专利名称：能产生放大的推动力的可连续变化的静液传动比控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一改进的传动比控制器，其尤其应用于美国专利US5423183；US5486142；US5524437；US5535589和US5678405所述类型的可连续变化的传动装置中。这些专利所公开的内容在此被引为参考。
本发明涉及液压机械，特别是涉及能从一原动机以可连续地(无级)变化的传动比向一负载传递动力的静液传动装置。
在所引用的专利中，公开了一静液传动装置，其包括以相对地轴向对齐的关系设置在一楔形斜盘的相对侧的一液压泵装置和一液压马达装置。该泵装置连接到由一原动机驱动的一输入轴上，而马达装置则被固定到静止的传动装置壳体上。与输入轴共轴并且驱动地连接到一负荷上的一输出轴以扭矩相连的关系连接到斜盘上。当泵装置由原动机驱动时，液压流体就经斜盘上的口在泵装置与马达装置之间来回地泵送。结果，就在斜盘上施加都沿同一方向作用的三个扭矩分量，以在输出轴上产生用于驱动负荷的输出扭矩。这些扭矩分量中的两个是由旋转的泵装置施加给斜盘的一机械分量和由马达装置施加在斜盘上的一流体力学分量。第三分量是由差动力产生的一纯静液分量，其中差动力是由沿圆周作用于斜盘口相对的端表面上的液压力产生的，斜盘口的端表面由于斜盘的楔形形状而具有不同的表面面积。
楔形斜盘到输出轴的扭矩相连的连接使得斜盘相对于输出轴的轴线的角度方位可以改变。当斜盘的叠加有泵装置的输入面垂直于输出轴线时，传动比、即速比被设定为0∶1(空档)。相反，当叠加有马达装置并且与输入面成角度地偏离的斜盘的输出面垂直于输出轴线时，传动比被设定为1∶1。由于斜盘可以被转动(被推动)到在1∶0和1∶1传动比位置之间的任何角度方位来设定任何中间传动比，因此传动装置的速比可连续地(无级)变化。
在参考的专利中所公开的静液传动装置中，披露了用于推动一楔形斜盘的控制器的各种实施例，以改变传动比。这些传动比控制器的实施例利用一单个双向活塞或者一对相对的活塞，该对相对的活塞由从斜盘口抽出的加压液压流体沿相对的轴向驱动，以在斜盘上施加推动力(力矩)，从而改变斜盘的角度方位并由此增大(向上推动)或降低(向下推动)传动比。由这些致动活塞施加的推动力仅仅是液压流体压力与暴露于该液压流体压力的活塞表面面积之乘积。遗憾的是，由活塞产生的用于设定一传动比的力和用于改变该传动比所需的推动力随着斜盘的角度方位而变化。例如，在大约0.5∶1的传动比位置，当斜盘的输入与输出面相对于输出轴线的角度相等时，则泵液压流体作用于斜盘表面上的相对的力就基本上相等。因此，由致动活塞施加在斜盘上来将该斜盘设定到0.5∶1的传动比位置所需的力最小。但是，由致动活塞产生的从0.5∶1的传动比位置来向上或向下推动斜盘的力必须不相称地(不成比例地)增大，以增大可以从斜盘口获得的液压流体压力。因此，致动活塞必须具有足够大的表面面积，以产生所需的力来改变和设定在可获得的传动比范围内的传动比，该传动比范围可包括在0∶1传动比位置之外的一倒转范围和超过1∶1传动比位置的一定的超速范围。一较大的致动活塞会增大传动装置的尺寸和重量。
在参考的专利中公开的传动比控制器的另一特征是斜盘安装在一横向转销上，该横向转销被固定在输出轴上，以建立与输出轴线直交的一斜盘转动轴线。然后在斜盘的径向偏离输出轴线的位置施加轴向的推动力，以产生用于改变和设定传动比所需的力矩。令人遗憾的是，这些力矩在输出轴上施加弯曲力，这些弯曲力在轴承和支承结构上产生极高的负荷，并且能造成输出轴变形。因此，输出轴和其支承元件的尺寸必须被设置成能承受这些弯曲力矩。这就进一步增大了传动装置的尺寸、重量和成本。
本发明的一目的是提供一种改进的可连续变化的静液传动装置。
本发明的另一目的是提供用于控制连续变化的静液传动装置之传动比的改进。
本发明的再一目的是提供一种用于所引用的美国专利中所述类型的可连续地变化的静液传动装置的一改进的传动比控制器。
本发明的又一目的是提供一种用于可连续地变化的静液传动装置的一改进的传动比控制器，其具有组装方面的优点，以有利于降低传动比尺寸、重量和成本。
为达到上述目的，本发明的可连续变化的静液传动装置包括一壳体；支承在该壳体内的一输入轴；支承在该壳体内并具有一轴线的一输出轴；由输入轴驱动的一液压泵装置；被固定到壳体上的一液压马达装置；设置在液压泵和马达装置之间的一楔形斜盘，并且该斜盘包括通口，以容纳在液压泵和马达装置之间泵送的液压流体；和一连接器，其以扭矩相连的关系将斜盘转动地连接到输出轴上。
该传动装置还包括一传动比控制器，该控制器包括相连的一第一腔，以容纳加压的液压流体；一第一活塞，该活塞的一第一表面面积暴露于第一腔内的加压的液压流体；相连的一第二腔，以容纳加压的液压流体；一第二活塞，该活塞的一第二表面面积暴露于第二腔内的加压的液压流体，该第二表面面积大于第一表面面积；和连接到斜盘上的一连杆机构，该机构由第一活塞沿一第一方向通过第一腔内的加压的液压流体的驱动而作用于斜盘上，以产生使斜盘沿一第一传动比改变方向转动的一第一力矩，和由第二活塞沿与第一方向相反的一第二方向通过第二腔内的加压的液压流体的驱动而作用于斜盘上，以产生使斜盘沿一第二传动比改变方向转动的一第二力矩。
根据本发明的一特征，连杆机构具有一几何效果，以将由第一和第二活塞在沿其相应的第一和第二方向驱动时施加于连杆机构上的轴向力转化成放大的第一和第二力矩，以分别沿第一和第二传动比改变的方向转动斜盘。
本发明的附加特征和优点将在下面的描述中说明，它们可以由说明书而变得显而易见，或者可以通过本发明的实践来得出教导。通过在下面撰写的说明书和所附权利要求书以及附图中所具体地指出的装置，可以实现和获得本发明的目的和优点。
应当理解前面的总体描述和下面的详细描述都是示范性和解释性的，其用于提供对所要求保护的发明的进一步的说明。
下面的附图意在提供对本发明的进一步的理解，其结合于本说明书中并且构成其一部分，以表示本发明的一实施例，这些附图与其说明一起用来解释本发明的原理。
图中
图1是结合有按照本发明一实施例的一改进的传动比控制器的一连续变化的静液传动装置的一纵向片段视图；和图2是图1的改进的传动比控制器内所采用的一控制阀的一放大的片段视图。
这些附图中类似的参考标记表示相应的部件。
如图1所示，总体上由10表示的一连续变化的静液传动装置包括作为基本元件的由12表示的一壳体，其内支承有以大致端对端的关系共轴的一输入轴14和一输出轴16。输入轴的位于壳体外部的端部适于驱动地连接到一原动机(未示出)上，而输出轴的位于壳体外部的端部则适于驱动地连接到一负载(未示出)上。输入轴14驱动大体上由18表示的一液压泵装置。总体上由20表示的一液压马达装置以与泵装置18轴向相对的关系被固定到壳体12上。总体上由22表示的一楔形斜盘驱动地连接到输出轴的位于泵与马达装置之间的一位置，并且开设有通口，用于在泵与马达装置之间提供泵送液压流体的交换。总体上由24表示并且按照本发明的一实施例构造的一传动比控制器被连接到斜盘上，以转动地调节斜盘相对于输出轴线25的角度方位，从而设定输出轴速度至输入轴速度的传动比。
现更详细地参照图1，输入轴14的内部圆筒形端部与径向延伸的装载件26相连，其中装载件26安装有许多轴向突出的成角度地隔开的支柱28，每一支柱旋转地安装一泵活塞30，所述活塞在一环形泵缸体34的一独立的汽缸32内往复运动。活塞装载件26的一圆筒形延伸部分安装一环形的球形支承36，用于安装泵缸体34，以当泵装置18由输入轴14驱动而旋转时作旋进运动。
液压马达装置20基本上相当于液压泵装置18。但是，相当于旋转的泵活塞装载件26的一环形马达活塞装载件38通过一环形地排列的支柱40而被固定到壳体12上，这些支柱40也用于在其自由端旋转地安装马达活塞42。这些马达活塞在一马达缸体44内所设置的相应的汽缸43内往复运动，其中缸体44经一环形球支承46旋转地安装在马达活塞装载件上。由于马达装置20被固定到壳体12上，因此马达活塞42和马达缸体44不旋转。但是，马达活塞的球形支承到支柱40以及马达缸体到装载件38(之间)可适于马达缸体以与泵缸体相同方式的自动旋进运动。
可以参考上面引用的专利，以更详细地描述液压泵装置18和液压马达装置20。正如这些专利中也描述的，泵和马达缸体的相对的面被施压成与斜盘22的输入面22a和输出面22b滑动地接触。斜盘22的输入和输出面成锐角地进行角度定位，以提供楔形的斜盘形状。在斜盘的输入与输出面之间延伸的通口23与泵和马达汽缸的开口25相连通，从而液压流体在泵和马达装置之间被来回地泵送，以向斜盘产生静液输出扭矩。
仍然参照图1，输出轴16的延伸通过泵18和马达20液压装置以及斜盘22的中央开口的部分被形成为一空心的圆筒形部段16A。滚子轴承50用于支承输出轴部段16A，以与输入轴14共轴的关系旋转。输出轴部段16A的开口的内部由一堵塞52在该部段的内部终端处封闭，并且在其外端形成有由53表示的花键，以驱动地与实心输出轴16的内端相连。一枢轴销54横向地延伸通过输出轴部段16并且用于安装斜盘22，以绕与输出轴线25直交的一转动轴线作改变传动比的枢转运动。输出轴部段16A的靠近其内部终端处的轴向孔在枢轴销54的左侧提供一汽缸56，以滑动地容纳一致动活塞58。致动活塞58的左端面、汽缸56和堵塞52限定一腔60，该腔经63所示意地表示的一液压流体管路仅连接到斜盘的高压侧。在参考的专利US5423183和US5535589中公开了如何建立这样的一流体管路来从斜盘22的高压侧引出加压的液压流体的例子。虽然专利US5535589中的液压管路150被构造成仅连接到斜盘的低压侧或仅连接到斜盘的高压侧，但根据本发明，仅仅包括在US5535589专利中逆转流动方向的单向阀154。这里的流体管路63包括如63a所示的这样一单向阀。
如62所示，设有活塞环来防止液压流体从腔经致动活塞58泄漏。
在转销54的输出(右)侧，在固定的马达活塞装载件38的中央开口内安装有L形横截面的一套筒64，以提供一环形汽缸，从而滑动地容纳一环形致动活塞68。这样就在活塞68的右端面67与关闭汽缸66右端的套筒64的一径向壁69之间限定了一环形腔70。根据本发明的一特征，致动活塞68的右端面67的面积大于致动活塞58左端面59的面积。
致动活塞68的左端被切口，以容纳一推力轴承72的外环，而其内环则容纳在设置于一套环74的一相配的切口内，该套环74滑动地安装到输出轴部段16A上。环形腔70通过由76所示意地表示的一液压管路流体连接到大体上由78表示的一控制阀上，其中控制阀78更详细地公开于图2中。
由图1可进一步看出，在一三角形曲柄臂80的上端设有一孔80a，经该孔紧密配合地容纳枢轴销54，从而将曲柄臂转动地安装在输出轴部段16A内的与输出轴线25大致对齐的一中央位置。曲柄臂经输出轴部段16A内的一轴向细长槽79设置并且用于在其位于枢轴销54左侧的一第二顶端安装一销80b，在其位于枢轴销右侧的一第三顶端安装一销80c。以与曲柄臂80径向相对的关系设置的一轴向细长的驱动臂82在其左端装载一销82a，在其右端装载另一销82b。驱动臂82的上边缘形成有一切口82c，用于容纳形成在斜盘22上的一径向向内延伸的凸舌83，从而将驱动臂连接到斜盘上。驱动臂82经一轴向细长的槽81容纳在输出轴部段16A内，并且具有弯曲的一下边缘，该下边缘的轮廓与曲柄臂80的圆形上端一致，其中驱动臂82支承在曲柄臂80上。一对连杆84通过销85转动地相互连接，以提供一关节86，而它们的自由端形成有孔，以分别容纳驱动臂销82b和曲柄臂销80c。连杆88的圆弧形状允许其以靠近地隔开的关系沿输出轴部段16A的外周延伸。如图1所示，连杆84的关节86被设置成啮合致动活塞58的右面，并且连杆88的关节90被设置成啮合套环74的左边缘，其中套环74被推力垫圈72连接到致动活塞68上。
由下面的描述可以看出，可转动地相互连接的曲柄臂80、驱动臂82和连杆对84及88的几何结构提供能转化轴向力的机构，该机构将由致动活塞68和58产生的轴向力转化成放大的力矩，以在斜盘22上作用足够的力，从而将斜盘22推动到可无级变化传动比的角度位置，而不管斜盘的方位如何。
转向图2的放大视图，控制阀78包括连接到传动装置壳体12上的一阀体92并具有用于滑动地容纳一阀套96的一孔94。在孔94的表面内加工出一上环形腔穴98和一下环形腔穴100。一流体管路102的外部终端处与腔穴98流体相连，以给该腔穴供应从斜盘22的高压侧抽出的液压流体。在所引用的美国专利US5486142中公开了如何提供这样一流体管路的例子。腔穴100通过流体管路76连接到致动腔70内，其中流体管路76是通过在阀体92和马达活塞装载件38内所形成的一通道提供的。经阀套96的壁钻出的一口104在环形腔穴98与阀套内部97之间提供流体连通。经阀套96的壁还钻出一口106来在阀套内部与阀体孔94内的环形腔穴100之间提供流体连通。
一曲柄110在其上端通过一销111转动地安装到阀体92上。一连杆112通过一销113转动地连接到曲柄110的一下端上，而该连杆的自由端装载一销114，以转动地安装一柱销116的上端。该柱销的下端被夹持在一孔117内，其中该孔是在致动活塞68内钻出。曲柄110还包括一分叉的突出部分，其提供一槽118，以容纳一横向销119，其中该横向销装载在套96的下端。从该说明书可看出，致动活塞68被连接到阀套96上，从而该致动活塞的运动和定位对于在阀孔94内移动和定位阀套是有效的。总结一下阀78的结构描述，滑动地安装在阀套96内的是一阀柱120，其具有位于其下端的一圆柱形端座122和位于其上端的一圆柱形端座124。端座122用于打开和关闭阀套96内的口106，而端座124则仅用作一支承表面，以确保阀柱120在阀套96内同轴光滑地运动。为了改变阀柱120在阀套96内的轴向位置，将阀柱的上端连接到一导引螺钉126上，该导引螺钉由安装在阀体92上端的一步进电机128驱动。
从控制阀78的描述可以看出，当阀柱120穿经阀套96下移时，端座122就打开口106，使之与口104流体连通，从而环形腔穴98内存在的高压液压流体可以流入腔穴100内和经流体管路76而流入加压致动腔70内。相反，当阀柱120由步进电机128向上牵拉时，端座122打开口106，使得致动腔70通向在端座122下的阀套96之下端所存在的大气压内。
如前所述，图1内的致动腔60经流体管路62向存在于斜盘22高压侧的液压流体压力连续地加压。因此，当致动腔70通过阀78而被通向大气压时，腔60内的高流体压力就会在致动活塞58的表面59上作用足够的力，以向右驱动该活塞。致动活塞58的表面61驱动地啮合关节86，促使连杆84伸直。因此就在销82a上施加了一大致向上的力，和在销82b上施加了一大致向下的力。曲柄臂80在转销54上沿逆时针方向自由地转动，而驱动臂82则沿顺时针方向摆动，促使斜盘22沿顺时针方向枢转，以增大传动比。与此同时，当曲柄臂80沿逆时针方向转动时在转销80c上施加一大致向上的力，并且当驱动臂82沿顺时针方向摆动时在销82c上施加一大致向下的力。由此促使连杆88缩折(折叠)，在关节90上产生一向右的力，进而经套环74和推力轴承72沿向右的方向驱动致动活塞68。由于腔70被通向大气压，因此致动活塞68对于致动活塞58沿顺时针方向推动斜盘22来增大传动比时的轴向驱动力几乎不产生阻力。
为了降低传动比，通过步进电机128向下移动阀柱120来打开口106，从而经流体管路102、腔穴98和口104使致动腔70被加压到在斜盘的高压侧存在的液压流体压力。虽然此时致动腔60和70被加压到同样的高流体压力，但作用于致动活塞68上的向左的力大于作用于致动活塞58上的向右的力，因为致动活塞68的表面67的面积大于致动活塞58的表面59的面积。因此，由致动活塞68作用于关节90上的轴向力大于由致动活塞58作用于连杆84的关节86上的向右的力。当向左驱动关节90时，连杆88被伸直，以在销82b上施加一大致向上的力和在销80c上施加一向下的力。曲柄臂80沿顺时针方向转动，以在销80b上施加一大致向上的力，而作用于销82b上的大致向上的力则沿逆时针方向摆动驱动臂82，以在销82a上作用一向下的力。连杆84缩折，沿向左的方向驱动关节86，进而当斜盘22沿逆时针方向被推动时驱动活塞58，以减少传动比。
通过利用连杆84和88以及驱动臂82和曲柄臂80彼此转动地相互连接的几何关系，由致动活塞58和68在关节86和90上产生的轴向力将在驱动臂和曲柄上产生垂直力，该垂直力等于从连杆到输出轴轴线25的角度的正切。因此，例如如果连杆88到轴线25的角度等于75°，如图1所大约地示出，则当连杆88伸直时作用于销82b和80c上的垂直力等于一75°角的正切乘以由致动活塞68施加于关节90上的向左的轴向力。因此，由致动活塞68施加的轴向力被转化为作用于销80c和82b上的垂直力，该垂直力被放大了3.732倍。随着连杆88到输出轴线25的角度接近90°，该力放大系数增大。与此同时，由曲柄臂80和驱动臂82传递给销80b和82a的相对的大致垂直的力促使连杆84缩折。关节86上的一轴向力(当这些连杆到轴线25的角度大于45°时该力被放大)向左驱动致动活塞86。通过利用本发明的该力放大特征和致动活塞68的较大的表面面积，可以使由该活塞产生的轴向推动力足够地强大，不仅可克服致动活塞58，而且在斜盘上产生充足的向下推动力矩，以减少传动比而与斜盘的角度方位无关。将可理解，在某些操作条件下，由曲柄臂80作用的趋于缩折连杆84的力可在销82a上产生一大致向下的力，其中销82a向斜盘补充由驱动臂80施加的向下推动力。
作为本发明的一附加特征，由致动活塞58和68产生的轴向推动力被转换成相反方向的大致垂直的力，该力虽然幅度放大了，但在关节85和89处相互抵消。因此，施加于斜盘22上的推动力不会造成作用于输出轴上的弯曲力矩。
回到图2，由一车辆驾驶员经步进电机128的控制而设定的阀柱120在阀套96内的轴向位置建立斜盘22一所需的角度方位(传动比)。当控制阀78的元件在图2所示的位置时，就建立了任何特定的传动比。可看出端座122阻塞口106，因此阻断了液压流体流入和从致动腔70流出。因此致动腔70内的流体压力确保为能足以在致动活塞上产生一力的值，该力能精确地平衡由致动腔60内的液压流体压力施加给致动活塞58上的力。这些平衡的相反方向的力在斜盘22上产生平衡的相反的力矩，以有效地保持斜盘22一所需传动比设置的角度方位。由于活塞表面67的面积大于活塞表面59的面积，因此用于保持一传动比设置所需的致动腔70内的流体压力将低于致动腔60内的流体压力。
当步进电机响应车辆驾驶员的指令被致动来向下驱动阀柱120、以降低传动比(降低车速)时，口106就被端座122打开，从而致动腔70内的液压流体压力可以增大到斜盘22的高压侧所具有的值，即等于致动腔60内的流体压力。由于致动活塞68较大的表面面积，因此活塞被向左驱动，从而向下推动斜盘22。由于由连杆112和曲柄110提供了反馈路径，因此致动活塞68的向左运动被转换成阀套96的向下运动。当斜盘向下推动到由阀柱120被压下的位置所控制的传动比设置位置时，阀套96就被向下牵拉，从而口106被端座122完全阻断。然后致动腔70与口104及斜盘22的高压侧隔开，将腔70内的流体压力保持在一值，该值足以在致动活塞68上作用一向左的轴向力，以抵消由致动腔60内的流体压力作用于致动活塞58上的向右的轴向力。由此保持了由驾驶员指示的斜盘向下推动的传动比设置。
相反，当驾驶员指示一增大的速度时，步进电机就向上拉动阀柱120到一升高的位置。端座122再次打开口106，但在该情况中，致动腔70经阀套96的打开的下端而被通向大气压力。然后由致动腔60内的高流体压力而可以使致动活塞58向上推动斜盘22和向右驱动致动活塞68。因此阀套96经连杆112和曲柄110的反馈运动而向上驱动，直到端座122再次完全阻断口106来隔离致动腔70为止。致动活塞58和68的轴向力再次被抵消，以保持由驾驶员指示的斜盘新的较高的传动比位置。
由前述描述可看出，阀柱120根据驾驶员的传动比设置指令而定位，并且阀套96的运动经由致动活塞68、连杆112和曲柄110所提供的反馈机构而跟踪斜盘22的运动，以指明何时已满足驾驶员的传动比设置指令。还可注意到仅一个腔、即致动腔70内的流体压力被控制，以向上和向下推动斜盘22，和以保持斜盘的传动比设置。由于致动腔60被连续地流体连接到斜盘22的高压侧，并且随同致动活塞58一起被包含在输出轴部段16A内，因此由流体管路62所强加的高PV(压力/速度)流体密封措施就可被取消。由于致动腔70位于传动装置的液压马达装置侧，此处的元件是固定的，因此以1996年2月28日提交的共同转让的未审结的专利申请第089/608389号所述的方式对流体管路76和102的流体密封就几乎无关紧要了。
应当理解由步进电机128定位的阀柱可以由响应于驾驶员输入和传动装置10的各种操作参数(例如液压流体压力、输入轴速度和输出轴速度)的电子数字处理电路来控制。步进电机128的每次旋转或部分旋转(步距)将促使阀柱96一有限的运动，进而给斜盘冲程产生一有限的增量。因此，可以极其精确地获得斜盘的传动比设置。当步进电机未步进时，阀柱120就静止，这正是斜盘22的传动比设置角度位置。
显然本领域的普通技术人员可以对本发明的连续变化的静液传动装置和所述结构作各种修改和变化，而不脱离本发明的范围或实质。通过参考说明书和实践在此所公开的本发明，本发明的其它实施例对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。例如，可以将致动活塞58和68两者设置在输出轴部段16A内部，或者设置成同轴地环绕输出轴部段的环形元件。因此本说明书和附图仅用于示范，本发明的实际范围和实质将由权利要求书指明。
权利要求
1.一种可连续变化的静液传动装置，组合包括一壳体；支承在该壳体内的一输入轴；支承在该壳体内并具有一轴线的一输出轴；由输入轴驱动的一液压泵装置；被固定到壳体上的一液压马达装置；设置在液压泵和马达装置之间的一楔形斜盘，并且该斜盘包括通口，以容纳在液压泵和马达装置之间泵送的液压流体；一连接器，其以扭矩相连的关系将斜盘枢转地连接到输出轴上；和一传动比控制器，该控制器包括相连的一第一腔，以容纳加压的液压流体，一第一活塞，该活塞的一第一表面面积暴露于第一腔内的加压的液压流体，相连的用以容纳加压的液压流体的一第一腔，一第二活塞，该活塞的一第二表面面积暴露于第二腔内的加压的液压流体，该第二表面面积大于第一表面面积，和连接到斜盘上的一连杆机构，该机构由第一活塞沿一第一方向通过第一腔内的加压的液压流体的驱动而作用于斜盘上，以产生使斜盘沿一第一传动比改变的方向转动的一第一力矩；和由第二活塞沿与第一方向相反的一第二方向通过第二腔内的加压的液压流体的驱动而作用于斜盘上，以产生使斜盘沿一第二传动比改变的方向转动的一第二力矩。
2.如权利要求1所述的传动装置，其特征是第一和第二活塞至少其一设置在输出轴内部。
3.如权利要求1所述的传动装置，其特征是第一和第二活塞至少其一被设置成同轴地环绕输出轴的一环形元件。
4.如权利要求1所述的传动装置，其特征是第一腔和第一活塞设置在输出轴内部，而第二腔和第二活塞则被设置成同轴地环绕输出轴的一环形元件。
5.如权利要求1所述的传动装置，其特征是仅仅第一腔流体地连接到斜盘的一高压液压流体侧，并且传动比控制器还包括一控制阀，其用于选择地控制第二腔内的液压流体压力。
6.如权利要求5所述的传动装置，其特征是控制阀被选择地定位(1)关闭第二腔，以禁止第一和第二活塞沿其相应的第一和第二方向的被驱动，由此保持斜盘的一传动比设置角度位置；(2)泄放第二腔，从而允许第一活塞沿第一方向被驱动，以沿第一传动比改变的方向转动斜盘；和3)将第二腔连接到斜盘的高压液压流体侧，从而产生第二活塞沿第二方向的被驱动运动，以沿第二传动比改变的方向转动斜盘。
7.如权利要求6所述的传动装置，其特征是控制阀包括一阀体，其具有一细长孔和在轴向隔开位置于该孔的一表面内形成的第一和第二轴向细长的腔穴，一第一通道将该第一腔穴连接到斜盘的高压液压流体侧，和一第二通道将该第二腔穴连接到第二腔；一细长的阀套，其设置在孔内并具有向第一腔穴打开的一第一径向口和向第二腔穴打开的一第二径向口；和一阀柱，其滑动地容纳在阀套内并具有用于打开和关闭第二口的一端座。
8.如权利要求7所述的传动装置，其特征是传动比控制器还包括一个连接的致动器，用于根据一驾驶员选择的传动比设置来调节阀套内的阀柱的一轴向位置。
9.如权利要求8所述的传动装置，其特征是传动比控制器还包括一反馈连杆，该连杆将第二活塞与阀套相互连接，以根据斜盘的传动比设置的一角度位置轴向地定位阀体内的阀套。
10.如权利要求9所述的传动装置，其特征是阀套包括一排泄开口，当该阀柱由致动器轴向地定位、以在斜盘上沿第一传动比改变的方向产生转动时，其通过阀柱与第二口流体相连。
11.如权利要求1所述的传动装置，其特征是连杆机构具有一几何效果，以将由第一和第二活塞在沿其相应的第一和第二方向驱动时施加于连杆机构上的轴向力转化成放大的第一和第二力矩，以分别沿第一和第二传动比改变的方向转动斜盘。
12.如权利要求11所述的传动装置，其特征是连接器包括一横向枢轴销，其被固定到输出轴上并具有与输出轴的轴线相交的一转动轴线，并且其中连杆机构包括一轴向细长的驱动臂，其在径向地离开转动轴线的一位置连接到斜盘上，还具有分别在相对的轴向与转动轴线隔开设置的第一和第二连接点，一曲柄臂由枢轴销以与驱动臂大致径向相对的关系转动地安装，并且具有分别在相对的轴向与转动，轴线隔开设置的第一和第二连接点，一对第一细长连杆，其在相应的一端转动地相互连接，以产生一第一关节，并且具有分别转动地连接到驱动臂和曲柄臂的第一连接点上的自由端，和一对第二细长连杆，其在相应的一端转动地相互连接，以产生一第二关节，并且具有分别转动地连接到驱动臂和曲柄臂的第二连接点上的自由端，从而当沿第一轴向驱动时，由第一活塞施加在第一关节上的轴向力伸直第一连杆和缩折第二连杆，以沿第一轴向驱动第二活塞，并且将放大的第一力矩施加到斜盘上；而当沿第二轴向驱动时，由第二活塞施加在第二关节上的轴向力伸直第二连杆和缩折第一连杆，以沿第二轴向驱动第一活塞，并且将放大的第二力矩施加到斜盘上。
13.如权利要求12所述的传动装置，其特征是第一腔和第一活塞设置在输出轴的内部，而第二腔和第二活塞被设置成同轴地环绕输出轴的环形元件。
14.如权利要求13所述的传动装置，其特征是仅仅第一腔流体地连接到斜盘的一高压液压流体侧，并且其中传动比控制器还包括一控制阀，其用于选择地控制第二腔内的液压流体压力。
15.如权利要求14所述的传动装置，其特征是控制阀被选择地定位(1)关闭第二腔，从而禁止第一和第二活塞沿其相应的第一和第二方向的被驱动，由此保持斜盘的一传动比设置角度位置；(2)泄放第二腔，从而允许第一活塞沿第一方向被驱动，以沿第一传动比改变的方向转动斜盘；和3)将第二腔连接到斜盘的高压液压流体侧，从而产生第二活塞沿第二方向的驱动运动，以沿第二传动比改变方向的转动斜盘。
16.如权利要求15所述的传动装置，其特征是控制阀包括一阀体，其具有一细长孔和在轴向隔开位置于该孔的一表面内形成的第一和第二轴向细长的腔穴，一第一通道将该第一腔穴连接到斜盘的高压液压流体侧，和一第二通道将该第二腔穴连接到第二腔；一细长的阀套，其设置在孔内并具有向第一腔穴打开的一第一径向口和向第二腔穴打开的一第二径向口；和一阀柱，其滑动地容纳在阀套内并具有用于打开和关闭第二口的一端座。
17.如权利要求16所述的传动装置，其特征是传动比控制器还包括连接的一个致动器，用于根据一驾驶员选择的传动比设置来调节阀套内的阀柱的一轴向位置。
18.如权利要求17所述的传动装置，其特征是传动比控制器还包括一反馈连杆，该连杆将第二活塞与阀套相互连接，以根据斜盘的传动比设置的一角度位置轴向地定位阀体内的阀套。
19.如权利要求18所述的传动装置，其特征是阀套包括一排泄开口，当该阀柱由致动器轴向地定位、以在斜盘上沿第一传动比改变的方向产生转动时，其通过阀柱与第二口流体相连。
全文摘要
为了控制一可连续地变化的静液传动装置的传动比,该传动装置包括一输入轴(14)、一输出轴(16)、由输入轴(14)驱动的一液压泵装置(18)、被固定的一液压马达装置(20)、和一楔形斜盘(22),其被可驱动地转动连接到输出轴(16)上并且被定位成在泵和马达装置(18,20)之间容纳泵送的液压流体交换。设置一传动比控制器,其具有一对液压致动的不同尺寸的活塞(58,68),这对活塞由一连杆机构相连,以沿相反的传动比改变的方向转动斜盘(22)。较小的活塞(58)被设在输出轴(16)内部,而较大的活塞(68)呈一环形形状,其同轴地环绕输出抽(16)。连杆机构具有一几何作用,以将由活塞(58,68)施加的轴向力转化成作用在斜盘(22)上的放大的传动比改变力短。传动比控制器还包括一控制阀(78),其被选择地定位来改变作用于较大活塞(68)上的液压流体压力,从而设定一传动比和也确定斜盘转动的传动比改变的方向。
文档编号F16H39/10GK1260866SQ98806211
公开日2000年7月19日 申请日期1998年4月24日 优先权日1997年4月25日
发明者R·F·拉金 申请人:通用动力地面系统公司