一种静液压传动装置

技术领域

本申请涉及液压系统技术领域，更具体地说，涉及一种静液压传动装置。

背景技术

传统静液压传动装置一般采用变量柱塞泵和定量柱塞马达，在工作过程中，通过改变变量柱塞泵的流量改变了定量柱塞马达的输出转速，起到无级变速目的。

该种结构的静液压传动装置在实际应用中，当工况出现变化时，只能通过更换机械档位的方式，来调整输出扭矩。然而主机载荷变化较多，频繁机械换挡来使定量柱塞马达的输出扭矩与负载匹配的操作难度大，使得系统持续处于低效率状态。

综上所述，如何提供一种能够根据负载自动调整输出扭矩的静液压传动装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种静液压传动装置，其通过变量活塞腔和柱塞腔两个变量缸控制斜盘的角度，使得在负载增大的情况下斜盘的角度可以随之增大，从而达到减速增扭的效果。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种静液压传动装置，包括：

变量马达，包括斜盘、柱塞和柱塞腔；

变量柱塞泵，所述变量柱塞泵的液压油出口与所述变量马达的柱塞腔的进口通过供油流道连接；

变量活塞腔，内部设有抵推所述斜盘的变量活塞；

控制阀，具有阀芯、与供油流道连接的进口以及与所述变量活塞腔连接的工作口，所述阀芯根据所述控制阀的进口的压力调节所述工作口的流量，以使所述斜盘的角度与所述变量马达的负载呈正相关。

可选的，所述变量柱塞泵为双向泵，所述变量柱塞泵的两个出口分别设有一所述供油流道，所述控制阀的进口通过双向阀与两个所述供油流道同时连接。

可选的，所述变量活塞腔至少有两个，全部所述变量活塞腔沿所述斜盘的周向间隔分布。

可选的，还包括阀体，所述变量柱塞泵和所述变量马达安装于所述阀体的内部。

可选的，所述阀体内部设有至少两个用于支撑所述斜盘的支撑销，所述支撑销包括柱体和半球状的支撑头，所述支撑头与所述斜盘球铰连接。

可选的，所述供油流道中设有高压溢流阀。

可选的，所述控制阀为二位三通阀，所述控制阀还具有连接油箱的回油口；当所述控制阀打开，所述控制阀的进口与所述工作口连通；当所述控制阀关闭，所述控制阀的进口关闭，且所述回油口与所述工作口连通；所述控制阀在由打开状态切换至关闭状态的过程中，所述控制阀的进口的开度逐渐减小。

可选的，所述控制阀为常开阀，所述变量活塞与所述斜盘的薄端相连。

可选的，所述控制阀为常闭阀，所述变量活塞与所述斜盘的厚端相连。

通过上述方案，本申请提供的静液压传动装置的有益效果在于：

本申请提供的静液压传动装置包括变量马达、变量柱塞泵、变量活塞腔以及控制阀，变量马达包括斜盘、柱塞和柱塞腔；变量柱塞泵的液压油出口与变量马达的柱塞腔的进口通过供油流道连接，由变量柱塞泵为变量马达的柱塞腔提供液压油；变量活塞腔的内部设有抵推斜盘的变量活塞；控制阀具有阀芯、进口和工作口，其中，进口与供油流道连接，工作口与变量活塞腔连接，阀芯能够根据控制阀的进口的压力调节工作口的流量，使得斜盘的角度与负载呈正相关。

上述结构的静液压传动装置中，斜盘的角度由两个变量缸共同决定，一个变量缸是变量活塞腔，另一个变量缸是变量马达的柱塞腔。在工作过程中，当变量马达的负载增大，供油流道的压力会随之增大，使得控制阀的进口的压力增大，此时阀芯在压力的作用下调节自身的位置，来调节控制阀的工作口的流量，工作口流量的变化会改变变量活塞腔的液压油体积，进而调整变量活塞的位置，最终斜盘角度随供油流道压力的增大而增大，斜盘角度增大可以实现减速增扭的效果。

本申请提供的静液压传动装置中的斜盘受到两个不同面积变量缸的作用力，通过控制阀可以控制斜盘绕支撑销旋转至任意角度，从而控制变量马达的排量，即可实现变量马达根据负载的变化自动变量，来匹配外界负载需要的扭矩的功能，达到负载增大后变量马达自动减速增扭的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种静液压传动装置的液压原理图；

图2为本申请实施例提供的一种静液压传动装置的结构示意图。

图中的附图标记为：

1补油泵、2变量柱塞泵、3滤清器、4低压溢流阀、5变量马达、6变量活塞、7控制阀、8双向阀、9高压溢流阀、10柱塞、11支撑销。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1和图2，本申请提供的静液压传动装置包括：变量马达5、变量柱塞泵2、变量活塞腔、变量活塞6以及控制阀7。

变量马达5包括斜盘、柱塞10和柱塞腔，斜盘一端厚一端薄，斜盘的一侧设置柱塞腔，斜盘的另一侧设置变量活塞腔。

变量柱塞泵2的液压油出口与变量马达5的柱塞腔的进口通过供油流道连接。通过改变变量柱塞泵2的流量可以改变变量马达5的输出转速，达到无级变速目的。

变量活塞腔为一个朝向斜盘的腔体结构，变量活塞腔为变量活塞6提供活动空间。

变量活塞6可滑动的设置在变量活塞腔的内部，通过调整变量活塞腔的液压油的体积，可以调整变量活塞6的位置。同时变量活塞6与斜盘贴合并对斜盘进行限位。

控制阀7具有阀芯、进口和工作口；其中，控制阀7的进口与供油流道连接，工作口与变量活塞6所在的变量活塞腔连接。阀芯在供油流道的压力的作用下会移动到对应的位置，进而改变工作口的流量，使得斜盘的角度与变量马达5的负载呈正相关。控制阀7可以具体采用HA恒压控制阀。

进一步的，在一种实施例中，变量柱塞泵2为双向泵，变量柱塞泵2的两个出口分别设有一供油流道，控制阀7的进口通过双向阀8与两个供油流道同时连接。具体的，变量柱塞泵2的进口和出口可变，液压油可以从两个方向流出。由于变量柱塞泵2的进口和出口均连接有供油流道，为了避免变量柱塞泵2的进口和出口直接连通，需要在二者之间设有双向阀8，来提供一定的背压。采用该种方案，变量马达5的输出轴可以根据实际需求进行正转和反转。

进一步的，在一种实施例中，变量活塞腔至少有两个，全部变量活塞腔分布在斜盘的同一侧，且沿斜盘的周向间隔分布，多个变量活塞腔可以提高斜盘受力的稳定性。

进一步的，在一种实施例中，静液压传动装置还包括阀体，变量柱塞泵2和变量马达5安装于阀体的内部。具体的，变量柱塞泵2和变量马达5集成在一个阀体中，阀体内部开设相应的流道作为供油流道、变量活塞腔等腔道使用。

进一步的，在一种实施例中，阀体内部设有支撑销11，支撑销11用于支撑斜盘，支撑销11包括柱体和半球状的支撑头，支撑头与斜盘球铰连接。支撑销11的数量至少有两个，若支撑销11具体设置两个，则斜盘绕两个支撑销11连线的中点进行转动。

进一步的，在一种实施例中，控制阀7为二位三通阀，控制阀7还具有连接油箱的回油口。当控制阀7的阀芯移动至第一工作位置，控制阀7打开，控制阀7的进口与工作口连通；当控制阀7的阀芯移动至第二工作位置，控制阀7关闭，控制阀7的进口关闭，且回油口与工作口连通；在控制阀7的阀芯由第一工作位置移动至第二工作位置的过程中，控制阀7的进口的开度逐渐减小，类似的，当控制阀7的阀芯由第二工作位置移动至第一工作位置的过程中，控制阀7的进口的开度逐渐增大。阀芯位置的变化会使进口的开度逐渐变化，实现对工作口流量的线性调整，使得变量马达5的斜盘可以停在任一位置。

在实际应用中，控制阀7的种类和变量活塞6的位置可以根据实际情况进行设计。

例如，在一种实施例中，控制阀7为常闭阀，变量活塞腔设于斜盘的厚端，变量活塞6与斜盘的厚端相连。具体的，阀体在静态下处于关闭状态，当供油流道压力增大后，阀体逐渐切换为打开状态。在工作过程中，阀体先处于关闭状态，斜盘仅在柱塞腔的作用下倾斜一定角度，随着负载的增大，供油流道压力随之增大，控制阀7的进口的开度逐渐增大，经过控制阀7进入变量活塞腔的液压油增多，变量活塞6在对斜盘的作用力增大，斜盘倾角增大。

再例如，在另一种实施例中，控制阀7为常开阀，变量活塞腔设于斜盘的薄端，变量活塞6与斜盘的薄端相连。具体的，阀体在静态下处于打开状态，当供油流道压力增大后，阀体逐渐切换为关闭状态。在工作过程中，阀体先处于打开状态，供油流道中的压力油经过控制阀7，而后进入变量活塞腔中，推动变量活塞6移动到一定位置，此时变量活塞6与柱塞腔的作用力达到平衡后，斜盘稳定在一个角度。而后，随着负载的增大，供油流道压力随之增大，控制阀7的进口的开度逐渐减小，进入变量活塞腔的液压油减少，变量活塞6在压差的作用下背离斜盘移动，斜盘倾角增大。

进一步的，对于控制阀7为常开阀的情况，在一种实施例中，变量活塞腔的截面积与油压的乘积为作用力，斜盘的转动中心至变量活塞腔的距离为力臂，该作用力与该力臂的乘积为柱塞10对斜盘作用力矩的1.05至1.1倍。

可以理解的，在实际应用中，静液压传动装置还可以根据需求配备其他部件。例如，可以设置补油泵1为变量柱塞泵2提供补油；可以设置低压溢流阀4为补油泵1提供补油背压；可以设置滤清器3对整个闭式系统的油液进行过滤，保证油液清洁度；可以在供油流道中设有与油箱连接的高压溢流阀9，对整个系统起安全保护作用。

由上述实施方式可以见，本申请提供的静液压传动装置的有益效果在于：

本申请将现有技术中的定量马达修改为变量马达5，斜盘承受两个变量缸的作用力，一个变量缸为由控制阀7自动控制的变量活塞腔，另一个变量缸为变量马达5的柱塞腔。当静液压传动装置工作过程中因外负载导致系统工作压力升高时，控制阀7在油压的作用下自动调整阀芯的位置，进而调整经过控制阀7后进入变量活塞腔的液压油量，最终变量活塞6和柱塞的作用力达到新的平衡，使得斜盘的角度增大。因此，静液压传动装置工作过程中能根据外界负载要求自动变速变扭矩，静液压传动装置保持在效率最佳区间工作，节能环保，工作效率高。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的静液压传动装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。