专利名称：无级变速万向传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传动装置，特别是一种以液体为媒介的无级变速万向传动装置。
现有的各种液压传动装置都有一定局限性(因为还没有一种适应于大功率旋转的对流体封闭推压的泵)，交通工具和机械普遍是以齿轮等固体材料为传动媒介，使工业有了突飞猛进的发展。但在社会实践应用中也不断暴露出完全以固体材料为传动媒介的缺陷(即复杂性、危险性、噪音大、重量大、成本高等问题)。
本发明的目的是以液体为传动媒介，将发动机或电动机的动力传递给机器、使机器做功，传递给交通运输工具，使之行驶。可调节开关，达到无级变速、万向传递动力的目的。
本发明的任务是以如下方式完成的与发动机或电动机同轴或连轴的无级变速万向传动泵(由‘多潜力万向传动装置”和“扇轮转子液压机”及“万向传动装置”等多项发明成果演变而来)，通过液体输入管和输出管与被动泵相通，在发动机或电动机开始起动时，无级变速泵的可移动轴的轴心在泵体中心时，其旋转轮与发动机或电动机同步旋转，但无级变速泵对液体还没有压力，被动泵没有转动。此时容易起动，起动后，拨动可移动的轴，使轴心往如图所示的上方移动，此时，该泵将液体封闭式地压向被动泵，使被动泵直接带动机器做功或带动交通工具行驶。
以下将结合附图对本发明作详细描述
图1是本装置主动泵的横剖视图，其活塞可制成圆形或方形。
图2是本装置主动泵的纵剖视图。
图3是表示可移动的轴还可以制成实心轴，但主轴只能在泵体的一端。
图4图5原理和图1图2相同，所不同的是没有圆环( 7)，(6)由连杆改为滑块，这样可制成多个方形活塞的泵，由四根调速杆来拨动可移动的轴(8)。
图6图7，将可移动的轴(8)固定在泵体的一端，一级泵就不能变速。
图8是本装置被动泵的横剖视图，有的可以不用连杆，直接将活塞(4)用轴销(5)连接在圆环(7)凸出的部分，但活塞(4)要能自由摆动，才能与旋转轮转动。
图9是本装置被动泵的纵剖视图。
图10是主动泵和被动泵的输入管和输出管(相对主动泵而言)，在附图中输入管(10)和输出管(11)是直的，在实际应用中，主动泵图1有的是例置的，输入管、输出管在与主动泵的连接处，有的是弯形的。被动泵与输入管、输出管相连接时，按图8逆时旋转九十度，正好与图10的右端相接。图10中还有阀门、机油滤清器、高压油管和回油管，这些机构主要是用在汽车传动和操纵，若是用在其他交通运输工具和机械就要相应减少这些机构，但最好要保存机油滤清器。
图11是拨动图10中的阀门的机构。
图12是开关和开关阀及油路管的固定板。
图13是开关阀及油路图(高压机油来自于高压油缸，回油往机油箱去)。
图14是拨动图11部分机构的一个液压泵。
图15是高压机油缸，其高压机油来自于车辆行驶时的输出管和刹车时的输入管。高压机油主要是用来拨动阀门和主动泵的可移动的轴，起到传递动力、变速、倒转(只是被动泵倒转)、分离和刹车的作用，也可用来起动。
图16是机油箱[机油箱已预先充满机油，在车辆行驶时，机油从(24)往输入管去，刹车时，机油往输出管去，回油从(33)进入机油箱]。
图1图2，(1)是泵体，(2)是固定在主轴的旋转轮(或象图9那样的固定方法)，(3)是主轴，(4)是活塞，(5)是轴销，(6)是连杆，(7)是圆环，(连杆的内端固定在圆环的凸出处)，圆环(7)围绕可移动的轴(8)，(9)是调速杆，两根调速杆固定在可移动的轴上。通过螺旋(或液压、杠杆、蜗杆蜗轮)来拨动调速杆，使可移动的轴移动，达到无级变速、分离和倒向(即液体倒流，被动泵倒转)的目的，(10)是液体输入管，(11)是液体输出管。图3是可移动的轴(8)能制成实心的。图4图5没有圆环(7)，由四根调速杆来拨动可移动的轴(8)，这样，能多设几个活塞(4)，这种活塞是方形的，没有连杆，轴销(5)穿过活塞和滑块，其余部分与图1图2基本相同。
被动泵图8图9(如果主动泵和被动泵都用图8图9，主动泵是一级，被动泵也是一级，不能变速；主动泵是两级，被动泵是一级或主动泵是一级被动泵是两级，有三级变速；当主动泵是三级被动泵是一级或主动泵是一级被动泵是三级时，有七级变速)，(1)是泵体，(2)是固定在主轴的旋转轮，(3)是主轴，(4)是方形活塞，(5)轴销，(6)是连杆，固定在圆环(7)上，圆环围绕轴(8)，轴(8)固定在泵体的一端，被动泵没有调速杆(9)，(10)是液体输入主动泵的管(即输入管)，(11)是输出管(即液体从主动泵输出和管)，由主动系压出的液体进入(11)推动活塞和旋转轮作旋转运动。
图10是由无级变速主动泵通向被动泵(被动泵也可以采用“多潜力万向传动装置”或“万向传动装置”)的主管和阀门，(10)是输入管[液体从被动泵到主动泵的管]，(11)是输出管[液体从主动泵到被动泵的管]，(12)是弯管，是由输入管通向输出管的管道，其弯的形式如图所示，还可以制成弧形的，其弯的目的在于阀门(14)、(15)、(16)能成三点一线，便于操纵机构的设计和制造，(13)是一根岔管[从输入管(10)连通输出管(11)的一根岔管]，(17)是岔管(13)的阀门，(18)是输出管的另一个阀门，(19)是由输出管通往机油滤清器的阀门，(20)是由机油滤清器通往输出管的阀门，(21)是机油滤清器，(22)是高压油管，(即刹车时高压机油顶开单向阀进入高压油缸图15)，(23)是高压油管，在主动泵将液体(即机油)压向被动泵时，高压机油顶开单向阀经(22)进入高压油缸图15[也可以在高压油管(23)另设置阀门，在车辆常刹车时将另设置的阀门关闭，使刹车时的高压机油进入高压油缸，这样可以节省能源]，(24)是机油管，机油从机油箱图16经(24)和单向阀流向输入管，机油经(25)和单向阀(单向阀未画出，可参照已知技术)。
图11中的(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)是固定在图10中的阀门的轴(对号相连接在一起)，可通过液压或杠杆拨动(26)，使图10图11中的(14)、(15)、(16)按顺时针旋转九十度，阀门(14)关闭，(15)开，(16)关闭，主动泵同样旋转，液体在弯管(12)和主动泵中循环，被动泵已停止转动(即是刹车)。再拨动(26)，使(14)、(15)、(16)逆时旋转九十度，又回到如图10图11所示的位置。先拨动(27)按顺时针旋转九十度是分离，再拨动(26)按顺时针旋转九十度也是分离(有时这两种分离方法比拨动主动泵分离较适宜)。使图10图11中的(14)、(15)、(16)、(17)回到如图中所示的位置，拨动(28)，使图10图11中的(18)、(19)、(20)按顺时旋转九十度，机油通过滤清器(21)，传动装置内的机油要定期过滤，以保证传动装置的工作效益和寿命。在产品设计时，主动泵和被动泵间隙的机油，最好要设置流动孔通向输入管和输出管，使所有的机油都能定期过滤，以保持各种机件的正常运转和使用寿命。
图12中的(29)是固定板，是将高压油管、回油管、开关(30)和油路阀门(31)安装在一起的。
图13中的(31)是油路阀门，(32)是高压油管，高压机油来自于图15，(33)是回油管，机油回到图16，油管(34)，调节开关后，使高压油推动图14，使图14中的连杆拨动图10中的阀门，回油从图14右侧经过(35)、(33)进入机油箱图16。再调节开关(30)使油路阀门(31)旋转九十度，高压机油来自高压机油缸图15，经油管(32)、(35)推动图14中的活塞，使连杆从右向左拨动图10图11中的阀，回油从图14的左侧经过油管(34)、(33)进入机油箱图16。
图15是高压机油缸(36)是高压气体层，(37)是高压气体和高压油隔离层，(38)是高压机油层，高压机油来自于车辆行驶时的输出管图10中的(11)，高压机油还来自于刹车时的输入管图10中的(10)。
图16是机油箱，在车辆行驶时，机油进入输入管(10)，在刹车时，机油进入输出管(11)。
机油充入油箱和泵内及各油路时，要在相实应处留有气孔，以便将空气排出，使泵内及各油路充满机油，然后把各气孔封严。
汽车比较普遍，其传动系统也比较复杂，下面以汽车为例作进一步的详细说明图1图2为主动泵(小功率的可以采用螺旋拨动可移动的轴，大功率的可以采用蜗杆蜗轮加上螺旋原理拨动可移动的轴)，图10为通向被动泵的管道，图11是拨动图10中的阀门机构；图8图9是被动泵。当发动机起动时，图1图2中的可移动轴(8)的轴心保持在纵点划线上移动(上横点划线是上止点，中横点划线和纵点划线的交点是泵中心，下横点划线是下止点)，主动泵按逆时针旋转。当可移动的轴(8)的轴心在泵中心时，主动泵图1图2对液体没有抽吸力和推压力，被动泵没有转动(即是分高)。当高压油缸图15已有高压油的时候，可调节开关(30)，高压机油通过油路阀门(31)推动图14中的活塞来拨动图1图2中的可移动轴(8)，当(8)的轴心由泵中心往上止点方向移动时，主动泵将机油压向被动泵，此时，被动泵带动车辆行驶。当(8)的轴心移到上止点时，被动泵为最高时速。当(8)的轴心移到泵中心时，被动泵没有动。当(8)的轴心往下止点移动时，被动泵是倒转。当(8)的轴心移到下止点时，被动泵为最高倒转速度。当高压机油缸图15还没有高压机油的时候，最被起动，可操纵蜗杆拨动蜗轮，蜗轮轴上的螺旋拨动调速杆(9)，使(8)的轴心从泵中心往上止点方向移动，此时车辆行驶。车辆行驶后，输出管(11)内机油的压力很高，将进入高压机油缸图15(此时，机油箱的机油补充给输入管)。车辆在行驶中，通过液压[即开关(30)和图14]拨动阀门(17)旋转九十度是分离，再拨动阀门(14)、(15)、(16)也是分离(拨动主动泵的分离较缓慢些，这里拨动主动泵的分离主要是便于起动)。使各个阀门回到如图10中的位置后，再拨动图11中的(26)，使(14)、(15)、(16)旋转九十度，是刹车时，高压机油(22)进入高压机油缸图15的高压机油层(38)。刹车时，输出管中机油的压强很低，机油箱中的机油经(24)顶开单向阀补充给输出管。拨动图11使图10中的(18)、(19)、(20)旋转九十度，机油便进入滤清器(21)过滤，以保证本装置的使用寿命和油路畅通。将图12、图13、图14、图15、图16用在汽车上是今后的事。近期在汽车上的利用，只采用本发明的主动泵，输入管、输出管，机油滤清器及阀门即可。在汽车方向盘的下面设置较小的圆盘(这是在考虑少占用空间的情况下)，圆盘的轴心是空心的，正好套在方向盘的轴上，这种圆盘的轴就是蜗杆，蜗杆拨动蜗轮，蜗轮轴上的螺旋拨动调速杆(9)，使可移动的轴移动，便达到传递动力、无级变速、分离和倒向 (只是被动泵倒转)的目的。拨动阀门(14)、(15)、(16)旋转九十度便是刹车。
本装置在航空方面的应用只利用主动泵、输入管、输出管、机油滤清器及其阀门和被动泵(一般利用几个被动泵)即可。其先进性是传动系统的结构简单、重量轻、寿命长，增加载重量、加快时速并减少故障的发生。特别在直升飞机的应用，因为是无级变速方向传动和结构简单，大大地加快飞行速度和在空中停顿时的稳定性能。本发明的问世，21世纪后将出现一种新式飞机不用跑道的高速班机(即直升飞机和普通班机的综合产物)。当直升飞机升到一定高度时，其双翼展开，由双翼上的螺旋桨和机头方向的螺旋桨牵引前行，尾桨停止旋转，直升螺旋桨停止旋转、合并收到机背位置。当飞机要在空中停顿或下降时，直升螺旋桨展开并作旋转运动，其双翼收回机身背都两侧，其他牵引螺旋桨停止转动。拨动可移动的轴(8)，使直升螺旋桨在一定的转速下，能在空中停顿。当拨动可移动的轴(8)，使轴心逐渐往泵中心靠拢，飞机将平稳着陆。
本装置在列车方面的应用只利用主动泵、输入管、输出管、被动泵、机油滤清器及其阀门即可。其特征是发动机或电动机的动力传递给机车车轮，使列车前行。因为是无级变速，使操纵人员准确无误地掌握列车的时速。
本装置在船舶方面的应用只利用主动泵、输入管、输出管、被动泵、机油滤清器及其阀门。其传动系统简单，操纵方便。
本装置在机械方面应用于石油、矿冶、起重、建筑、化工、空吸、空压等等(目前只采用主动泵、输入管、输出管、机油滤清器及其阀门和被动泵，将大大地简化多种机械的设计和制造)。
人类改造世界，无非是改变物质的结构七个音符，可以拼凑出催人泪下的悲凉韵调，也可以谱写出令人欢笑的优美乐曲；十个数字，变化无穷，推导出科学史上的每一个奇迹；一百零六种元素，自然的改变，导致了万物新陈代谢、周而复始，人为的改变，推动了社会的进步，使人类从愚昧走向文明。
人类的发动机，从中国的走马灯(内燃机的始祖)到近代、现代的各种内燃机；从埃及的蒸汽反作用旋转玩具(外燃机的始祖)到近代、现代的各种外燃机。都历时了两千多年，由于生产力的日益发展，特别是自十八世纪已来，人们对各种发动机的发明和改革发生一次又一次的新飞跃，从而导致了现代化交通工具的诞生，带来了庞大的工业体系，大大地加快了人类的文明进程。随着入类总人口的增长和工业的发展，废气污染、能源短缺已成为迫在眉睫的社会问题。我正是围绕这些问题，潜心研究了历史上多种重大发明及多种发动机的发明、发展及其演变过程，从中吸取了各种发动机的精华，并抓住了各种发动机的弱点，历经了多年的艰苦拼搏，终于在一九八六到一九九六年间，发明了四种发动机和其他多项发明成果。无级变速万向传动装置正是在这些发明的基础上经过演变所取得的成果。根据图1图2稍加改动即可设计和制造柴油机和汽油机；根据图8图9可以设计种制造燃气轮机和蒸汽轮机。其先进性是降低排气温度，提高效益，特别是对氢能和核能的利用朝实用化迈进一大步。
根据图8倒置，稍加改动所设计和制造的水轮机，当水推动活塞(4)离开封闭段[即从轴(8)的中心画一直线通过轴销(5)的中心交于泵体(1)的圆弧内壁(左侧)；另一同样的直线交于泵体的圆弧内壁(右侧)]的同一时刻，另一活塞(三活塞都是方形的)进入封闭区段，从而提高水轮机的效率。
本发明容易实施，用途十分广泛，制造工艺和密封都是已成熟的技术，本发明的主要部分主动泵图1图2、被动泵图8图9和输入管、输出管图10中的(10)和(11)，就有很高的实用价值，这些首先应用于石油、建筑、矿冶、起重、化工等行业，各种液压机械厂都有生产能力。随着本发明应用于交通运输。
本装置的发明，在机械和交通方面将产生划时代的重大变革，二十一世纪二十年代后将成为工业和交通的动脉。
权利要求
1.传递动力，特别是以液体为媒介传递动力的无级变速万向传动装置，该装置有主动泵、输入管、输出管、岔管、阀门、高压油路和回油路(有的机械和交通工具可以相应减少岔管和阀门，有的机械和交通工具不用岔管和高压油路及回油路，有的机械和交通工具只采用本发明的一个部分或几个部分)、机油滤清器和被动泵，其特征是主动泵泵体(1)内有一个旋转轮(2)固定在主轴(3)上，活塞(4)随旋转轮一起旋轮，活塞(4)由轴销(5)、连杆(6)、相连接，连杆(6)的内端固定在圆环(7)上，圆环(7)围绕可移动的轴(8)，可移动的轴(8)固定在调速杆(9)上，调速杆(9)由蜗杆蜗轮、螺旋或液压杠杆等来拨动，输入管(10)和输出管(11)上有岔管(12)、(13)和阀门(14)、(15)、(16)、(17)，还有机油滤清器(21)和阀门(18)、(19)、(20)，被动泵有泵体(1)、旋转轮(2)、主轴(3)、活塞(4)、轴销(5)、连杆(6)，其连接方法与主动泵相同，[轴(8)固定在泵体的一端，在发动机或电动机的带动下，拨动主动泵可移动的轴(8)就能起到传递动力、无级变速、分离和倒向(主动泵的旋转方向不变、转速不变的情况下，拨动主动泵可移动的轴(8)，使被动泵无级变速、分离、倒转)的作用，拨动阀门(14)、(15)、(16)可起到刹车的作用，拨动阀门(18)或先拨动阀门(17)再拨动阀门(14)、(15)、(16)也是分离(即主动泵的动力没有传递给被动泵，主动泵的液体在岔管中流动)。
2.按权利要求1规定的装置，其特征是主动泵可移动的轴(8)偏心地固定在泵体的一端(即不可移动)，活塞(4)对各种流体(即油、气体、水)都有抽吸力和推压力。
3.按权利要求1或2规定的装置，其特征是轴(8)偏心地固定在泵体的一端，可设计和制造柴油机和汽油机。
4.按权利要求1规定的装置，其特征是被动泵可以作为主动泵用，对各种流体都有抽吸力和推压力。
5.按权利要求1或4规定的装置，其特征是燃气或蒸汽对被动泵中的活塞(4)有推压力，即能设计和制造燃气轮机和蒸汽轮机。
6.按权利要求1或4规定的装置能设计和制造高效率的水轮机，其特征是水推动该水轮机旋转时必须经过两活塞(4)组成的封闭区段，从而降低排水速度提高效率。
全文摘要
本发明提供了一种以液体为媒介的无级变速万向传动装置，该装置的特点是主动泵内有可移动的轴能调节活塞在旋转轮内的行程和反向行程。从而达到传递动力、无级变速、分离和倒转(只是被动泵变速和倒转)的目的。调节阀门可起到分离和刹车的作用。加强交通运输工具行驶和机械传动安全并简化多种机械的设计和制造。
文档编号F16H39/00GK1156223SQ96111608
公开日1997年8月6日 申请日期1996年8月3日 优先权日1996年8月3日
发明者杨孝志 申请人:杨孝志