[實用新型]一種基于壓力控制的機液復合傳動系統

有效

• 申請號: 201720648768.9
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN207018464U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 王峰;張浩翔;邁克爾·古斯特;金·斯特爾森
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16H47/02
• 分類號: F16H47/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林超

技術領域

本實用新型涉及一種靜液壓傳動裝置，尤其是涉及了一種基于壓力控制的機液復合傳動系統。

背景技術

傳統的靜液壓傳動技術由于其功率重量比高，結構緊湊，易實現較大扭矩等一系列優點被廣泛應用于工程機械領域。然而受制于目前液壓泵馬達元件的效率，靜液壓傳動系統的整體效率普遍不高，尤其在較低負載工況下，液壓變量元件的效率隨著排量的減小而大幅下降。為了提高靜液壓傳動技術的優勢，在系統層面，通過采用液壓蓄能器構成液壓混合動力系統，實現制動能量回收和啟動動力輔助；在元件層面，通過對元件內部結構的改進來提高液壓泵馬達在較低排量下的效率。此外，將靜液壓傳動和齒輪傳動結合，構成機液傳動，能夠集靜液壓傳動的無級調速功能與齒輪傳動的高效于一體，有效地彌補了兩種傳動方式各自的不足。但采用行星齒輪系的機液傳動由于其結構相對復雜，因此成本較高。

實用新型內容

針對技術中的上述問題，本實用新型提出了一種基于壓力控制的機液復合傳動系統，可實現升速和降速功能，實現與負載所需轉速和扭矩的匹配。與傳統靜液壓傳動相比，省去了液壓泵馬達元件中的重復組件及管路連接，因此結構更簡單，傳動效率更高。

本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型包括變量泵/馬達單元、新型液壓變速器和液壓油箱，新型液壓變速器具有兩個油液口、輸入軸和輸出軸，輸入軸到輸出軸之間通過液壓結構傳動帶動；變量泵/馬達單元為通軸式，變量泵/馬達單元具有兩個油液口、輸入軸和輸出軸，變量泵/馬達單元的輸入軸和輸出軸為同步傳動的同軸固定連接關系；變量泵/馬達單元的輸入軸作為所述機液復合傳動系統的輸入軸，變量泵/馬達單元的輸出軸與新型液壓變速器的輸入軸通過聯軸器同軸固定連接，變量泵/ 馬達單元的輸出軸作為所述機液復合傳動系統的輸出軸；變量泵/馬達單元和新型液壓變速器的一個油液口連接相通，變量泵/馬達單元和新型液壓變速器的另一個油液口均連接到液壓油箱。

所述的新型液壓變速器采用增設一個輸出軸、定子浮動且連接到輸出軸的雙作用式葉片泵。

雙作用式葉片泵原有一個定子和轉子，定子固定且未連接有軸，轉子轉動且連接有軸，本實用新型對雙作用式葉片泵進行改進，改進區別在于設置輸出軸，使其定子浮動且連接到輸出軸。除了定子和輸入輸出軸改進外，雙作用式葉片泵還有增加了一個油液口。

雖然作了上述改進，新型液壓變速器實際上是機械傳動和油液壓力之間的轉換，其本質上是一個液壓變速器而非液壓泵。

通過變量泵/馬達單元的工作模式的不同控制新型液壓變速器中兩個油液口的油液流入流出的轉換，以及變量泵/馬達單元斜盤傾角的變化實現所述機液復合傳動系統的輸入軸和輸出軸之間的調速。

當所述的變量泵/馬達單元工作在變量泵模式下時，輸入軸原有的輸入扭矩輸入到變量泵/馬達單元，變量泵/馬達單元輸出軸的輸出扭矩經聯軸器機械傳遞到新型液壓變速器的輸入軸，同時變量泵/馬達單元輸出流量到新型液壓變速器，驅動新型液壓變速器產生正扭矩并疊加到機械傳遞獲得的扭矩上，使得新型液壓變速器的輸出轉速高于輸入轉速，實現升速。

當所述的變量泵/馬達單元工作在變量馬達模式下時，新型液壓變速器輸出流量到變量泵/馬達單元，驅動液壓馬達產生正扭矩并和輸入軸原有的輸入扭矩一起經聯軸器機械傳遞到新型液壓變速器的輸入軸上，使得新型液壓變速器的輸出轉速低于輸入轉速，實現降速。

所述的新型液壓變速器兩端的轉速差和輸出流量的油液口的流出流量具有以下關系：

Q＝D(ω_i-ω_o)＝D·Δω

其中Q為壓力控制端的流量，D為新型液壓變速器的排量，ω_i為輸入軸轉速，ω_o為輸出軸的轉速，Δω為輸入輸出轉速差。

所述的新型液壓變速器的輸出扭矩和輸出流量的油液口的壓力具有以下關系：

T＝D·p

其中T為輸出軸的扭矩，D為新型液壓變速器的排量，p為壓力控制端壓力。

本實用新型的有益效果是：

與傳統靜液壓變速器通過改變變量元件排量實現調速不同，新型液壓變速器通過控制壓力控制端的壓力實現不同的輸出軸轉矩，從而實現調速功能。