专利名称：一种液压无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液压无级变速器。
背景技术：
随着汽车工业的发展，手动齿轮变速箱已被自动变速器所取代。目前广泛用于汽车的自动变速器，是由液力变矩器和液压控制变速器组成。通过变速箱内多个随动油缸，控制不同的啮合来实现变速。这种自动变速器的控制系统结构复杂，维修要求高，不能实现无级变速。而现有的无级变速器，只有V型皮带无级变速器，钢带无级变速器和链条无级变速器三种。V型皮带无级变速器，传递扭矩有限，只适用于摩托车；而钢带与链条无级变速器，其传动零件是钢制品，必须将机构置于润滑油中，但它又是靠钢带或链条与钢带轮的摩擦来传递扭矩，容易打滑，影响工作效率。在日本的轿车上所使用的机械式无级变速器有双锥面轮金属带式，锥形轮摩擦轮式较为成熟，但前者制造很困难，成本较高，后者结构复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种传递扭矩大、结构简单、成本较低的液压无级变速器。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是液压无级变速器由变容器和变速器组成，变容器由主动轴及机箱构成，所述的主动轴上至少设有一组变容轴，每组变容轴上至少对称设有四组叶片和离心腔，在机箱一侧设有与所述的叶片对应的坡形变容槽，在坡形变容槽的上坡段至少设有一个变容器出油口，在机箱的坡形变容槽的上坡段同侧设有与离心腔出对应的出油口，且与变容器出油口连通，在所述的机箱中间箱体上设有能连通离心腔入口与叶片腔底部的油路；在所述的坡形变容槽的谷底设有变容块控制装置和至少一个变容器入油口，在机箱的坡形变容槽的谷底同侧的机箱中间箱体上设有连通离心腔出口与叶片腔底部的油路和离心腔入口油路，且离心腔入口油路通过叶片控制装置连通变容器入油口，所述的变容块控制装置与设在主动轴上的变容控制装置和设在离心腔入口的叶片控制装置连通；所述的变容器出油口与变速器的入油口连通，所述的变速器的出油口与变容器入油口连通。
所述的变容控制装置结构为与主动轴传动连接的中心轴上设有离心油腔，所述的离心油腔内设有活塞和弹簧，中心轴上设连通离心油腔的油路和活塞气孔；所述的变容块控制装置结构为在变容块侧面设有进油杆和放油杆，在变容块内设有分别与进油杆和放油杆对应的且通向变容块底部的油路，进油杆设有与变容块上油路对应的控制块及进油杆油口，进油杆油口连通有进油器，放油杆设有与变容块上油路对应的控制块及放油杆油口，放油杆油口连通有放油器，进油杆和放油杆分别设有带入口和出口的控制活塞，且进油杆的控制活塞出口与放油杆的控制活塞入口连通；所述的叶片控制装置结构为机箱内设有带油道的活塞腔及通过油孔连通的平衡塞腔，在活塞腔设有带油道的活塞，活塞的控制端设有入口和出口；在平衡腔内设有平衡塞，机箱内的油道连通变容器的离心腔入口和变容器入油口，活塞的控制端的入口与变容控制装置的油路出口连通，出口与变容块控制装置的进油杆的控制活塞的入口连通。
所述的进油器结构为活塞腔内设有活塞，活塞腔内一侧对称设有与变容器出油口连通的油管和与变容器入油口连通的油管，在另一侧设有与进油杆油口连通的油管。
所述的放油器结构为活塞腔内设有活塞，活塞腔内一侧对称设有与变容器出油口连通的油管和与变容器入油口连通的油管，在另一侧设有与放油杆油口连通的油管，在活塞上设有分别与变容器出油口连通的油管和与变容器入油口连通的油管对应的油孔。
变速器由机箱和输出轴构成，所述的输出轴上至少设有一组变速轴，变速轴上至少对称设有四组叶片和离心腔，在机箱一侧设有与所述的叶片对应的变速槽，在机箱上所述的变速槽入油口一侧的中间箱体上设有连通机箱入油口和离心腔底部的油路以及连通离心腔出口和叶片腔底部的油路，在机箱所述的变速槽出油口一侧中间箱体上设有连通离心腔底部与叶片腔底部的油路，且离心腔出口连通变速器出油口；在每组叶片的底部设有弹簧。
采用上述技术方案的无级液压变速器，在变容器的主动轴加速工作时，带动变容控制装置离心油腔内的活塞在离心力的作用下压缩离心油腔内液压油，通过油路作用于叶片控制装置的活塞的控制端的入口，控制机箱内设有带油道的活塞上升，从而增加离心腔的进油量，控制叶片的压出长度，从而控制叶片的压油量，叶片控制装置的活塞的控制端的出口与变容块控制装置的进油杆的控制活塞的入口连通，从而控制变容块控制装置的进油杆和放油杆，放油杆接通变容块的油路，而进油杆关闭变容块的油路，使变容块的底部放油，变容块下降，从而延伸了叶片的长度，增加了叶片的压油量，使变容器的输出油量增加；在变容器出油口一侧，离心腔内的液压油在离心力作用下，将叶片吸入，叶片停止做功；在变容器的主动轴减速工作时，带动变容控制装置离心油腔内的活塞在离心力减少的作用下回收离心油腔内液压油，通过油路作用于叶片控制装置的活塞的控制端的入口，控制机箱内设有带油道的活塞下降，从而减少离心腔的进油量，减少叶片的压出长度，从而减少叶片的压油量，叶片控制装置的活塞的控制端的出口与变容块控制装置的进油杆的控制活塞的入口连通，从而控制变容块控制装置的进油杆和放油杆，放油杆关闭变容块的油路，而进油杆接通变容块的油路，使变容块的底部进油，变容块上升，从而减少了叶片的长度，减少了叶片的压油量，使变容器的输出油量减少；变速器内的变速腔容积不变，变容器输出油量的增加，从而使变速器的输出速度加快，变容器输出油量的减少，从而使变速器的输出速度减慢，从而达到无级变速的目的。
综上所述，本发明是利用叶片在液压油的离心力作用下自动被压出和吸入，来减小叶片的磨损和节约能量，再联合叶片控制装置，共同实现变矩、变容的，再通过叶轮传动输出装置，共同达到无级变速的，是一种传递扭矩大、结构简单、成本较低的液压无级变速器。
图1是本发明结构示意图；图2是变容轴结构示意图；图3是变容器机箱结构示意图；图4是变容器机箱结构示意图；图5是变速器机箱结构示意图；图6是变速器机箱结构示意图；图7是图2中A-A剖视图；图8是变容块结构示意图；图9是叶片控制装置结构示意图；图10是图9中B-B向剖视图；图11是变容控制装置结构示意图；图12是进油器结构示意图；图13是放油器结构示意图；具体实施方式
参见图1、图2、图3、图4、图7、图8，液压无级变速器由变容器和变速器组成，变容器由主动轴86及机箱88构成，所述的主动轴86上对称设有两组变容轴90，每组变容轴90上对称设有四组叶片14、93和离心腔15、94，在机箱88两侧对称设有与所述的叶片14、93对应的坡形变容槽91、92，在坡形变容槽91、92的上坡段设有变容器出油口37、39，在机箱88的坡形变容槽91、92的上坡段同侧设有与离心腔15、94出对应的出油口34、35，且与变容器出油口37、39连通，在所述的机箱88中间箱体上设有能连通离心腔15、94入口与叶片106、11腔底部的油路41；在所述的坡形变容槽91、92的谷底设有变容块控制装置和变容器入油口38，在机箱88的坡形变容槽91、92的谷底同侧的机箱中间箱体上设有连通离心腔96、97出口42、109与叶片腔13、107底部的油路108和离心腔入口油路40，且离心腔入口油路40通过叶片控制装置79连通变容器入油口38，所述的变容块控制装置与设在主动轴86上的变容控制装置80和设在离心腔入口油路40的叶片控制装置79连通；所述的变容器出油口37、39与变速器的入油口连通，所述的变速器的出油口与变容器入油口38连通。
参见图11，所述的变容控制装置结构为通过齿轮25与主动轴86传动连接的中心轴83上设有离心油腔49，所述的离心油腔49内设有活塞20和弹簧84，中心轴83上设连通离心油腔49的油路66和活塞气孔19；参见图1，所述的变容块控制装置结构为在变容块30、62侧面设有进油杆54、56和放油杆55、57，在变容块30、62内设有分别与进油杆54、56和放油杆55、57对应的且通向变容块底部7、8的油路，进油杆54、56设有与变容块30、62上油路对应的控制块及进油杆油口2、3，进油杆油口2、3连通有进油器68，放油杆55、57设有与变容块30、62上油路对应的控制块及放油杆油口1、4，放油杆油口1、4连通有放油器85，进油杆54、56和放油杆55、57分别设有带入口47、50和出口63、15的控制活塞16、58，且进油杆54的控制活塞16出口63与放油杆55的控制活塞61入口60连通，控制活塞61出口17连通控制活塞58入口50，控制活塞58出口15连通控制活塞59入口12，控制活塞59出口48与外界连通；参见图9和图10，所述的叶片控制装置79结构为机箱67内设有带油道71的活塞腔49及通过油孔72、111连通的平衡塞腔110，在活塞腔49设有带油道77的活塞73，活塞73的控制端设有入口74和出口75；在平衡腔110内设有平衡塞78，机箱67内的油道71连通变容器的离心腔入40和变容器入油口38，活塞73的控制端的入口74与变容控制装置80的油路出口11连通，出口75与变容块控制装置的进油杆54的控制活塞的入口47连通；在活塞腔49内带油道77的活塞73全部关闭时切断离心腔96、97的进油口40，从而叶片95、98不能压出，变容器不能做功，从而起到离合器的作用。
参见图12，所述的进油器68结构为活塞腔76内设有活塞26，活塞腔76内一侧对称设有与变容器出油口37、39连通的油管21和与变容器入油口38连通的油管22，在另一侧设有与进油杆油口2、3连通的油管81。
参见图13，所述的放油器85结构为活塞腔112内设有活塞6，活塞腔112内一侧对称设有与变容器出油口37、39连通的油管23和与变容器入油口38连通的油管24，在另一侧设有与放油杆油口1、4连通的油管82，在活塞6上设有分别与变容器出油口37、39连通的油管23和与变容器入油口38连通的油管24对应的油孔113、5。
参见图5和图6，变速器由机箱89和输出轴87构成，所述的输出轴87上设有二组变速轴，变速轴上对称设有四组叶片10、104和离心腔103、102，在机箱一侧设有与所述的叶片10、104对应的坡形变速槽115、114，在机箱上所述的坡形变速槽入油口69、116一侧的中间箱体上设有连通机箱入油口69、116和离心腔103、102底部的油路64以及连通离心腔出口46、118和叶片10、104腔底部的油路，在机箱89所述的坡形变速槽115、114出油口70、117一侧中间箱体上设有连通离心腔100、101底部与叶片99、105腔底部的油路66，且离心腔出口44、119连通变速器出油口70、117；在每组叶片104的底部设有弹簧9。
采用上述技术方案的无级液压变速器，在变容器的主动轴86加速工作时，带动变容控制装置80离心油腔49内的活塞20在离心力的作用下压缩离心油腔49内液压油，通过油路11作用于叶片控制装置79的活塞73的控制端的入口74，控制机箱67内设有带油道77的活塞73上升，从而增加离心腔96、97的进油量，控制叶片95、98的压出长度，从而控制叶片95、98的压油量，叶片控制装置79的活塞73的控制端的出口75与变容块控制装置的进油杆54的控制活塞16的入口47连通，从而控制变容块控制装置的进油杆54、56和放油杆55、57，放油杆55、57接通变容块30、62的油路，而进油杆54、56关闭变容块30、62的油路，使变容块30、62的底部7、8放油，变容块30、62下降，从而延伸了叶片95、98的长度，增加了叶片95、98的压油量，使变容器的输出油量增加；在变容器出油口37、39一侧，离心腔15、94内的液压油在离心力作用下，将叶片14、93吸入，叶片14、93停止做功；在变容器的主动轴86减速工作时，带动变容控制装置80离心油腔49内的活塞20在离心力减少的作用下回收离心油腔49内液压油，通过油路11作用于叶片控制装置79的活塞73的控制端的入口74，控制机箱67内设有带油道77的活塞73下降，从而减少离心腔96、97的进油量，减少叶片95、98的压出长度，从而减少叶片95、98的压油量，叶片控制装置79的活塞73的控制端的出口75与变容块控制装置的进油杆54的控制活塞的入口47连通，从而控制变容块控制装置的进油杆54、56和放油杆55、57，放油杆55、57关闭变容块30、62的油路，而进油杆54、56接通变容块30、62的油路，使变容块30、62的底部7、8进油，变容块30、62上升，从而减少了叶片95、98的长度，减少了叶片95、98的压油量，使变容器的输出油量减少；变速器内的变速腔容积不变，变容器输出油量的增加，从而使变速器的输出速度加快，变容器输出油量的减少，从而使变速器的输出速度减慢，从而达到无级变速的目的。
在变容器的机箱88上对称设有与出油口34、35对应的平衡油口31、26，与出油口42、109对应的平衡油口33、27，用来平衡变容轴90所受的压力，使变容轴运行更平稳。
在变速器的机箱89上对称设有与入油口46、118对应的平衡油口44、119，与出油口29、28对应的平衡油口43、31，用来平衡输出轴87所受的压力，使输出轴87运行更平稳。
权利要求
1.一种液压无级变速器，由变容器和变速器组成，其特征是所述的变容器由主动轴(86)及机箱(88)构成，所述的主动轴(86)上至少设有一组变容轴(90)，变容轴(90)上对称设有四组叶片(14、95)和离心腔(15、96)，在机箱(88)一侧设有与所述的叶片(14、93)对应的坡形变容槽(91、92)，在坡形变容槽(91、92)的上坡段设有变容器出油口(37、39)，在机箱(88)的坡形变容槽(91、92)的上坡段同侧设有与离心腔(15、94)出对应的出油口(34、35)，且与变容器出油口(37、39)连通，在所述的机箱(88)中间箱体上设有能连通离心腔(15、94)入口与叶片(106、11)腔底部的油路(41)；在所述的坡形变容槽(91、92)的谷底设有变容块控制装置和变容器入油口(38)，在机箱(88)的坡形变容槽(91、92)的谷底同侧的机箱中间箱体上设有连通离心腔(96、97)出口(42、109)与叶片腔(13、107)底部的油路(108)和离心腔入口油路(40)，且离心腔入口油路(40)通过叶片控制装置(79)连通变容器入油口(38)，所述的变容块控制装置与设在主动轴(86)上的变容控制装置(80)和设在离心腔入口油路(40)的叶片控制装置(79)连通；所述的变容器出油口(37、39)与变速器的入油口连通，所述的变速器的出油口与变容器入油口(38)连通。
2.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征是所述的变容控制装置(80)结构为与主动轴(86)传动连接的中心轴(83)上设有离心油腔(49)，所述的离心油腔(49)内设有活塞(20)和弹簧(84)，中心轴(83)上设连通离心油腔(49)的油路(66)和活塞气孔(19)；所述的变容块控制装置结构为在变容块(30、62)侧面设有进油杆(54、56)和放油杆(55、57)，在变容块(30、62)内设有分别与进油杆(54、56)和放油杆(55、57)对应的且通向变容块底部(7、8)的油路，进油杆(54、56)设有与变容块(30、62)上油路对应的控制块及进油杆油口(2、3)，进油杆油口(2、3)连通有进油器(68)，放油杆(55、57)设有与变容块(30、62)上油路对应的控制块及放油杆油口(1、4)，放油杆油口(1、4)连通有放油器(85)，进油杆(54、56)和放油杆(55、57)分别设有带入口(47、50)和出口(63、15)的控制活塞(16、58)，且进油杆(54)的控制活塞(16)出口(63)与放油杆(55)的控制活塞(61)入口(60)连通，控制活塞(61)出口(17)连通控制活塞(58)入口(50)，控制活塞(58)出口(15)连通控制活塞(59)入口(12)，控制活塞(59)出口(48)与外界连通；所述的叶片控制装置(79)结构为机箱(67)内设有带油道(71)的活塞腔(49)及通过油孔(72、111)连通的平衡塞腔(110)，在活塞腔(49)设有带油道(77)的活塞(73)，活塞(73)的控制端设有入口(74)和出口(75)；在平衡腔(110)内设有平衡塞(78)，机箱(67)内的油道(71)连通变容器的离心腔入口(40)和变容器入油口(38)，活塞(73)的控制端的入口(74)与变容控制装置(80)的油路出口(11)连通，出口(75)与变容块控制装置的进油杆(54)的控制活塞的入口(47)连通。
3.根据权利要求2所述的一种液压无级变速器，其特征是所述的进油器(68)结构为活塞腔(76)内设有活塞(26)，活塞腔(76)内一侧对称设有与变容器出油口(37、39)连通的油管(21)和与变容器入油口(38)连通的油管(22)，在另一侧设有与进油杆油口(2、3)连通的油管(81)。
4.根据权利要求2所述的一种液压无级变速器，其特征是所述的放油器(85)结构为活塞腔(112)内设有活塞(6)，活塞腔(112)内一侧对称设有与变容器出油口(37、39)连通的油管(23)和与变容器入油口(38)连通的油管(24)，在另一侧设有与放油杆油口(1、4)连通的油管(82)，在活塞(6)上设有分别与变容器出油口(37、39)连通的油管(23)和与变容器入油口(38)连通的油管(24)对应的油孔(113、5)。
5.根据权利要求1所述的一种液压无级变速器，其特征是所述的变速器由机箱(89)和输出轴(87)构成，所述的输出轴(87)上至少设有一组变速轴，变速轴上对称设有四组叶片(10、104)和离心腔(103、102)，在机箱一侧设有与所述的叶片(10、104)对应的坡形变速槽(115、114)，在机箱上所述的坡形变速槽入油口(69、116)一侧的中间箱体上设有连通机箱入油口(69、116)和离心腔(103、102)底部的油路(64)以及连通离心腔出口(46、118)和叶片(10、104)腔底部的油路，在机箱(89)所述的坡形变速槽(115、114)出油口(70、117)一侧中间箱体上设有连通离心腔(100、101)底部与叶片(99、105)腔底部的油路(66)，且离心腔出口(44、119)连通变速器出油口(70、117)；在每组叶片(104)的底部设有弹簧(9)。
全文摘要
本发明公开了一种液压无级变速器，由变容器和变速器组成，所述的变容器由主动轴及机箱构成，所述的主动轴上至少设有一组变容轴，变容轴上对称设有四组叶片和离心腔，在机箱一侧设有与所述的叶片对应的坡形变容槽及变容块控制装置，离心腔入口油路通过叶片控制装置连通变容器入油口，所述的变容块控制装置与设在主动轴上的变容控制装置和设在离心腔入口油路的叶片控制装置连通；所述的变容器出油口与变速器的入油口连通，所述的变速器的出油口与变容器入油口连通。是一种传递扭矩大、结构简单、成本较低的液压无级变速器。
文档编号F16H39/04GK1455133SQ0311803
公开日2003年11月12日 申请日期2003年1月21日 优先权日2003年1月21日
发明者姜亮华 申请人:姜亮华