴31停转可实施换向；而若在换向输出轴31转动时作换向操作，当中间轮36行至与从动监控轮341接触时，带动了从动监控轮341转动，从动监控轮341又驱动锁栓342挡住拨叉调控装置不能继续移动，从而控制在换向输出轴31转动过程中不能实施换向操作。
作为本实施例的又一种变换，所述的换向输出轴31上可以安装一制动器302。
权利要求1.一种液力变矩器，包括油缸、变矩控制装置、连接油路，其特征在于所述的油缸是其有效作用面积可调节的转摆式液压缸，该转摆式液压缸由缸体(9)、位于缸体内的转摆式活塞(10)、调控活塞(13)、受控叶片(16)、定子块(14)构成，转摆式活塞(10)一端大、一端小，大端外圆与缸体(9)内圆滑动配合，中间开有一细长槽(101)，受控叶片(16)插入转摆式活塞(10)的槽(101)中、右端面与调控活塞(13)滑动配合、并通过与受控叶片(16)相连的拉力器跟随调控活塞(13)作同步轴向移动，该调控活塞(13)同轴套在转摆式活塞(10)的小端、其外圆与缸体(9)内圆滑动配合，调控活塞(13)左边部分由里到外开有装定子块(14)的槽(131)，定子块(14)套入该槽内与调控活塞槽(131)滑动配合，定子块(14)固定在缸体(9)上、其内弧面与转摆式活塞(10)小端滑动配合，左端面与转摆式活塞(10)大端右端面滑动配合，转摆式活塞(10)左端与缸体(9)之间有挡推力器(17)。
2.根据权利要求1所述的液力变矩器，其特征在于所述的拉力器由连杆(11)、推力轴承(12)组成，推力轴承(12)安装于调控活塞(13)右部，其转圈套着转摆式活塞(10)，推力轴承挡盖(8)固定于调控活塞(13)上，连杆(11)插入转摆式活塞槽(101)中并可在其中滑动、其左端与受控叶片(16)连体，另一端卡在推力轴承(12)的转圈上。
3.根据权利要求1所述的液力变矩器，其特征在于所述的变矩控制装置是由依次位于阀体内的阀芯(61)、弹簧(62)、调节螺钉(63)构成的液压控制阀(6)，液压控制阀(6)位于液控缸G2进油路(13)、出油路(23)与主油路(4)和回油路(5)之间，该液控缸G2是调控活塞(13)与缸体(9)之间形成的液压腔。
4.根据权利要求1或2或3所述的液力变矩器，其特征在于转摆式活塞(10)左端部连有一变转装置，该变转装置的所有构件位于筒体(91)内，筒体(91)是缸体(9)的延长部份，筒体(91)内的构件有套在单向输出转轴(22)上并固定于转摆式活塞(10)上的主动太阳轮I(19)，与主动太阳轮I(19)啮合的行星轮组I(20)，与行星轮组I(20)啮合的从动倒向太阳轮I(21)，固定在筒体(91)上的行星轮轴架I(40)和端盖(38)，单向输出转轴(22)穿过端盖(38)，在单向输出转轴(22)与主动太阳轮I(19)和从动太阳轮I(21)之间分别设有超越离合器I(41)和超越离合器II(39)。
5.根据权利要求4所述的液力变矩器，其特征在于在该变转装置的单向输出转轴(22)左端部连有一换向机构，该换向机构的构件与变转装置位于同一筒体(91)内，该换向机构由固定在单向输出转轴(22)上的主动太阳轮II(23)，与主动太阳轮II(23)啮合的行星轮组II(24)，与行星轮组II(24)啮合的从动倒向太阳轮II(25)，固定在筒体(91)上的行星轮轴架II(36)，换向输出轴(31)及配件，挡盖(26)及端盖(29)、拨叉调控装置组成；换向输出轴(31)穿过端盖(29)和挡盖(26)，键轴(32)上有键(37)，键轴左键部套入换向输出轴的长键槽(311)中，右端部套入单向输出轴(22)的键套(221)及空键套(222)和从动太阳轮II(25)键套(251)中，拨叉连杆(28)与键轴(32)的键部(321)固定连接并与和换向输出轴键套(311)连通的槽(312)滑动配合，套在换向输出轴(31)外部的拨叉轮(27)与拨叉连杆(28)固定相连，拨叉轮(27)上有拨叉槽(271)，拨叉(33)卡在该槽内并与位于筒体(9)外侧的拨叉调控装置连接。
6.根据权利要求5所述的液力变矩器，其特征在于所述的拨叉调控装置中有由中间轮(35)、从动监控轮(341)、锁栓(342)构成的闭锁控制装置(34)，中间轮(35)与拨叉轮(27)连成一体，从动监控轮(341)安装在筒体(91)外侧，其齿部穿过筒体(9)并能与运动中的中间轮(35)啮合，从动监控轮(341)和安装于筒体(91)外侧的锁栓(342)啮合，在锁栓(342)的端部连有回位弹簧。
7.根据权利要求4所述的液力变矩器，其特征在于所述的单向输出转轴(22)上安装有制动器(301)。
8.根据权利要求5或6所述的液力变矩器，其特征在于所述的换向输出轴(31)上安装有制动器(302)。
专利摘要一种变矩器，涉及一种液力变矩器，包括油缸、变矩控制装置、连接油路，该油缸是由受控叶片、缸体、转摆式活塞、调控活塞、定子块构成的其有效作用面积可调节的转摆式液压缸，转摆式活塞上开有一细长槽，受控叶片插入转摆式活塞的槽中、右端面与调控活塞滑动配合，并通过与受控叶片相连的拉力器跟随调控活塞作同步轴向移动，调控活塞同轴套在转摆式活塞的小端、其外圆与缸体内圆滑动配合，定子块固定在缸体上，所述的变矩器的转摆式活塞左端可以连接一单向变转装置，还可以在单向变转装置的左端再连接一换向机构，该变矩器具有调矩范围宽，结构简单、紧凑，可靠性强的特点，适于用作汽车、摩托车和各类机床及自行车等机械的变速传动装置。
文档编号F16H41/00GK2723775SQ20042008977
公开日2005年9月7日 申请日期2004年8月31日 优先权日2004年8月31日
发明者黄才林 申请人:熊祺, 黄才林