[其他]轴向变量变扭器及静液传动

说明书

本发明是关于轴向变量变扭器及静液传动的发明，属于液力传动技术领域。

现在车辆中普遍使用的液力-机械传动具有能够自变矩的突出优越性能，且机件寿命长。主要缺点有三：一是传动效率较低，二是结构复杂、造价高昂，三是功率不能逆传。三项缺点根源于涡流式液力变扭器（泵轮、导轮、涡轮三基本元件变扭器），这种变扭器仅在很窄速比范围内效率较高，速比偏离该范围效率即迅速下降，不得不串以机械变速器、离合器及主减速器。涡流式液力变扭器不能反传功率。本发明旨在提出优越的轴向变量变扭器，从而造成新型的车辆静液传动系统，使液力传动的长处进一步增进，三项缺点基本得到克服。

变量容积泵能在很宽的变量范围内基本保持高效率，但往复式变量泵造价高昂，又对油内尘粒极为敏感。迴转式容积泵（主要是齿轮泵及叶片泵）造价较低，尤其是齿轮泵造价低廉，且对油内尘粒不敏感。目前，齿轮泵只是定量泵;叶片泵中仅单作用式的可以是变量泵，但单作用叶片泵的性能参数较劣。因此，首先要造出结构简单的变量双作用叶片泵，尤其是变量齿轮泵。

只要改变迴转容积泵的工作容积沿迴转轴线的工作长度L即可相应正比例地改变泵的每转排量。设想有一滑件，它随泵的迴转部分一起转动，但相对迴转部分可沿轴向滑动，前滑则侵占了部分工作容积，使工作容积减少;后滑则让出工作容积，使之增大。本发明称这样的滑件为“变容件”。使用变容件来改变工作长度L从而改变迴转容积泵的每转排量，就形成“轴向变量泵”，再带动定量油马达（或定量泵带动轴向变量马达），就形成“轴向变量变扭器”。

轴向变量齿轮泵的原理及它的一个基本结构可参看图1。

输入轴1与主动齿轮3一起转动，带动与之啮合的从动齿轮11，转向如B-B剖视图中所示（齿轮上未画剖面线），在径向密封块7、12及固定端板8（与外壳一体）、滑动端板5及变容件10、4的密封作用下，将油从低压区l泵至高压区h，油从开在壳体8上的宽大入口9流入从宽大出口23流出。变容件10是个套在齿轮11上的内齿环，与齿轮一起转动，一侧与齿轮的一周径向间隙内装有一圈密封材料24，构成对齿轮齿隙的轴向密封，见放大图Ⅰ和Ⅱ。变容件与齿轮的接触在大部分轴向长度上是刚性的，以保证定位并支承。从放大图Ⅰ可看出，变容件10有一个凸缘，用以承受油压并做密封，变容件4的结构也是这样的，套在齿轮3上，在滑动端板5内转动。2，14、15是滚针轴承。滑动端板5可与齿轮11、径密块7一起沿轴向滑动，并与变容件4，径密块7、12、密封材料6、13一起形成右端轴向密封。滑动端板5左推时，齿轮11随之左移，变容件10相对齿轮11右滑，变容件4则左滑，两齿轮啮合长度即泵的工作长度L缩短，泵的每转排量随之线性降低，而效率维持不变。滑动端板左移至与固定端板贴合时，L＝0，泵的排量为零，泵对油路相当于一个闭死的阀门，而输入轴空转。反之，滑动端板5右移到头时，工作长度L达到最大，泵的每转排量达到最大。这样，轴向移动滑动端板5，即可使泵从零到最大无级变量。滑动端板的每一位置，都相当于一个齿轮宽度等于L的齿轮泵，效率基本不随L改变。

径密块7、12靠壳体的背部与壳体间有凹凸配合的槽和凸缘，防止径密块在高压区油压作用下向低压区滑移，背部还开有一些通高压区的槽，引入高压油以平衡齿隙高压油的径向压力，使滑动端板能被轻快推动，并使径密块与齿轮之间在密封材料6、13的弹性及高压油的作用下得到径向间隙补偿。上述槽、凸缘等图1略去未画。径密块与固定、滑动端板间的周遭间隙也被密封材料密封。

图A-A中，与壳体一体的隔板8将高、低压区隔开。利用现有技术很容易解决齿轮与端板间的轴向间隙补偿。图1中特别说明的是，该泵作变扭器在车辆上用时，其输入轴与传动轴21相接，利用传动轴上适应轴向伸缩的花键套，装上小弹簧22，即可对齿轮3作轴向间隙补偿。