专利名称：连续变速液压静力传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压机，尤其涉及能够以连续(无级)变速传动比将动力从原动机传送到载荷的液压静力传动装置。
背景技术：
在本人引用的序号为No.08/093,192的美国专利申请中公开了一种液压机，该液压机包括一个液压泵装置和一个液压马达装置，它们配置成与中间的楔形旋转斜盘成对置的沿轴向对准的关系。泵装置连接到一个由原动机传动的输入轴，而马达装置固定在静止的机器外壳上。一个与输入轴同轴并按驱动关系联接到载荷上的输出轴以转矩偶合关系枢接在旋转斜盘上。当泵装置受原动机传动时，液压液体通过旋转斜盘中的孔在泵和马达装置之间被往复泵送。结果，在旋转斜盘上施加三个全都沿同一方向作用的转矩分量，从而在输出轴上产生输出转矩以传动载荷。这些转矩分量中的两个是一个由转动的泵装置施加在旋转斜盘上的机械分量和一个由马达装置施加在旋转斜盘上的液压机械分量。第三个分量是一个纯粹的液压分量，是由因作用在沿周面对置的旋转斜盘孔的端部表面上的流体压力造成的作用力差所产生的，由于旋转斜盘的楔形形状，这些旋转斜盘孔的端部表面具有不同的表面积。
为了改变传动比，可以变化旋转斜盘相对于输出轴轴线的角度方位。因为传动比即速度比例是连续可变的，所以原动机可以以基本上在其效率最高的工作点上设定的恒定速度运行。利用1∶0(空档)传动比设定可以无需使用离合器。在常规的连续变速液压静力传动装置中，液压液体流动速率随传动比的增大而正比地增大，使得在最高的传动比设定下产生最高的流动速率，与这种常规装置不同，在本人引用的美国专利申请中公开的液压机中的流动速率在该传动比范围的中点达到最高值，然后逐渐降低，在最高的传动比设定处基本上降到零。因此，减小了由于液压液体流动产生的损失，避免了常规液压静力传动装置在高比例时产生的麻烦。由于多个转矩分量作用在旋转斜盘上，在输出速度范围的上半部中液压液体的流速降低，以及能够接受最佳性能的原动机输入，本人引用的专利申请的液压机械作为高效的噪声小的连续变速液压静力传动装置而在车用传动装置中具有特别有利的应用。
发明概述本发明的一个目的是提供对本人引用的序号为No.08/093,192的美国专利申请中公开的液压静力传动装置的改进，以获得尺寸、部件数目和制造成本方面的经济性。
本发明的另一个目的是以下述方式提供改进，就是将低压的补充液压液体引入液压静力传动装置，并且在设定和改变传动比时可以在传动比控制器中利用液压液体的压力。
本发明的又一个目的是在控制器方面提供改进，该控制器用于以连续(无级)可变的方式设定和改变液压静力传动装置的输入速度对输出速度之比。
为了达到这些目的，本发明的液压机当其用作一种连续变速液压静力传动装置时包括一个外壳；一个以轴颈支承在该外壳中而用于承受从原动机来的输入转矩的输入轴；一个以轴颈支承在该外壳中而用于将传动转矩传送给载荷的输出轴；一个联接在输入轴上的液压泵装置；一个固定在外壳上的液压马达装置；一个包括在面对泵装置的输入表面和面对马达装置的输出表面之间延伸的孔的楔形旋转斜盘；一个以转矩偶合关系可以枢接旋转斜盘和输出轴的联轴器；以及一个传动比控制器，后者包括一个控制缸和一个控制活塞，该控制缸和输出轴同轴线配置，和液压泵装置和液压马达装置之一成包围关系，而该控制活塞通过控制缸可动地安装并联接在旋转斜盘上，使得控制活塞的轴向移动转变为旋转斜盘围绕联轴器枢轴轴线的传动比变化的摆动。
本发明的其它特点、优点和目的将在后继的描述中提出，一部分将在描述中显而易见，或可由发明的实施中知道。通过下述文字描述和附属的权利要求及附图中详细指出的装置可以实现和获得本发明的目的和优点。
可以理解，上述一般描述和下述详细描述均是示范性和解释性的，为的是对请求保护的本发明提供进一步说明。
附图用来提供对本发明的进一步理解并被包括在本说明书中构成它的一部分，它例示本发明的一个最佳实施例，并与文字描述一起用于说明本发明的原理。
附图简述
图1是根据本发明的最佳实施例构造的一种连续变速液压静力传动装置的纵向剖视图。
图2是图1传动装置的输入端部分的局部放大纵向剖视图，它包括集流管组件的不同剖视图。
图3和4是图1和2中所见配流盘的对置表面的平面图。
图5是图1和2中所见集流管组件的一个表面的平面图。
图6是与图1和2的液压静力传动装置一起使用的外部传动比控制阀的示意图。
在所有附图中相应的标号表示相似的部件。
最佳实施例详述根据本发明最佳实施例的变速液压静力传动装置在图1的总图中总体用10标示，作为基本部件，该装置10包括外壳12与以轴颈支承于其中的输入轴14和输出轴16，后两者通常成同轴线端部对端部关系。输入轴14的伸出到外壳12之外的端部刻有齿槽，如14a所示，以便于和原动机(未示出)成驱动连接，而输出轴16的伸出到外壳12之外的端部也刻有齿槽，如16a所示，以便于和载荷成驱动连接(未示出)。输入轴14驱动液压泵装置，后者总的用18标示。一个总的用20标示的液压马达装置以外壳12为基底，与泵装置18沿轴向对置。一个总的用22标示的楔形旋转斜盘以驱动方式连接到输出轴16上，其位置在泵和马达装置之间，并设有孔，一个用23标示的孔，以适应泵和马达装置之间液压液体的交换。一个控制活塞24联接到旋转斜盘22上，用于枢轴式调节旋转斜盘相对于输出轴轴线25的方位角，由此可以调整地设定输入轴速度相对于输出轴速度的传动比。
现在更详细地同时参照图1和2，圆筒形外壳12包括一个用排列成一圈的螺栓(图中可见用31标示的一个螺栓)固定就位的盖30，以封闭外壳的敞开的输入端。输入轴14通过盖中的中心孔和一个集流管组件(总的用34标示)伸入外壳12，集流管组件用螺栓31固定在盖和外壳之间的位置上。安装在盖和集流管组件开口中的轴承35支承输入轴14以便转动。一个用螺栓37固定到盖30上的环形端盖36使密封件38紧靠输入轴周面，以防止液压液体泄漏。
如图2中最清楚可见的输入轴14的内端被扩孔而形成一个圆筒形凹槽40，以装入输出轴16的直径缩小的内端部部分42。一个安装在凹槽40中的滚柱轴承环44形成输出轴的内端轴颈支承件。在集流管组件34的轴套45之外的输入轴14的内端部被做成喇叭形，以形成一个具有齿槽周面的径向法兰47，与环状止推垫圈49的齿槽中心孔(通常用48标示)啮合。一个环状配流盘50置于集流管组件34和止推垫圈49之间。
止推垫圈49的右径向面做成凹形，以装入液压泵装置18中包括的多个活塞用的承载件56的径向扩大左端部。这些活塞(例如10个，用58标示的一个活塞代表)被均匀地分布成与输出轴轴线25同心的环列，其方式公开在本人的被引用的专利申请中。如此处图2中所示，每个泵活塞58包括一个活塞头60，用一个细长螺栓61安装到活塞承载件56上，螺栓61通过一个孔伸入活塞承载件并拧入止推垫圈49的螺纹孔中，如49a所标示。活塞头60被加工成一个球形内表面，该内表面的形状符合环形轴承62的球形外表面，该环形轴承62固定在用螺栓61支承的衬套63上。一个位置延长的套管64也支承在螺栓61上，使得当螺栓拧紧时，衬套63被夹紧在位置上，而将轴承62和活塞头60以轴向间隔关系合适地安置在活塞承载件56上。结果，将每个活塞头60安装成有限地沿径向转动。
泵活塞承载件56的圆筒形右端部支承一个环形球面轴承66，后者的形状符合在环形泵缸件68的中心孔中加工成的球形表面67。一个环形压力弹簧69压紧在承载件56和球面轴承66上形成的沿轴向对置的台肩上，弹簧向右朝着传动装置的输出端推压球面轴承。滚柱轴承环70被限定在泵活塞承载件56的中心孔内，输出轴16通过它伸出，形成泵活塞承载件56的轴颈支承件。液压缸件68包括排列成一圈的泵缸72，用以分别容纳泵活塞58。通过泵活塞头60和泵缸件68的球面轴承安装方式，可以承受泵缸件轴线相对于输出轴轴线25的旋进运动。
回到图1，液压马达装置20的结构基本上与液压泵装置20等效。但是，换用一个与旋转的泵活塞承载件56等效的环形的马达活塞承载件74， 用排列成一圈的螺栓75固定在外壳12上。这些螺栓也用于安装活塞(总的用76标示)，每个包括一个活塞头77，回转式安装在球面轴承78上，后者用套管79以位置延伸的关系安置在泵活塞承载件74上，其方式与泵活塞58相同。然后通过一个环形球面轴承82将马达缸体80回转式安装在承载件74上。一个环形压力弹簧83向左朝着传动装置10的输入端推压球面轴承82。再一次，如在泵缸件68的情况中一样，在液压缸件80中形成排列成一圈的马达缸84，以分别容纳马达活塞76。因为马达装置20用螺栓75固定到外壳12上，所以马达活塞76和液缸体80不会转动，但是，马达活塞头77对螺栓75和马达缸体80对承载件74的球面轴承安装方式可以承受马达缸体轴线的章动(旋进)运动。
如进一步在图1中看到的，输出轴16向右延伸通过马达活塞承载件74中的中心孔(该处安置一个支承的滚柱轴承环85)并通过轮毂状输出端封闭件86伸出外壳12，封闭件86用螺栓(一个用87标出)固定在外壳12上。一个安置在端部封闭件中心孔中的滚柱支承环89进一步形成输出轴的轴颈支承。一个用螺栓93固定在端部封闭件86上的环形端盖92限定一个密封件94，后者在外壳的最后出口点处紧靠输出轴16的表面，以防止液压液体泄漏。
旋转斜盘22用横向销96以驱动方式连接在处于泵装置18和马达装置20之间的操作位置中的输出轴16上，横向销96分别装入固定在输出轴上的沿径向对置的轮毂98中。销96的共同轴线与输出轴轴线25正交，前者构成旋转斜盘22的枢轴轴线，以承受旋转斜盘角度取向相对于输出轴轴线25的传动比变化的调整。
回到图2，旋转斜盘22包括一个与泵缸件68的面102紧密滑动接触的输入面101和一个与马达缸件80的面104紧密滑动接触的输出面103。旋转斜盘22的输入面和输出面相对取向成锐角，以形成旋转斜盘的楔形。孔23延伸在旋转斜盘的输入面和输出面之间，并连通进入泵缸件68的液缸72中的相应开口107和进入马达缸件80的液压缸84中的相应开口108，所有这些在本人引用的专利申请中得到更充分的公开和举例说明。
传动比控制活塞24包括一个右部活塞部分110和一个左部活塞部分112，它们基本上端部对端部地用螺纹113结合。传动比控制活塞24滑动式安装在控制液压缸114上，后者设有一对沿径向对置的向右伸出的有孔凸耳116，旋转斜盘枢轴销96通过这些孔伸出。活塞部分110的输出端形成一对成紧密角度间隔的有孔的柄脚118，以安装销120的端部，销120又以枢轴方式安装联接片122的一端，后者以紧密角度间隔处于柄脚118之间。联接片122的另一端以枢轴方式连接在销124上，销124支承在一对在联结片侧面的成紧密角度间隔的柄脚126上。柄脚126是连接件128的沿径向向外凸出部，连接件128安装在形成于旋转斜盘22中的凹槽129内并由横向锁紧销130保持在适当的位置上。
因此可以看出，当控制活塞24围绕其对输出轴16的枢轴连接件(销96)作枢轴式转动时，控制活塞24的沿轴向往复运动变换成旋转斜盘的角运动。也可以看出，利用该连接件和控制缸凸耳116对旋转斜盘枢轴销96的连接，控制活塞24和控制缸114与输出轴16一起转动。控制活塞部分110的自由端区段110a被加工成构成一个环状分布的平衡质量，以平衡旋转斜盘22的偏心质量，如序号为08/093,192本人的美国专利中充分说明的。
继续参照图2的放大视图，控制缸114的左端形成一个沿径向向内伸出的凸缘132，它起一个轴向止动件的作用，以便啮合以压配合方式装配在控制缸内的配流盘50。其螺纹周面啮合控制缸114的内螺纹部分135的夹环134被往下转到牢固地夹住紧靠凸缘132的配流盘50。这样，环形配流盘50也与输出轴16一起转动。
控制活塞部分112的左端被加工而形成一个环形台肩140，该台肩140沿径向向内凸出而与控制缸114的周面滑动式接合。控制缸被加工而形成一个环形台肩142，该台肩142沿径向向外凸出而与控制活塞部分112的圆筒形内表面滑动式接合。控制活塞部分112和控制缸114之间由对置的台肩140和142沿轴向限定的空间形成一个环状控制室146。控制缸和控制活塞部分112之间由台肩142和活塞部分110的输入(左)端面149沿轴向限定的径向空间形成另一个环形控制室148。台肩140和142与活塞部分110中包括密封环150，以防止液压液体从室146和148泄漏。
在角度间隔部位处，在控制缸114的左端中钻成纵向钻孔以形成流体通道152(图1)和154(图2)。通道152终止于通到台肩142的输出(右)侧的径向通道153内，从而通入室148内。较短的通道154终止于台肩142左(输入)侧的径向通道155内，从而通入室148内。通道152和154的外端是堵塞的，如图2中156处所示。如图2中可见，通道154通过在控制缸114中钻成的短连接通道159与配流板50中钻成的径向通道158连通。径向通道158的内端与纵向通道160连通，后者转过来与配流盘50的径向内面163中形成的环形浅腔162连通，这同时在图3中可见。在等于腔162的半径处，在集流管组件34的轴套45上压配合的环形集流管件166中钻入一个纵向通道164。该纵向通道164的左端通入径向通道168，其外端以集流管件166中的孔170为终端。
以同样方式并如图1中所示，控制缸114中的纵向通道152通过控制缸114中的短连接通道173与钻入配流盘50的径向通道172连通。径向通道172的内端与纵向通道174连通，该纵向通道174通入在配流盘50的内径向面163中加工的环形浅腔175中(图3)。在等于腔175的半径处在集流管件166的右表面中钻入一个纵向通道177。通道177的内端开口通入一个径向通道178，其外端以集流管件中的孔180为终端。
可以看出，虽然配流盘50与输出轴一起转动而集流管件166用螺栓31固定在外壳l2上，但配流盘中的环形腔162和175在纵向通道160和164之间与纵向通道174和177之间形成连续的流体连通，而不管转动配流盘和静止集流管件的角度相对关系。因此，在传动操作期间，孔170与室146呈连续流体连通，而孔180与室148呈连续流体连通。
为了保证从油池泵182中充分供给补充的液压液体，在集流管件166中以120°角度间隔位置形成三个附加的孔。这些补充孔之一用184例示于图1中。每个补充孔与集流管件166中钻入的径向通道186连通，后者又与成角度的通道188连通，通道188通入集流管件的径向右表面，与配流盘50的径向左表面163中加工成的最外部半圆环形腔190成面对关系，如图3所示。从图2中看到，一个最终集流管孔192与集流管件166中的径向通道193连通，后者又与纵向通道194连通，纵向通道194开口进入集流管件的径向右面，与配流盘表面163中加工的环形腔196成面对关系(图3)。
图5中例示集流管件166的径向右表面199处集流管通道的相对角度和径向位置。应当指出，图1和2中例示的集流管件166、配流盘50和控制缸114的截面已经被选择来最清楚地例示其中各种通道的液压液体流动关系，因此并不代表它们实际的角度关系，后者在集流管件166的情况下可以在图5中看到。
在图4的平面图中看到的配流盘50的径向右表面200被加工成构成一对沿径向对置的半圆环形(肾形)表面的腔202和204。一对肾形孔206通过配流盘50在腔190和202之间形成流体连通，而一对肾形孔208在腔204和196之间形成流体连通，如图3中同时看到的。
回到图2，泵活塞安装螺栓61钻有轴向孔210。(用虚线例示)，使得泵缸72中的液体压力被连通，以隔开在支承紧靠配流盘50的右表面200(图4)的止推垫圈49的径向左表面中形成的凹槽212。这样，泵缸液体压力与配流盘表面200中的表面腔202和204连通，然后通过孔206和208与配流盘表面163中的表面腔190和196连通。
当泵活塞58和泵缸72从楔形旋转斜盘22的最薄点旋转到其沿径向对置的最厚点时，相关泵缸的容积逐渐缩小，而这些泵缸中的液压液体因此增压。这被认为是液压泵装置18的高压或泵压侧。
当泵活塞和泵缸从最厚点旋转到旋转斜盘22的最薄点时，相关泵缸72的容积逐渐膨胀。这被认为是液压泵装置18的低压或抽吸侧。
因为配流盘50和旋转斜盘22联合转动，由于两者均联接在输出轴16上，所以由旋转斜盘决定的配流盘表面腔对泵装置18的高压(泵送)和低压(抽吸)侧的角度关系仍然固定而不管输入轴对输出轴的速度比。配流盘50相对于旋转斜盘的角度取向是这样的，使得由油池泵182通过集流管件孔184和通道186、188引入的在配流盘表面腔190和206中的液压液体由于在泵活塞安装螺栓61中由孔210形成的液体连接而取包含在泵装置18的抽吸侧中的泵缸72的平均液体压力。形成三个相隔120°的补充通道188保证了至少两个补充孔始终与配流盘50的径向左表面163内的180°拱形表面腔190流体连通。因此，防止了泵装置18中液压液体的缺乏。
另一方面，通过泵活塞安装螺栓61中的孔210。使充满配流盘表面腔196和204的液压液体增压到泵装置18的高压(泵送)侧中包含的泵缸72的液体压力平均值。如上所述，配流盘腔196中的高压液压液体通过集流管通道193和194与孔192流动连通。
设置了一个诸如图6中所示的传动比控制阀220，通过一个垂直于输出轴轴线25的沿旋转斜盘输入(左)表面101反时针方向的旋转斜盘锐角的有限倒挡速度范围使传动装置10调整(改变)冲程，从而产生一个空档(1∶0)传动比，经过从空档(1∶0)到1∶1传动比的向前速度范围，在该处旋转斜盘输出(右)表面103垂直于轴25，并超过此范围，进入有限的超速范围，如图2中旋转斜盘角度所示。第一阀孔222由流体导管223连接在集流管孔170上，后者与控制活塞环形室146成流体连通，如图2中所见。第二阀孔224由流体导管225连接在集流管孔180上，后者与控制活塞环形室148流体连通，如图1中所见。第三阀孔226由流体导管227连接在集流管孔192上，后者与旋转斜盘腔196中的高压液压流体成流体连通，如图2中所见。第四和最后一个阀孔228连接在返回油池230的流体导管229上。控制阀的操作通过操作装置221使其滑阀往复运动到三个阀位置(用232、234和236标示)中选定的一个位置来进行。
当传动比控制阀220处于图6中所示的阀位置234时，所有四个阀孔均关闭，使控制活塞室146和148中的液体压力能够相等。控制活塞110的轴向位置因此由控制室中的平衡液体压力保持稳定，以设定所需的传动比。为了通过图1和2中沿反时针方向转动的旋转斜盘22减小传动比，通过操作装置221使控制滑阀向左移动，以确立阀的位置236，其中阀孔226和阀孔224保持流体连接而阀孔222和阀孔228保持流体连接。由此可见，高压液压流体流入环形控制室148而环形控制室146通向油池230。然后室148中的流体压力超过室146中的流体压力，随着室146的容积收缩时使室148的容积膨胀。因此控制活塞110被沿轴向推向后边，而旋转斜盘22通过它联接到由联接件122形成的控制活塞上而沿反时针方向转动。当达到所需的较低传动比时，操作装置121向右移动而重新确立中心阀位置234并关闭所有阀孔。控制室146和148中的流体压力迅速相等而设定新的更低的传动比。
然后为了增大传动比，阀操作装置221被拉向右边，以确立阀位置232，而将阀孔226连接到阀孔222上，同时将阀孔224连接到阀孔228上。然后随着控制室148通向油池230，高压液压流体流入控制室146。然后控制活塞110。被推向左边，旋转斜盘22沿顺时针方向转动。当达到所需的较高传动比时，通过操作装置221重新确立中央阀位置234。控制室146和148中的流体压力迅速恢复平衡，设定新的更高的传动比。
可以理解，传动比控制阀可以不用三位置滑阀而取一对脉冲宽度调制电磁阀形式，如1995年1月30日申请的序号为No.08/380,269的共同转让的美国专利申请中所公开的，在这里引用其公开内容，是为了参考。
从以上所述可以看出，本发明提供一种在本人引用的序号为No.08/093,192的专利申请中公开的那种类型的连续变速的液压传动，它具有体积紧凑、部件较少和制造成本减小的优点。虽然在上面公开的最佳实施例中，控制活塞24和控制缸114被配置成与泵装置18成包围关系，但可以理解，这些部件可以被配置成包围马达装置20。此时可以以本人引用的序号为No.08/342,472的专利申请中公开的方式将配流盘50和集流管件166配置在马达装置的输出侧，通过马达活塞安装螺栓75中的孔与马达缸84成流体连通。
熟练本技术领域的人员在不背离本发明的精神下显然可以对本发明的装置作出种种修改和变化。因此本发明要覆盖其修改和变化，只要这些修改和变化处在所附权利要求及其等同物的精神范围内。
权利要求
1.一种连续变速液压静力传动装置，包括一个外壳；一个输入轴，它以轴颈支承在该外壳中，用以接受从原动机传来的输入转矩；一个输出轴，它以轴颈支承在该外壳中，用以将输出转矩传送到一个载荷上；一个液压泵装置，按驱动关系联接到输入轴上；一个液压马达装置，固定在外壳上；一个楔形旋转斜盘，按操作关系配置在液压泵装置和液压马达装置之间，并包括调节液压泵装置和液压马达装置之间液压流体输送的孔；一个联轴器，将旋转斜盘以转矩偶合关系枢接到输出轴上；以及一个传动比控制器，包括一个控制缸，跟液压泵装置和液压马达装置之一成包围关系和输出轴轴线共轴配置；和一个圆柱形控制活塞，通过控制缸可动地安装并联接在该旋转斜盘上，使得控制活塞的轴向移动转变为旋转斜盘围绕联轴器枢轴轴线的传动比变化的转动。
2.根据权利要求1中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该传动比控制器还包括在控制缸和控制活塞之间限定的第一和第二环形控制室，使得第一和第二控制室中的液压流体压力差别产生控制活塞的轴向移动。
3.根据权利要求2中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该第一和第二控制室是由控制缸和控制活塞的径向和轴向对置的表面部分限定的。
4.根据权利要求3中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该控制缸在固定的轴向位置上连接到联轴器上，同时与控制活塞、旋转斜盘和输出轴一起联合转动。
5.根据权利要求4中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该传动比控制器还包括一个与第一和第二室成流体连通的控制阀，该控制阀可以选择性地操作而产生下述状态中的任何一种1)第一和第二控制室中的液压流体压力平衡，以便将旋转斜盘的角度位置设定到所要的传动比；2)第一控制室中的液压流体压力大于第二控制室中流体压力，以便沿传动比增大方向使旋转斜盘围绕枢轴轴线转动；3)第二控制室中的液压流体压力大于第一控制室中的流体压力，以便沿传动比减小方向使旋转斜盘围绕枢轴轴线转动。
6.根据权利要求5中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，还包括一个联接件，在一个径向偏离枢轴轴线的位置上，将控制活塞的一个自由端部枢接于旋转斜盘上。
7.根据权利要求5中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该传动比控制器还包括一个液压流体回路，该回路将控制阀连接到液压泵装置和液压马达装置中的一个内的加压液压流体源上。
8.根据权利要求5中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于还包括一个环形配流盘，与输出轴联接并和其一起旋转，包括一些流体通道；和一个集流管，固定在外壳上，并包括与配流盘流体通道连通的流体通道，该配流盘和集流管流体通道被设置成在控制阀和各第一控制室、第二控制室及液压泵装置与液压马达装置中的一个内的增压液压流体源之间形成独立的液压流体回路。
9.根据权利要求5中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于还包括一个联接于输出轴并与其一起旋转的环形配流盘，该配流盘包括1)一个在其中具有沿径向偏离的第一和第二环形腔的径向表面，2)一个在第一控制室和第一环形腔之间构成流体连通的第一流体通道，3)一个在第二控制室和第二环形腔之间构成流体连通的第二流体通道；和一个固定在外壳上的集流管，该集流管包括1)一个与配流盘径向表面成滑动式界面接合的径向表面，2)通过独立的流体导管连接到控制阀上的第一和第二孔，3)一个从第一孔通到集流管径向表面中与第一环形腔对准的第一开口的第一流体通道，4)一个从第二孔通到集流管径向表面中与第二环形腔对准的第二开口的第二流体通道。
10.根据权利要求9中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该配流盘径向表面还包括一个沿径向与第一和第二腔偏离并与一个在液压泵和马达装置之一中的增压液压流体源成流体连通的第三环形腔，而该集流管还包括1)一个通过流体导管连接到控制阀上的第三孔，2)一个从第三孔通到集流管径向表面中与第三环形腔对准的第三开口的第三流体通道。
11.根据权利要求10中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该配流盘径向表面还包括一个沿径向与第一、第二和第三腔偏离的第四腔，该第四腔与液压泵和马达装置之一成流体连通，而该集流管还包括1)一个连接到补充液压流体源上的第四孔，2)一个从第四孔通到集流管径向表面配置成与第四腔流体连通的第四开口的第四流体通道。
12.根据权利要求11中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该第三腔与液压泵装置的高压侧成流体连通，而该第四腔与液压泵装置的低压侧成流体连通。
13.根据权利要求12中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该液压泵装置包括一个形成泵缸圆形列的液缸组件；一个按驱动方式联接到输入轴上的承载件；多个泵活塞，每个泵活塞通过一个安装装置安装到该承载件上的某一位置，按滑动方式装入一个不同的泵缸内，这些安装装置具有轴向钻孔，这些钻孔在第三腔和那些在液压泵高压侧中旋转的泵缸之间形成流体连通，并在第四腔和那些在液压泵装置的低压侧中旋转的泵缸之间形成流体连通。
14.根据权利要求13中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该第一、第二、第三和第四腔形成于配流盘的第一径向表面中，该配流盘还包括一个与第一径向表面对置的第二径向表面；一个在该第二径向表面中形成的第五半环形腔，多个第一安装孔在该第五腔和那些在液压泵装置的高压侧中旋转的泵缸之间形成流体连通；一个在第二径向表面中形成的相对于第五腔沿径向对置的第六半环形腔；多个第二安装孔，在该第六腔和那些在液压泵装置的低压侧中旋转的泵缸之间形成流体连通；一个第一轴向孔，在第三和第五腔之间形成流体连通；以及一个第二轴向孔，沿径向与第一轴向孔偏离，并在第四和第六腔之间形成流体连通。
15.一种连续变速液压静力传动装置，其特征在于包括一个外壳；一个输入轴，以轴颈支承在该外壳中；一个输出轴，以轴颈支承在该外壳中并有一个轴线；一个液压泵装置，包括一个承载器，按驱动关系联接，以便通过输入轴转动，多个泵活塞，以圆形列的布置由各个具有通孔的安装装置安装在承载器上，及一个构成圆形列泵缸的缸体，泵活塞分别以滑动方式装入该泵缸体；一个液压马达装置，包括一个固定在外壳上的承载器，多个以圆形列的布置安装在承载器上的马达活塞，及一个形成圆形列马达缸的缸体，马达活塞分别以滑动方式装入该马达缸体；一个楔形旋转斜盘，在液压泵和马达装置之间的操作位置上按驱动式枢接在输出轴上，并包括调节泵缸和马达缸之间液压流体泵压交流的孔，该旋转斜盘形成液压泵装置的沿径向对置的高压侧和低压侧，泵缸通过它旋转；一个控制器，联接成能调整旋转斜盘相对于输出轴轴线的角度取向，由此改变输入轴和输出轴速度的传动比；一个固定在外壳上的集流管，该集流管包括一个径向表面，及多个第一内流体通道，以相等半径位置处的径向表面中相应的多个成角度间隔的第一开口为终端；一个配流盘，安置在集流管和泵活塞承载器之间，与输出轴联接并与其一起转动，该配流盘包括一个第一径向表面，与集流管径向表面成界面滑动接合，一个半环形第一腔，形成于第一径向表面中与第一开口的径向位置相对应的径向位置处，使得在配流盘相对于集流管转动期间在第一腔和至少一个第一开口之间保持流体连通，一个与第一径向表面对置的第二径向表面，一个弧形第二腔，形成于第二径向表面中一个角度位置处，通过泵活塞安装通孔与那些在液压泵装置的低压侧中旋转的泵缸形成流体连通，及一个在第一和第二腔中形成流体连通的第一轴向孔；以及一个连接在第一内通道上的油池泵，将补充的液压流体供给到在液压泵装置的低压侧中旋转的泵缸内。
16.根据权利要求15中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该集流管包括至少三个按角度相对间隔的第一开口，使得在配流盘相对于集流管转动期间在第一腔和至少两个第一开口之间保持补充的流体连通。
17.根据权利要求15中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该集流管还包括至少一个第一周边孔，用于将油池泵连接到第一流体通道上。
18.根据权利要求17中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于该集流管还包括1)一个第二周边孔，2)一个第二内流体通道，在一个沿径向偏离第一开口半径位置的位置处从第二周边孔通向集流管径向表面中第二开口处，而该集流盘还包括1)在第一径向表面中在与第二开口连续流体连通的位置处形成的环形第三腔，2)一个在第二径向表面中在与第二腔沿径向对置的位置处形成的弧形第四腔，该第四腔通过泵活塞安装通孔与那些在液压泵装置的高压侧中旋转的泵缸形成流体连通，3)一个在第三和第四腔之间形成流体连通的第二轴向孔。
19.根据权利要求18中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该传动比控制器包括一个控制缸，跟液压泵装置配置成包围关系，与输出轴轴线同轴，以及一个圆柱形控制活塞，通过控制缸可活动地安装并联接在旋转斜盘上，使得控制活塞的轴向移动被转换为旋转斜盘的围绕与输出轴轴线成正交的枢轴轴线的传动比变化转动。
20.根据权利要求19中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该传动比控制器还包括在控制缸和控制活塞之间形成的第一和第二环形控制室，使得第一和第二控制室中的液压流体压力差别产生控制活塞的轴向移动。
21.根据权利要求20中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该第一和第二控制室由控制缸和控制活塞的沿径向和沿轴向对置的表面部分形成。
22.根据权利要求21中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该控制缸固定在轴向位置上而与控制活塞、旋转斜盘和输出轴一起转动。
23.根据权利要求22中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该集流管还包括1)一个第三周边孔，2)一个第三内通道，从该第三周边孔通向集流管径向表面中沿径向偏离第一和第二开口的第三开口，3)一个第四周边孔，4)一个第四内通道，从该第四周边孔通向集流管径向表面中沿径向偏离第一、第二和第三开口的第四开口，而该配流盘还包括1)一个在第一径向表面中在与第三开口连续流体连通的位置处形成的第五环形腔，2)一个以流体连通方式连接第五环形腔和第一控制室的第一内流体通道， 3)在第一径向表面中在与第四开口连续流体连通的位置处形成的第六环形腔，4)一个以流体连通方式连接第六腔和第二控制室的第二内流体通道。
24.根据权利要求23中所述的连续变速液压静力传动装置，其特征在于，该传动比控制器包括一个控制阀，与第二、第三和第四周边孔形成独立的流体连接并可选择性地操作而产生下述状态中任何一种状态1)在第一和第二控制室中的液压流体压力平衡，以便将旋转斜盘的角度位置设定到所要的传动比，2)第一控制室中的液压流体压力大于第二控制室中的流体压力，以便使旋转斜盘围绕枢轴轴线沿传动比增大的方向转动，3)第二控制室中的液压流体压力大于第一控制室中的流体压力，以便使旋转斜盘围绕枢轴轴线沿传动比减小的方向转动。
全文摘要
一种连续变速液压静力传动装置，包括一个连接成驱动液压泵装置的输入轴、一个固定在外壳上的液压马达装置和一个输出轴。一个楔形旋转斜盘以传动连接方式枢接于输出轴，以通过旋转斜盘中的孔接受从泵和马达装置之间的增压液压流体的变化产生的输出转矩。一个液压驱动的传动比控制器枢接在旋转斜盘上，以选择性地调整旋转斜盘相对于输出轴轴线的角度并由此改变传动比。
文档编号F16H39/14GK1149909SQ96190312
公开日1997年5月14日 申请日期1996年2月7日 优先权日1995年4月7日
发明者L·R·福尔森姆 申请人:洛克希德马丁公司