不接地液压传动装置的制作方法

专利名称：不接地液压传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能量传输装置，特别是装有输入和输出叶片能把能量引入和引出流体的液压传动装置。
背景技术：
这项申请是1999年5月21日向美国提交的专利申请号为60/135,340的分案申请，该项前申请通过引用结合于本文中。
通常，传输装置都是装置在一个动力源和一个工作单元之间。动力源将一种类型的能转换成机械能。例如，内燃机把储存在炭氢化合物燃料中的能量转换成旋转能。工作单元通常利用这种机械能来完成一种有用的功能。如车辆的轮胎利用这种由发动机提供的旋转能驱动车辆的其余部分。
传输装置位于动力源和工作单元之间，它把动力源输出的能量为工作单元转换成一种更有用的能源形式。例如，汽车传动装置是把内燃机的相对高的旋转速度(rpm)和低的输出转矩转换成车胎的相对低的旋转速度(rpm)和高的输入转矩。这样使车胎得够把车辆从静止的状态很快的加速，避免发动机的输出转矩超负荷。而且，这使得发动机的速度和转矩输出与车胎的速度和转矩相协调。
发明的公开根据本发明，传输装置即是把动力源的能量传输到工作单元。本传输装置包括一个界定在内部容纳流体的外箱，一个输入轴，一个输出轴，第一和第二泵，第一和第二涡轮机。
输入轴绕着第一旋转轴旋转，它连接于动力源以接受从那里释出的能量。输出轴绕着第二旋转轴旋转，并连接于工作单元把能量传输给它。
安装在外箱内部的第一泵，与输入轴配合旋转把动力源的第一部分的能量输入到外箱内部的流体中。在外箱内部的第一涡轮机接受外箱内部流体的能量，并把上述能量传输给输出轴。
安装在外箱内部的第二泵与第一泵相隔一间距，与输入轴配合旋转把第二部分的能量从动力源输入到外箱内部的流体中。第一涡轮机位于第一泵与第二泵之间。
安装在外箱内部的第二涡轮与第一涡轮相隔一间距，以接受外箱内部流体的能量，并把上述接受的能量传输给输出轴。第二泵位于第一涡轮和第二涡轮之间。
根据本发明另外的实施例，每一个泵包括一组泵的叶片，每一个涡轮包括一组涡轮叶片。每一组泵叶片被轴向分隔开，每一组涡轮叶片被轴向分隔开。
根据本发明其它另外的实施例，一种传输装置被设计成从动力源接受能量，然后把接受的能量的一部分传输到工作单元。传输装置包括一个第一轴接受动力源的能量，一个第二轴把能量传输给工作单元，从第一轴加进能量给流体以创建一条流动路径的装置，从流动路径中的流体引出能量的装置。该加进装置把第一轴获得的能量在流动路径的第一位置传输给流体，同时也在流动路径第一位置的下游，也就是流动路径的第二位置处传输给流体。该引出装置把从流动路径的流体中引出的能量在第三位置上传输给第二轴，所述第三位置是在流动路径第一位置的下游和流动路径第二位置的上游，同时也在流动路径第二位置下游的第四位置处传输给第二轴。
根据本发明，提供了一种把能量从动力源传输到工作单元的方法。该方法包含如下的步骤设计一个被用来从动力源接受能量的输入轴，一个其内部可以容纳一种流体的箱子，和一个被用来将能量传输到工作单元的输出轴。该方法进一步包括如下步骤把从输入轴获得的能量加进至流体用以创建一个流动路径。所述的能量加进发生在流动路径的第一位置处；在流动路径第一位置的下游，也就是流动路径的第二位置处从流体引出能量；把所述从流动路径第二位置引出的能量传输给输出轴；把从输入轴获得的能量引入流动路径第二位置的下游，也就是第三位置的流体中；把从流动路径第三位置的下游，也就是流动路径中的第四位置的流体中的能量引出；把上述从流动路径第二位置引出的能量传输给输出轴。
关于本发明的另一些特征特在以下参照附图的详细说明中表达得很清楚。
附图的简要说明附图的详细描述如下

图1是一个表示能量源；和动力源相连接接受能量的传输装置；和传输装置相连接接受能量的工作单元的框图；图2中的框图表示的是一个动力源，一个工作单元，一个传输装置它包括和动力源相连接的多个输入单元，和工作单元相连接的多个输出单元，位于输入和输出单元之间的流体；输入单元把能量引入流体中，输出单元把能量从液体中引出然后将能量传输供工作单元使用；图3是一个液压传动装置的最佳实施例的透视图，其中一些部分被拆走。
图4是图3所示液压传动装置从另一个角度观察的透视图；图5是沿图3的剖面线5-5所截取的剖视图；图6是移去一部分部件后的图3所示液压传动装置的透视图，从图中可以看到它的输出叶片向外呈径向放射状延伸；图7是移去一部分部件后的图3所示液压传动装置的透视图，从图中可以看到一个和输出叶片相连接的冲击机构；图8是与图6相类似的透视图；图9是图3所示液压传动装置的几个零件的透视图，从图中可以看到它的输入叶片向内呈径向放射状延伸；图10是液压传动装置轮毂的透视图，从图中可以看到一些输入叶片被焊接在那里；图11是液压传动装置另一个轮毂的透视图，从图中可以看到一些输出叶片被焊接在那里；图12的图表表示一个说明性的发动机表现出来的特性；图13的框图表示泵叶片把能量引入流体和涡轮叶片把能量引出流体图14是一排最佳的输入和输出叶片在中间位置的示意15是与图14类似表示输出叶片在前向位置的示意图；图16是与图14类似表示输出叶片在超速传动时位置的示意图；图17是与图14类似表示输出叶片在反向位置的示意图；图18的框图表示一个运载工具，这个运载工具包括一个发动机，一个和发动机相连接的拼合的驱动轴，一对和所述拼合的驱动轴相连接的传输装置，和一对和所述传输装置相连接的驱动轮；图19是另一最佳实施例的液压传动装置的透视图，其中一些部分被拆走；图20是图19所示的液压传动装置从另一个角度展现的透视图；图21是沿图19的剖面线21-21所截取的剖视图；图22是图19所示的液压传动装置的轮毂部位的透视图，从图中可以看到一些输入叶片连接在那里；和图23是图19所示的液压传动装置的另一轮毂部位的透视图，从图中可以看到一些输出叶片连接在那里。
实现本发明的最佳方式如图1所示，一个传输装置10被连接到一个动力源12以此把能量从动力源12传输到工作单元14，例如车辆的轮子，机械，发电器，或者其他能够接收机械能或者其他形式能量的设备。动力源12可以是各种能把一种能量转化为机械能的装置中的任意一个，例如可以是一个内燃机，一个电动马达，或者一个燃气涡轮机。传输装置10把这种机械能以一种方式传输到工作单元14，使工作单元14能够更有效地利用它。例如，动力源12可能在每分钟100转和每英尺10磅转矩的状态下操作，而工作单元14是静止在0转速并且需要一个增大的转矩来使它起动。这样，传输装置10把动力源12的速度和转矩转化成工作单元14可以利用的输出能量。
如图2所示，一个液压传动装置11的最佳实施例设置在动力源12和工作单元14之间的部位。传输装置11包括多个和动力源12相连接的输入单元13，以便把能量引入流体15中，还包括多个和工作单元14相连接的输出单元17，以便把能量从流体15传输到工作单元14。根据本发明另外的实施例，提供了一些数量的输入和输出单元。据认为输入和输出单元之间交换能量的效率可以随着输入和输出单元数量的增加而增加。
传输装置11被用来驱使流体15在一个圆形的路径中运行如图所示。当流体15在一个圆形的路径中运行时，每一个输入单元13把能量引入流体15，而每一个输出单元17把能量引出流体15，然后把能量传输给工作单元14。这样，输入和输出单元13，17相继地接着把能量引入和引出流体15。如图2所示，流体22在圆形流动路径中流动的一个循环过程中，多个输入单元13把能量引入流体22，而多个输出单元17把能量引出流体22。在这个过程中，传输装置11把动力源12提供的能量转化成工作单元可以更有效地利用的能源。
按照传输装置11的首选方面，由每个输出单元17引出的能量的特征是它的大小可以调节。例如，每一个输出单元都是可以调节的，使它输出的转矩比由它相关的输入单元13输入的转矩要小，但是以一个更高的转速。而且，每一个输出单元都是可以调节的，使它输出的转矩比由它相关的输入单元13输入的转矩大，但是以较低的转速。
可调节性可使得动力源12能够“提升”到一个正常的运转速度而不需要超过工作单元14的负载。因此，输出的大小可以无限制地进行调节以使动力源12的输出特性能与工作单元14的输入要求相匹配。而且，可调节性使得传输装置11可以将动力源12的速度和负载输出与工作单元14要求的速度和负载相协调。此外，由每一个输入单元13增加的能量的特性也是可以调节的。例如，在某些应用中要是输出速度需保持在恒定的速率时，诸如联合收割机或发电机组，输入能量特性可被调节以保持输出速度。
按照本发明另一个实施例，输出单元按照输入能量自动地调节用于动力源的负载。例如，要是输入单元的初始运转速度高于输出单元，输出单元将在起始时以较大的转矩负载输出而以较低的速度运转。由于输出单元增加了工作单元的速度，输出单元的速度将增加，但负载的水平减小。
按照传输装置11另一个最佳实施例，能量输出到工作单元14的流向可以从一个方向改变到另外一个方向。例如，如动力源12产生逆时针方向的输出时，输出单元17可以提供输入给工作单元14，在一种运转方式时以逆时针方式输入，而在另外一种方式运转时以顺时针方式输入。
图3-11所示的是传输装置16的一种最佳实施例。传输装置16包括一个外壳18，一个输入装置20用以接受从诸如燃气发动机这样的合适动力源出来的旋转能量，一定体积的流体22用来接受从输入装置20出来的能量，和一个输出装置24接受从流体22出来的能量并传输上述能量到诸如车辆驱动轮子这样的工作单元中去。输入装置20以一定的转速和转矩接受来自一个动力源的动力并将这能量送入流体22。输出装置24将这能量从流体22中引出，以可用的转速和转矩向工作单元提供动力。
按照本发明目前的最佳实施例，流体22是标准的传输流体。按照另外的实施例，粘度高于或者低于传输流体的流体，诸如水、油、煤油或空气等都可以使用。
如图5所示，输入装置20包括一个连接于动力源的输入轴26，一个与输入轴26相连的外箱28，和一组连接于外箱28的泵30。输入轴26，外箱28，和泵30围绕着第一旋转轴32相对于外壳18旋转。动力源的转(力)矩和速度通过输入轴26和外箱28的传输到泵30，泵再把能量引入流体22。这些能量被引入到流体22，是流体22在传输装置16中运行过程中通过改变速度和方向达到的。
输出装置24包括一个输出轴34，一个连接于输出轴34的内箱36，多个连接于内箱36的涡轮38，和一个连接于涡轮38上的涡轮调节机构40。涡轮38把流体22的能量通过内箱36传输到输出轴34。这个能量通过流体22在传输装置16行进中改变速度和方向从流体22中引出。这样，能量(power)通过流体22从输入装置20被传输到输出装置24。
按照目前的最佳实施例，泵组30包括如图5所示的第一、第二、第三和第四个泵44、46、48、50。同样，涡轮组38包括第一、第二、第三、第四涡轮52、54、56、58。当输入轴26、外箱28、和泵组30以顺时针方向60旋转时，第一、第二、第三和第四泵44、46、48、50把能量传输至流体22，从而流体22同样也开始以顺时针方向60旋转。流体22的这种顺时针方向的流动冲击第一、第二、第三、第四涡轮52、54、56、58，从而使涡轮组38，内箱36，和输出轴34或者以顺时针方向60旋转，或者以逆时针方向62旋转，这取决于第一、第二、第三、第四涡轮52、54、56、58的位置，这将在下文中作更详细的讨论。
泵组和涡轮组30，38的每一级产生的转矩比大约为2∶1。由于泵组和涡轮组30，38有四级，所以整个传输装置的转矩比约为8∶1。按照另外的实施例，传输装置以安装泵和涡轮的级的多少来改变转矩比。例如，重设备如卡车、拖拉机、或推土机可以有5至10级的泵和涡轮叶片，较轻型的设备也许只要1级的泵和涡轮叶片即可。
按照另外的实施例，输出和输入叶片的表面面积可大可小。通过改变表面的面积，每一级的转矩转换也相应变化。因此，取决于特定的使用场合，最大的转矩转换比可按照特殊需要对传输装置进行设计。
内箱和外箱36，28一起限定了一条能量交换通道64，在该通道内泵组30把能量引入流体22，而涡轮机组38把能量从流体22中引出。内箱36限定的是一条回流通道66，即流体22在能量交换通道64的出口68至能量交换通道64的入口70之间的流动的通道。因此，流体22不仅以顺时针方向60流动，还可以通过能量交换通道64在第一轴向72行进以及通过回流通道66在第二轴向74行进至入口70。
由于流体22通过能量交换通道64行进，能量就在其通过泵组30和涡轮组38的时候对流体22中不断地进行着引入和引出。例如，第一泵44在能量交换通道64的第一轴向位置76把能量引入流体22。然后，第一涡轮52在能量交换通道64的第二轴向位置78把能量引出流体22。第二泵46在能量交换通道64的第三轴向位置80外再把能量补充引入流体22，然后在能量交换通道64的第四轴向位置82外该能量又由第二涡轮54引出。同样情况，在能量交换通道64中，第三和第四泵48、50在第五、第七轴向位置84、88外把能量引入流体22，随后在第六和第八轴向位置86、90处分别由第三和第四涡轮56、58把能量引出。这样，泵30和涡轮38当流体22在第一轴向方向72上行进时相继向流体22引入能量和把能量引出流体22以使能量能够通过流体22从输入装置20至输出装置24之间交换。
第四涡轮58不仅把能量从流体22引出，而且把流体22导入返回通道66。同样的，第一泵44不仅把能量引入流体22。而且把流体22再导入能量交换通道64使其在第一轴向方向72上流动。这样，在能量交换路径64中沿着轴向流动路径的多处位置，能量在流体22沿着圆形流动通道流动的一个周期中被引入和引出流体22。
外壳18主要是一个圆筒形的保护性的罩子围绕在输入设备20和输出设备24周围。如图3-5所示，外壳18包括一个输入轮毂92，一个圆筒体94，一个中间轮毂96，一个第二圆筒体95，和一个输出轮毂97。第一圆筒体94用合适的扣件与输入轮毂92及中间轮毂96相连接。同样的，第二圆筒体95用合适的扣件与输出轮毂97和中间轮毂96相连接。这样，外壳18形成了一个基本上刚性和固定的部件。因此，输入装置20和输出装置24两者相对于壳体18旋转因而输入装置20和输出装置24不和地面接触。
如图5所示，传输装置16进一步包括一对位于输入轴26和输入轮毂92之间的密封件110。同样的，传输装置16还包括一个位于输入轮毂92和输入轴26之间的滚柱轴承112，因而输入轴26可以围绕旋转轴32相对外壳18旋转。传输装置16进一步包括一个位于输出轮毂97和输出轴34之间的密封件114。同样的，传输装置16还包括一个位于输出轮毂97和输出轴34之间的球轴承116，以使输出轴34可以围绕旋转轴42相对外壳18旋转。
传输装置16进一步包括一个位于流体22中用来传送从一组压力传感器(未在图中表示)发出的信号的滑动环组件117。滑动环组件是用来把旋转压力传感器发出的电信号发送给一个静止的信号调节装置(未在图中表示)或者发送给其他位于传输装置16外部的仪器。这样，传输装置16就可以通过静止的仪器读取各部件的旋转状况，例如液压，叶片位置，部件的紧张程度，等等。
输入轴26包括一个锲形的钉杆118，一个锲形槽120用来把钉杆118连接到动力源和一个连接到钉杆118上的轮毂122。钉杆118位于密封件110和滚柱轴承112的旁边。如图5所示，以利于输入轴26相对外壳18旋转。
如图5所示，输入装置20的外箱28包括一个第一轮毂124，一个圆筒体126和第一轮毂124相连接，一个和圆筒体126相连接的第二轮毂128，和一个位于圆筒体126内并和第二轮毂128毗连的管套146。第一轮毂124被螺栓固定或者以其它方式紧固在输入轴26的轮毂122上。输入轴26的轮毂122和外箱28的第一轮毂124包括有补充的结构130，132一个圆形环134位于其向在轮毂122和第一轮毂124之间提供密封的接合。
如图5所示，圆筒体126和第一轮毂124结合成一体，第二轮毂128通过形成在圆筒体126和第二轮毂128上的一对凸缘136、138而被栓或者以其它方式紧固。一个圆形环140位于圆筒体126和第二轮毂128之间起到对两者的密封接合作用。
第二轮毂128包括第一和第二曲面158，160用来对流体22进行重新导向或者把流体22从返回路径66导入能量交换通道64中。第一曲面158用来把流体22重新导向或从第二轴向方向74转入径向向外的方向162。第二曲面160是用来把流体22从径向向外的方向162转入第一轴向方向72。
如图5所示，输出轴34相对输入轴26和外箱28围绕旋转轴42旋转。传输装置16进一步包括一个位于第一轮毂124的补充结构132和输出轴34之间的球轴承142，它用来使输出轴34相对于外箱28和输入装置20的其余部分旋转。同样的，传输装置16还包括一个位于外箱28的第二轮毂128和一部分的涡轮调节机构40之间的轴颈轴承144，它用来使外箱28相对于涡轮调节机构40和输出装置24的其余部分旋转。
第一，第二，第三，第四泵44，46，48，50每一个都包括一级的输入叶片148，可调节地活动连接在外箱28的管套146上，如图3-5所示。每一个输入叶片148包括一个圆柱基体150和一个与圆柱基体150连接的叶片152。按照目前的最佳实施例，可调节螺杆154被用来让输入叶片148可在管套146上枢转以使输入叶片148的斜度可调节。按照目前的最佳实施例，第一泵44包括22个输入叶片148。第二泵46包括23个输入叶片148。第三泵48包括22个输入叶片148，第四泵50包括21个输入叶片148如图9所示。
在调节输入叶片148斜度的时候，管套146和输入叶片148从圆筒体126上被移去，于是螺杆154被松开以使输入叶片148可以旋转。然后螺杆154被固紧，使输入叶片148的位置被固定。管套146和输入叶片148然后被置回圆筒体126使传输装置完成操作。每一个输入叶片的斜度和其他输入叶片的斜度大致相同，但是按照本发明另外的实施例，分别的输入叶片的斜度是不相同的。
如图14-17所示，最好是，叶片152径向地向内伸展，并且弯曲形成一个凹面153，这个凹面把流体22“推”向一个顺时针的方向60，和一个凸面155，和凹面153相反。按照本发明另外的实施例，叶片的表面可以是平的。按照本发明其它的另外实施例，叶片在部分或者完全轴向上伸展以使泵组部分或者完全互相同轴心。
如图5所示，第一泵44进一步包括一组被焊接在第二轮毂128上的板状输入叶片156，155。如图10所示，输入叶片156的伸展方向是从第二轮毂128的内部部分157伸向第二轮毂128的外部部分159。输入叶片155从外部部分159向内部部分157大约伸展一半的距离。按照本发明另一个实施例，第一泵的板状输入叶片和第二轮毂被浇铸成一个单一的部件。最好是，输入叶片156平行于一个固定的轴向方向72伸展。按照本发明另外的实施例，这些输入叶片的伸展方向可以不是平行的以产生一些附加的流体轴向流动的方向。按照本发明目前最佳实施例，第一泵44包括22个板状输入叶片156。为清晰起见，有几个输入叶片，输出叶片和一些其他的部件没有在图5中绘出。
输出轴34包括一个第一端164和一个与第一端隔有一段距离的第二端166。第一端164包括一个可以安置螺母170的带螺纹部分168，它用来把球轴承142固定在输出轴34和一个圆锥形部分188上。第一端164还包括一个楔槽172用以留住一个楔子174以便转动地把输出轴34锁定在内箱36上。第二端166上也形成有一个楔槽176其大小可接纳一个楔子178用以将输出轴34锁定在一个想要的工作单元上。
如图5所示，内箱36包括一轮毂180和一圆筒体182，圆筒体182和轮毂180通过大量板状叶片184连接。轮毂180包括一与输出轴34的锥形部分188相互补的锥形部分186，和一个与容纳楔子178的大小相同的楔槽191。
如图5所示，轮毂180包括一对能够导引流体22从第一轴向方向72至第二轴向方向74的曲面210、212。第一曲面210使流体22的流向从第一轴向方向72导至径向变向内方向214。第二曲面212使流体22从径向向内方向214导至第二轴向方向74。因儿，如前所述，流体22在一个封闭的圆形路径中流动，从能量交换通道64到回流通道66再回到能量交换通道64。
第一、二、三涡轮52、54、56各包括一级输出叶片190。每一输出叶片190包括一圆柱形基体192和一叶片194。内箱36的圆筒体182包括多个孔196以接纳输出叶片190的圆柱形基体192，这样，输出叶片190能绕着径向轴相对于圆筒体182转动。如下面将详细的阐述，涡轮调节机构40与每一个圆柱形基体192相互耦合从而使叶片194的斜度可调节。按照当前较好的实施例，每个输出叶片190的斜度基本上与其它输出叶片190相同。按照其它的实施例，各个输出叶片的190的斜度是不同的。按照当前较好的实施例，第一、第二、第三涡轮52、54、56各包括二十个输出叶片190，如图6-8所示。
最好是，叶片194呈径向向外延伸并弯曲成能“舀”出液体22的凹面193和对应于凹面193的凸面195，如图15所示。按照另外的实施例，叶片的表面是平的。其它另外的实施例也可以是输出叶片上的叶片局部或全部的沿轴向延伸从而使各涡轮局部或全部相互同轴心。
第四涡轮58包括多个焊接在圆柱形基体182和轮毂180上的板状叶片184。每队相邻两个板状叶片184共同形成一个空腔198，其中，形成了能量交换通道64的出口68。如图11所示。每一个输出叶片184从轮毂180的外部部分185半程延伸到轮毂180的内部部分187。按照另外一个实施例，第四涡轮的板状叶片、输出箱的圆筒形体和输出箱的轮毂可以被浇铸成一个单一的部件。按照目前较好的实施例，第四涡轮58包括二十个板状输出叶片184。
如图5所示，涡轮调节机构40包括一个冲击杆216、一个与冲击杆216耦合的园环218、一个与圆环218相耦合的球轴承220和一个与球轴承220相耦合并一同转动的轴套222。与轴套222耦合的有四个传动板224、第一、第二、第三传动环226、228、230、和多个与第一、第二、第三传动环226、228、230相耦合的曲臂232和输出叶片190上的圆柱形基体192。轴套222包括带有螺帽225的螺纹端223以保证球轴承固定在轴套222中。
通过杆219和轴221来带动带有松紧螺旋扣的冲击杆216或其它传动装置217的转动，输出叶片192的斜度可进行调节。当转动装置217转动时，冲击杆216将圆环218、球轴承220，轴套222，传动板224和传动环226、228、230推向第一或第二轴向方向72、74上。由于曲臂232从输出叶片190的圆柱形基体192的的中心偏移，传动环226、228、230的轴向移动促使曲臂232带动输出叶片190旋转。为了将斜度变回原值，转动装置217带动冲击杆216在另一个方向上转动。按照目前较好的实施例，输出叶片190的转动角为170°。按照另外的实施例，传动装置可以是一个由电动机、压缩空气驱动或其它形式的传动装置。所提供的传感器215用于探测传动装置217的传动程度。
在传输装置16的操作过程中，轴套222、传动板224、传动环226、228、230、和曲臂232都随输出轴34、内箱36和涡轮38一同转动。但是，圆环228和冲击杆216与外壳18一起保持静止。球轴承220允许这种相对运动并在圆环218和轴套222之间作轴向运动的传输。在另一个实施例中，在输出轴和曲臂间放置一个保护块以减少流体回流通道内的阻力。在其它实施例中，输入、输出叶片是固定的。
传输装置16用于过滤和冷却流体22。如图5所示，轴套222和输出轴34共同限定一个位于它们之间的通道244。轴套222包括四个入口248和两个出口246。流体22从回流通道66进入入口248并流出到第二圆筒体95的内部区域236内。然后，流体22流到一个与第二圆筒体95相耦合的连接器242。一个过滤器(未示出)和贮藏柜(未示出)耦合在连接器242上，用来除去流体22中的杂质。在其它的实施例中，一个散热器或其它的流体冷却装置安装在连接器上，用于控制液体处于预定温度之下。
流体22通过安装在第二圆筒体95上的另一连接器240回到传输装置16。传输装置16上有一挡流板238，使流体22从连接器改向流到形成在外箱28的第二轮毂128内的流体通道234。液体22从挡流板238到流体通道234，在此处进入能量交换通道64。
启动动力源之前，如发动机，流体22是静止的。当发动机启动后，输入叶片148开始按顺时针方向60转动流体22，同时沿第一轴向方向72推动流体22。输入的能量进到流体22中形成动量或者流体22内的工作压力在靠近输出叶片190的输出末端形成一个高的g区。在形成工作压力的过程中和形成之后， 输入叶片148增加了流体22的总动量，输出叶片190取走部分动量用于传送给输出轴34和相关的工作单元。
如前所述，流体22进行循环流动，流体22从能量交换通道64到回流通道66再到能量交换通道64。流体流过能量交换通道的过程中，多级的输入叶片148和输出叶片190相继对流体22引入和引出能量。这样，多级的输入和输出叶片148、190在流体22回到回流通道66之前进行着能量的交换。据相信，这种装置提高了输入和输出装置20、24之间能量交换的效率。
板状叶片156和第一泵44的输入叶片148共同作用，导致流体22既按顺时针方向60，又按第一轴向方向72流动。这种流动如图13所示，流体22沿方向250流动，具有顺时针方向60和第一轴向方向72两个分量。流体22于是撞在第一涡轮机52的输出叶片190上使流体转向从而使流体流动的顺时针方向的分量减弱。然后，第二泵46的输入叶片148补充流体22顺时针方向的分量以便流体22撞到第二涡轮54的输出叶片190上。这一过程不断重复，直到流体22的流向导向回流通道66。为简便起见，对所有的操作方式，流体22一律以方向250离开泵组30。然而，据相信，对于每一个实际的操作方式，流体流动的方向是会改变的。
当流体22通过传输装置16循环流动，泵和涡轮30、38将相继对流体22引入和引出能量。泵30通过增加流动的顺时针方向分量引入能量，而涡轮38通过减少流动的顺时针方向分量而引出能量。例如，当流体22进入能量交换通道64的入口70，流体22顺时针流动速度小于输入叶片148的顺时针速度，因此，输入叶片148通过增加流体22的顺时针流动速度释放能量给流体22。当流体22沿第一轴向方向72移动，输出叶片190抵制流体22的的流动(归应于车辆的加速度，风的阻力，和其它摩擦阻力)使流体22“转向”而引出能量，从而降低流体22的顺时针流动速度。由于顺时针流动速度的减少，流体22有一小于输入叶片148的顺时针速度，所以第二泵46又增加流体22的顺时针流动速度。以此类推，第二、第三和第四涡轮54、56、58通过减慢流体22的顺时针流动速度而引出能量，这一能量损失在第三、第四和第一泵48、50、44的能量引入而得以补充。
因此，当流体22离开涡轮52、54、56、58时，其顺时针流动速度小于泵44、46、48、50的顺时针速度。当流体通过泵44、46、48、50时，输入叶片142增加了流体流动的顺时针方向分量。接下来的涡轮52、54、56、58要减小顺时针速度，而接下来的泵46、48、50、44又进行补充。
在“巡航”操作过程中，输出叶片190减少的流体22的速度与输入叶片148增加的流体速度大致相同。因此，输入轴26和输出轴34以几乎相同的速度转动。由于轴向的、阻力和轴承摩擦损耗，输出轴34的输出功率比输入轴26的低。
如前所述，输出叶片190可调节从而改变斜度或流体22撞在输出叶片190上的角度。通过改变相对于流体22流动的输出叶片190的斜度，就可控制输出叶片190的速度和流动方向。因此传输装置16可在中间、正向和反向模式间“切换”。按照另一个实施例，输出叶片是固定的，齿轮箱包括有中间、正向、反向齿轮。
如图14所示，输出叶片190位于一个中间位置，并带有一铉杆252，该铉杆指向是与方向250相反的稍偏向于逆时针的方向方向254。在没有阻力的情况下，铉杆252会直接指向方向254。因为输出叶片190的铉杆252直接指向流体22的流动方向，输出叶片190上会产生很小或甚至没有垂直的力，从而使得输出叶片190没有转动趋势。但是，由于摩擦阻力通常是存在的，流体22在输出叶片190的表面193、195上的流动会产生少量的沿顺时针方向60挤压输出叶片190的阻力。为了补偿这个阻力，铉杆252位于方向254的稍偏于逆时针方向的位置，从而在逆时针方向62上产生一个作用于输出叶片190的很小的力以补偿顺时针方向60上的阻力。按照较佳的实施例，铉杆被偏移至距方向254的逆时针方向5°。
为了使车辆向前移动，输出叶片190和每个输出叶片190上指向顺时针方向254的铉杆252被移到如图15所示的前方的位置。因为输出叶片190的表面193正对着流体22流动的方向，沿顺时针方向60和第一轴向方向72输出叶片190上产生一垂直力。因为输出叶片190能绕转动轴42自由转动、输出叶片190、内箱36、和输出轴34，也可沿顺时针方向60转动，从而使得运载装置向前运动。输出叶片190上的阻力也作用在输出叶片190上产生一顺时针方向的推力从而使输出轴34转动。
当高速转动的输出轴34的转距低于输入轴26时，传输装置16处于超负荷模式。如前所述，输出叶片190使流体22转向以减弱其顺时针运动速度。输出叶片也能旋转，这样就能增加每个输出叶片190从流体22中减去的转向量。这种增加减去的转向量造成输出叶片190的转动速度比输入叶片148快。由于输出叶片190减去了流体22较多的顺时针方向的流动，输入叶片148必须提供更大的输入转距以使流体22在顺时针方向60再次加速。因此，输出轴34的转动速度要比输入轴26快，而转距较小。
为了使车辆反方向运动，输出叶片190被移动到一反向位置，如图17所示而每个输出叶片190的铉杆252则指向逆时针方向254。由于输出叶片190的表面195正对着流体22的流动方向，在输出叶片190上产生的力量逆时针方向62和第一轴向方向72的。由于输出叶片190可以绕转动轴42自由旋转，输出叶片190、内箱36，和输出轴34也以逆时针方向62旋转，与输入叶片148的顺时针方向60相反，这样就使得车辆能反向运动。
传输装置16也是这样操动的，而输出装置24向流体22引入能量，而输入装置20从流体22引出能量。例如，启动输出轴34时，叶片190向流体22引入能量，该能量然后由叶片148从流体22引出并传输给轴26。因此，叶片190的级数限定了泵，而叶片148的级数则限定涡轮。另外，通过使用传动机构40以一定的程度控制输出转矩或速度是能够改变输入能量的特性的。
按照本说明书的另外的实施例，传输装置16和其它的传输装置都配置了一个与动力传动装置和动力源相连接的控制器(未示出)。根据动力源的输出，控制器可以控制输出叶片190的位置。例如，下面列举五种操作模式高效模式，最大加速度模式，惯性模式，发动机制动模式和动力制动模式。
在高效模式中，控制器控制输出叶片190的位置，以致加载在动力单元的转矩与在某一操作速度下动力单元的输出转矩一致。例如，如图12所示，为一个通常的发动机的最高效率速度-转距曲线258。当发动机工作的速度-转矩不在最高效率的速度-转矩曲线258上时，车辆燃料的经济效益将降低。
要提高车辆的最大效率，需要沿最高效率曲线258来提高发动机速度。按最高效率曲线258操作，加在发动机上的负荷应与发动机某一速度下的理想输出转矩相一致。因此，控制器用于改变输出叶片190的斜度，从而控制由传输装置16加在发动机上的转矩负荷。因此，当发动机的输出速度增加时，控制器增加对发动机上的传输装置的转矩负荷以与发动机的最高效率曲线258相一致。
在最大加速度模式中，发动机超出最高效率曲线258运行以便在特定发动机工作速度下提供更大的马力，但是燃料经济性降低。因为发动机提供了更大的马力，所以车辆将速率增加。控制器即调节输出叶片190的斜度以与传输装置所施加的转矩相一致，从而使发动机的输出更高。
在惯性模式中，使用者稍微降低发动机的速度，这样，发动机的马力稍小于使车辆速度保持不变时的所需值。控制器将输出叶片190置于某一特定位置，使车辆的动量能驱动发动机。发动机和车辆其余部份中的摩擦损耗抵消了车辆的动量。但是，由于发动机还需提供克服一部份这种摩擦损耗的能量，车辆即逐步减慢。
在发动机制动模式中，使用者完全降低发动机的速度，因此，发动机就不提供动力。控制器将输出叶片190置于一个位置，使车辆的动量能以很高的速度驱动发动机。为克服发动机和车辆其余部分中的摩擦损耗需要巨大的能量。由于发动机不能提供马力来克服这些摩擦损耗，所以车辆动量的消耗要比惯性模式中快。
在动力制动模式中，发动机加强马力来减慢车辆。控制器将输出叶片190置于反向位置，如图17所示。输入叶片148使流体22在能量交换通道64中流动，这就在输出叶片190上产生一逆时针或反方向62的力。反方向62的力对抗着车辆的动量，使其放慢。这样，传动装置16使发动机提供动力刹住车辆。这样的应用有利于当大型拖拉机或拖车卡车在徒坡上行驶时防止卡车到达危险速度而不会使卡车制动器过热。
另一个传递装置416的较佳实施例如图19-23所示。传递装置416包括一外壳418、一个能从合适的动力源，如燃烧发动机，获得转动能的输入装置420，一定体积能从输入装置420获得能量的流体422，一个从流体422获得能量并传递上述能量至某一合适工作单元的输出装置424，例如车辆的驱动轮。输入装置420以一定的转速和转矩从动力源获得动力，并将这能量引入流体422。输出装置424从流体422中引出能量以提供有用的转速和转矩给工作单元。
按照目前较佳的实施例，流体422是标准传递流体。按照另外的实施例，粘度较传递流体高或低的流体，如水，油或煤油也可以使用。
如图21所示，输入装置420包括一个与动力源相耦合的输入轴426，一个与输入轴426相配套的外箱428和一个与外箱428相耦合的泵组430。输入轴426、外箱428、和泵组430相对于外壳418绕第一旋转轴432旋转。从动力源得到的转矩和转速通过输入轴426和外箱428被传递到泵组430然后再被传递给流体422。通过改变传递装置416中的流体422的速度和方向，能量被引入流体422。
输出装置424包括一输出轴434，一个与输出轴434耦合的内箱436，与内箱436配套的多个涡轮438和一个与涡轮438配套的涡轮调节机构440。涡轮438将动力从流体422传递到贯穿内箱436的输出轴434。通过改变传递装置416中的流体422的速度和方向，能量从流体422中被引出。这样，动力就从输入装置420通过流体422被传递给输出装置424。
按照目前较佳实施例，泵组430包括第一、第二、第三泵444、446、448，如图21所示。类似地，涡轮组438包括第一、第二、第三涡轮452、454、456。当输入轴426、外箱428和泵组430绕顺时针方向460转动时，第一、第二、第三泵444、446、448将能量传递给流体422，这样，流体422也开始按顺时针方向460转动。流体的这种顺时针转动撞在第一、第二、第三涡轮452、454、456上，涡轮组438、内箱436和输出轴434的转动方向是顺时针方向460还是逆时针方向462取决于第一、第二、第三涡轮452、454、456的位置，下面将详细阐述。
每一级的泵组和涡轮组430、438提供的转矩比大约是2∶1。因为存在三级的泵组和涡轮组430、438，所以传递装置416总的转矩比大约是6∶1。按照传递装置另外的实施例，额外增加的泵组和涡轮组的级增加了转矩比。按照另外的实施例，输出和输入叶片的表面积可大可小。通过表面积的改变，每一级的转矩转换发生改变。因此，在特殊的应用中，最大转矩转换率可以被设计入传递装置中，使之与特定的需求相一致。
如图21所示，内、外箱436、428共同形成一个能量交换通道64，在其中，泵组430将能量引入给流体422，而涡轮组438则从流体422引出的能量。内箱436界定一回流通道466，该通道将流体422从能量交换通道464的出口468导向能量交换通道464的入口470。这样，流体422不仅按顺时针方向460流动，也沿第一轴向方向472通过能量交换通道464和沿第二轴向方向474通过回流通道466到达入口470。为了更加清楚起见，图21中有几个部件没有被示出，这样就能清楚地示出流体通过回流通道466的流动路径。
当流体422通过能量交换通道464，经过泵组430和涡轮组438时，流体422的能量相继地被引入和引出。如图21所示，例如，第一泵444在能量交换通道464的第一轴向位置476向流体422引入能量。然后，第一涡轮452在能量交换通道464的第二轴向位置478从流体422引出能量。第二泵446于是在能量交换通道的第三轴向位置480引入能量来补偿流体422的能量，而第二涡轮454又在能量交换通道464的第四轴向位置482将该能量引出。类似地，第三泵448在第五轴向位置484向流体422引入能量，该能量又被第三涡轮456在能量交换通道464的第六轴向位置486引出。这样，泵组430和涡轮组438当流体422在第一轴向方向472流动时不断地对流体422引入和引出能量，从而通过流体422将能量从输入装置420轮换至输出装置424。
第三涡轮456不仅仅从流体422引出能量，还将流体422送到回流通道466。类似地，第一泵444不仅仅向流体422引入能量，并将流体422再导入能量交换通道464，使其沿第一轴和向方向472流动。
外壳418主要是一个包绕输入和输出装置420、424的保护盖。因此，外箱418形成为一个基本上是刚性和固定的部件。因此，输入和输出装置420、424相对于箱体418转动，从而使得输入和输出装置420、424都不接地。
输入轴426包括一与动力源耦合的钉杆518和一个与钉杆518耦合的轮毂522。如图21所示，输入装置420的外箱428包括一个第一轮毂524，一个与第一轮毂524耦合的圆筒体526，一个与圆筒体526耦合的第二轮毂528，和一个位于圆筒体526内部的套筒546，该套筒与第二轮毂528相邻接。第一轮毂524和输入轴426的轮毂522用螺栓或以其它方式紧固在一起以使他们之间成密封连接。
如图21所示，第一轮毂524通过形成在圆筒体526和第一轮毂524上的两个凸缘536、538固定在一起。圆筒体526和第一轮毂524之间有一个0环(未示出)，以提供二者之间的密封接合。圆筒体526与第二轮毂528结合成一体。
第二轮毂528包括第一和第二曲面558、560，用来改变流体422的方向，使其从回流通道466进入到能量交换通道464。第一曲面558使流体从第二轴向方向474变为径向向外方向562。第二曲面560将流体从径向方向562变为第一轴向方向472。
如图21所示，输出轴434绕转动轴442相对于输入轴426和外箱428转动轴442旋转。传递装置416还包括一个位于第一轮毂524和输出轴434之间球轴承542，用来使输出轴434相对于外箱428和输入装置420的其余部分转动。类似地，传递装置416包括一个位于外箱428的第二轮毂528和涡轮调节机构440的一部分之间的轴颈轴承544，以使外箱428相对于涡轮调节机构40和输出装置424的其余部分转动。
第二、第三泵446、448分别包括一级与外箱428的套筒546耦合的输入叶片548，如图19-21所示。每一输入叶片548包括一与圆柱形基体550耦合的叶片552。按照目前较佳实施例，第二、第三泵446、448分别包括二十二个输入叶片548。
如图19-21所示，更为可取的是，叶片552沿径向向里延伸，同时是弯曲的，有一能沿顺时针方向“推压”流体422的凹面553和一与凹面553相对的凸面555。按照另外的实施例，叶片的表面是平的。按其它另外的实施例，叶片局部或全部沿轴向延伸，这样泵就部分地或全部地与其它泵同中心。
如图21所示，第一泵444包括一套与第二轮毂528耦合的扭歪的输入叶片556。如图22所示，每个输入叶片556从第二轮毂528的里面部分557延伸到第二轮毂528的外面部分559。按另外的实施例，第一泵的扭歪的输入叶片和第二轮毂浇铸成一个单一部件。输入叶片556扭歪能使流体422产生额外的轴向运动。按照目前的较佳实施例，第一泵444包括22个输入叶片556。
输出轴434包括一个第一端564和一个与第一端564间隔开的第二端566。第一端564包括一个安置有螺母570的螺杆部分568螺母用来将球轴承542保持在输出轴434和一个肩588上。第一端564进一步包括一对用来保持楔子574将输出轴534转动地锁定到内箱436上的楔槽572，第二端566也可以设置成包括一对尺寸对应的容纳锁住输出轴434到一个想要的工作单元上的楔578的楔槽576。
如图21所示，内箱436包括一个轮毂580和通过多重扭歪叶片584与轮毂580连接的圆筒体582。轮毂580包括一个与输出轴434上的肩588邻接的肩586和一对尺寸相应容纳楔578的楔槽591。
如图21所示，轮毂580包括一对使流体422转向由第一轴向方向472改到第二轴向方向474的曲面610，612。第一曲面610将流体422从第一轴向方向472导向径向向内方向614。第二曲面612将流体422从径向向内方向614导向第二轴向方向474。这样，如前所述，流体422从能量交换通道464进入回流通道466再回到能量变换通道464行进在一个封闭的循环通道中。
第一，第二和第三涡轮452，454，456分别包括一级的输出叶片590。每个输出叶片590包括一个圆柱基体592和一个叶片594。内箱436的圆筒体582包括有用来容纳输出叶片590的圆柱基体592以使输出叶片590能绕着径向轴相对于圆柱体582旋转的多个孔596。如下面将详细论述，涡轮调节机构440与每一个圆柱基体592连接以使叶片594的斜度可调节。按照目前最佳的实施例，每个输出叶片590的斜度和其他的输出叶片590是大致相同的。依照另外的实施例，各个相应的输出叶片的斜度是不同的。依照目前的最佳的实施例，第一，第二和第三涡轮452，454，456分别包括20片输出叶片590。
最好是，叶片594径向向外延伸并被弯曲成如图20所示的一个能“舀出”流体422的凹面593和一个与凹面593相对的凸面595。按照另外的实施例，叶片的表面是平的。依照其他另外的实施例，输出叶片的叶片以部分或完全的轴向延伸以使涡轮彼此间部分或全部同心。
第三涡轮456进一步的包括多个以焊接或其他方式连接到圆筒体582和轮毂580上的扭歪输出叶片584。每一对相邻的扭歪输出叶片584相配合界定一个其间的空腔598来界定能量变换通道464的出口468。如图23所示，每个输出叶片584从轮毂580的一个内部部分585向轮毂580的一个外部部分587延伸。按照另外的实施例，第三涡轮的扭歪叶片，输出箱的圆筒体和输出箱的轮毂被浇铸成一个单一的部件。按照目前最佳的实施例，第三涡轮458包括20片扭歪输出叶片584。
如图21所示，涡轮调节机构440包括一个冲击杆616，一个与冲击杆616连接的环618，一个与环618连接的球轴承620，一个与球轴承620可旋转连接的轴套622，四个与轴套622连接的传动板624，第一，第二和第三传动环626，628，630和多个与第一，第二和第三传动环626，628，630和输出叶片590的圆柱基体592连接的曲柄臂632。轴套622包括一个连接有螺母625以保持球轴承620在轴套622上中的螺纹端头623。
输出叶片590的斜度通过旋转冲击杆616来调节，用一个冲击器(未示出)经由另一个杆627和轴621来完成。当被冲击时，冲击杆616在第一或第二轴向方向472，474上推动环618，球轴承620，轴套622，传动板624和传动环626，628，630。因为曲柄臂632从输出叶片590的圆柱基体592的中心偏移，所以传动环626，628，630轴向移动促使曲柄臂632带动输出叶片590旋转。为了将斜度变为原值，冲击杆626以另一个方向旋转。按照目前最佳实施例，输出叶片590被安排旋转60°。
在传动装置416的运转过程中，轴套622，传动板624，传动环626，628，630和曲柄臂632伴随着输出轴434、内箱436和涡轮438一起旋转。然而，环628和冲击杆616保持与外壳418的静止不动。球轴承620容许这种相对运动并传递环618和轴套622间的轴向移动。按照传动装置的另一个实施例，一个保护块被安装在输出轴和曲柄臂之间以减小流体返回通道内的阻力。
传动装置416的运转与传动装置16基本上是相似的。因此，传动装置416的运转模式和控制与传动装置16的也是基本上相似的。关于这些运转模式这里不再重复描述。
如图18所示，传动装置316，317被用来容许一对驱动轮318，319在例如不均一路面上制动时或一个驱动轮打滑时可以以不同速度旋转。一个拼合轴320被连接到发动机322或其他动力单元上。拼合轴320包括与传动装置316，317的相应输入轴328，330分别连接的第一和第二输出轴324，326。输入轴以同样的速度配合旋转。传动装置316，317各自的输出轴332，334分别与车辆的后面驱动轮318，319相连接。
如前所述，输出轴332，334被容许以不同于输入轴328，330的速度旋转。同样的，输出轴332也被容许以不同于输出轴334的速度旋转。因此，当车辆转变时，轮318，319可以以不同速度转动而使车轮不会“摇动”。
如果轮318，319中之一在开动或制动期间开始滑动，轮318，319中的另一个将继续以足够的转矩旋转以提供给车辆足够的动力来加速或减速。即使一个轮318，319在滑动，其他传动装置317，316的输入轴328，330也能继续从拼合驱动轴320接受动力。因此，输出轴332，334在良好驱动状况下继续输出动力给驱动轮336，338以提供能推动或制动车辆的有益动力。
同样，按照车辆的另一个实施例，四个传动装置被提供。每一个驱动轮连接各自的传动装置。必要时，每个轮可以以与其他轮不同的速度旋转。在所有的时间，即使当其他的轮子以不同速度或不同方向旋转时，转矩总可以经由各自的传动装置被利用于每一个轮。
一对传动装置可以提供给需要牵引装置独立运转的车辆。例如，为了使一个推土机，坦克或其他的履带驱动的车辆转变，一个履带被供以动力，而另一个履带的动力被脱离接触或降低速度，以使一个履带以比另一个履带更快的速度或不同的方向转动。这个差异促使推土机转向。根据本发明的内容，在一个拼合驱动轴和每个牵引装置之间提供一个传动装置。为了使推土机转向，操作者放置一个传动装置进入齿轮空挡，放置另一个传动装置在驱动器或回动装置中。这样就使推土机能转至所需要的方向。
尽管对本发明已经结合最佳实施例进行了详尽的描述，但是在不脱离下面所描述和界定的本发明范围和主旨的前提下，仍可以作出各种变更和修改。
权利要求
1.一种从一个动力源传送能量到一个工作单元的传动装置，所述传动装置包括，一个界定了容纳流体的内区的外箱，一个围绕第一旋转轴配合旋转的输入轴，所述输入轴与动力源连接籍以从中接收能量，一个围绕第二旋转轴配合旋转的输出轴，所述输出轴与工作单元连接籍以传送能量给工作单元，一个安装在外箱内区的第一泵，与输入轴配合旋转，把动力源的第一部分能量传输入外箱内区的流体中，一个安装在外箱内区的第一涡轮，所述第一涡轮机从外箱内区的流体中接收能量，并传递所述接收到的能量给输出轴。一个安装在外箱内区与第一泵间隔开的第二泵，第二泵与输入轴配合旋转，把动力源的第二部分能量传输入外箱内区的流体中，第一涡轮安装在第一和第二泵间，一个安装在外箱内区与第一涡轮间隔开的第二涡轮，所述第二涡轮接收外箱内区流体中的能量，并传递所述接收到的能量给输出轴，第二泵安装在第一和第二涡轮之间。
2.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，第一和第二泵被轴向间隔开。
3.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，第一和第二泵与箱连接。
4.如权利要求3所述的传动装置，其特征在于，第一和第二泵包括多个与箱连接的径向延伸的输入叶片。
5.如权利要求4所述的传动装置，其特征在于，输入叶片有可变的斜度。
6.如权利要求4所述的传动装置，其特征在于，第一和第二涡轮包括多个配合输出轴一起旋转的径向延伸的输出叶片。
7.如权利要求6所述的传动装置，其特征在于，输出叶片有可变的斜度。
8.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，它进一步包括一个使第一和第二涡轮与输出轴连接的内箱。
9.如权利要求8所述的传动装置，其特征在于，内箱和外箱协作界定了一个在其间的外部通道，内箱界定了一个内部通道，第一和第二泵引入能量进入流体促使流体通过内部通道和外部通道流动，第一和第二涡轮从流体中引出能量并将所述能量传递到输出轴上。
10.一种传动装置包括，一个在第一方向围绕泵轴心配合旋转的泵轴；一个在第二方向围绕涡轮轴心配合旋转的涡轮轴；一个包括一组在第一方向围绕泵轴心配合旋转的泵叶片的第一泵；一个包括一组在第一方向围绕泵轴心配合旋转的泵叶片的第二泵；一个安装在第一和第二泵之间的涡轮，所述涡轮包括一组在第二方向围绕涡轮轴心配合旋转的涡轮叶片。
11.如权利要求10所述的传动装置，其特征在于，涡轮叶片是可调节的。
12.如权利要求11所述的传动装置，其特征在于，涡轮叶片围绕一条径向轴心配合旋转。
13.如权利要求11所述的传动装置，其特征在于，泵叶片是可调节的。
14.如权利要求10所述的传动装置，其特征在于，它进一步包括一个使涡轮叶片与输出轴连接的内箱。
15.如权利要求14所述的传动装置，其特征在于，涡轮叶片从内箱径向向外延伸。
16.如权利要求14所述的传动装置，其特征在于，它进一步包括一个使第一和第二泵的泵叶片与输入轴连接的外箱，其特征还在于，内箱和外箱配合界定了一个在其间的第一通道。
17.如权利要求16所述的传动装置，其特征在于，泵叶片从外箱径向向内延伸进入第一通道，涡轮叶片从内箱径向向外延伸进入第一通道。
18.如权利要求17所述的传动装置，其特征在于，内箱界定了一条连通流体从第一通道的出口到第一通道的入口的第二通道。
19.如权利要求18所述的传动装置，其特征在于，第二通道径向地安装在第一通道内。
20.一种传动装置包括，一个围绕第一旋转轴心配合旋转的输入轴，一个围绕第二旋转轴心独立于输入轴旋转的输出轴，一个围绕第一旋转轴心配合输入轴旋转的输入叶片的第一级，一个围绕第一旋转轴心配合输入轴旋转的输入叶片的第二级，所述输入叶片的第二级被轴向从输入叶片的第一级间隔开，一个围绕第二旋转轴心配合输出轴旋转的输出叶片的第一级，所述输出叶片的第一级被安装在输入叶片的第一和第二级之间，和一个围绕第二旋转轴心配合输出轴旋转的输出叶片的第二级，所述输出叶片的第二级被安装在输出叶片的第一和第二级之间。
21.如权利要求20所述的传动装置，其特征在于，输入叶片的第一级轴向最向内的边缘和输入叶片的第二级轴向最向外的边缘配合界定了一个在其间的空间，输出叶片的第一级被安装在这个空间。
22.如权利要求21所述的传动装置，其特征在于，输出叶片的第一级轴向最向内的边缘和输入叶片的第二级轴向最向外的边缘配合界定了另一个在其间空间，输出叶片的第二级被安装在这个空间。
23.如权利要求20所述的传动装置，其特征在于，输入叶片的第一和第二级配合产生一个传动装置中的流体流动路径，输出叶片第一级在输入叶片第一级的下游，输入叶片的第二级在输出叶片第一级的下游，而输出叶片的第二级在输入叶片第二级的下游。
24.如权利要求23所述的传动装置，其特征在于，输入叶片的第一级引入能量进入流体流以增加流体流的能量，输出叶片的第一级从流体流中引出能量来减少流体流的能量，输入叶片的第二级引入能量进入流体流以增加流体流的能量，在，而输出叶片第二级从流体流中引出能量以减少流体流的能量。
25.如权利要求24所述的传动装置，其特征在于，通过输入叶片第一级的能量引入，通过输出叶片第一级的能量引出，通过输入叶片第二级的能量引入和通过输出叶片第二级的能量引出是连续的。
26.一种用来从动力源接收能量并转移一部分所述能量到工作单元的传动装置，所述传动装置包括，一个用来从动力源接收动力的第一轴；一个用来转移能量给工作单元的第二轴；从第一轴增加能量至流体以产生一条流动路径的装置，该增加装置通过第一轴在流动路径第一位置处和流动路径第一位置下游的流动路径第二位置处传递接收到的能量进入流体，和从流动路径的流体中引出能量的装置，该引出装置在第一位置下游和第二位置上游的第三位置处，和第二位置下游的第四位置处将从流动路径的流体中的能量传递给第二轴。
27.如权利要求26所述的传动装置，其特征在于，增加装置包括一个在流动路径第一位置传递能量进入流体的第一泵和一个在流动路径第二位置传递能量进入流体的第二泵。
28.如权利要求27所述的传动装置，其特征在于，增加装置进一步包括一个界定一个装有流体的内区的箱。
29.如权利要求28所述的传动装置，其特征在于，第一和第二泵被连接伴随箱和输入轴旋转。
30.如权利要求27所述的传动装置，其特征在于，第一和第二泵包括多个配合输入轴旋转的输入叶片。
31.如权利要求30所述的传动装置，其特征在于，输入叶片径向向内延伸。
32.如权利要求26所述的传动装置，其特征在于，引出装置包括在流动路径第三位置从流体中传递能量的第一涡轮和在流动路径第四位置从流体中传递能量的第二涡轮。
33.如权利要求32所述的传动装置，其特征在于，引出装置进一步包括一个壳，第一和第二涡轮与壳连接，所述壳界定了一条经由流体路径行进的通道。
34.如权利要求33所述的传动装置，其特征在于，第一和第二涡轮包括多个输出叶片。
35.如权利要求34所述的传动装置，其特征在于，输出叶片从壳径向向外延伸。
36.如权利要求32所述的传动装置，其特征在于，第一和第二涡轮包括多个可调节的输出叶片。
37.如权利要求32所述的传动装置，其特征在于，增加装置包括一个在流动路径第一位置传递能量进入流体的第一泵和在流动路径第二位置传递能量进入流体的第二泵。
38.一种用来从动力源接收能量和转移一部分所述能量到工作单元的传动装置，所述传动装置包括，一个界定容纳流体内区的箱；一个用来从动力源接收动力的第一轴；一个用来转移能量到工作单元的第二轴；产生流体循环流动通道的装置，循环流动通道有第一通道和第二通道，流体在第一通道流动直到转入第二通道，流体在第二通道流动直到转回进入第一通道；在流体转入第二通道前，在循环流动路径的多重位置将能量从第一轴增加到流体的装置，和在循环流动路径的多重位置从流动路径的流体中引出能量的装置，所述被引出的能量被传送到第二轴。
39.如权利要求38所述的传动装置，其特征在于，增加装置的多重位置被轴向间隔开。
40.如权利要求39所述的传动装置，其特征在于，引出装置的多重位置被轴向间隔开。
41.如权利要求38所述的传动装置，其特征在于，箱伴随第一轴旋转。
42.一种将能量从动力源传输到工作单元的方法，所述方法包括的步骤为提供一个用来从动力源接收动力的输入轴，一个带有流体内区的箱，和一个用来转移动力到工作单元的输出轴；从输入轴增加能量到流体来产生一条流动通道，所述能量的增加是在流动路径的第一位置处；在流动路径第一位置下游的流动路径第二位置从流体中引出能量；传递从流动路径第二位置引出的所述能量到输出轴；在流动路径第二位置下游的流动路径第三位置将从输入轴增加能量到流体中；在流动路径第三位置下游的第四位置从流体中引出能量，并从流动路径第二位置转移所述能量到输出轴。
43.如权利要求42所述的方法，其特征在于流动路径是封闭的因此流动路径的第一位置是在流动路径第四位置的下游。
44.如权利要求42所述的方法，其特征在于，流动路径的第二位置是在流动路径第一位置的轴向向内位置。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，流动路径第三位置是在流动路径第二位置的轴向向内位置。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于，流动路径第四位置是在流动路径第三位置的轴向向内位置。
47.如权利要求42所述的方法，其特征在于，输入轴在第一方向旋转，而输出也在第一方向旋转。
48.如权利要求47所述的方法，它进一步包括使输出轴从第一方向改变到与第一方向相反的第二方向旋转的步骤。
49.如权利要求42所述的方法，它进一步包括提供用于从流体引出动力的输出叶片的步骤。
50.如权利要求49所述的方法，它进一步包括调节输出叶片斜度的步骤。
全文摘要
一种不接地液压传动装置(16),可以将能量从一个能量源传输到一个工作单元。传输装置(16)包括一个输入装置(20),这个输入装置有一个和能量源与多个泵(30)相配合并同步旋转的输入轴(26)。泵(30)用来把从动力源接受到的能量传送给流体(22)。传输装置(16)还包括一个输出装置(24),输出装置(24)有一个和工作单元与许多涡轮(34)耦合并同步旋转的输出轴(38)。涡轮(34)将能量从流体(22)中引出,然后通过输出轴(38)传送给工作单元。
文档编号F16H41/24GK1387604SQ00807850
公开日2002年12月25日 申请日期2000年5月22日 优先权日1999年5月21日
发明者肯尼斯·O·约翰逊 申请人:肯尼斯·O·约翰逊