一种基于压力控制的机液复合传动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于压力控制的机液复合传动系统。包括变量泵/马达单元、新型液压变速器和液压油箱，新型液压变速器具有两个油液口、输入轴和输出轴，输入轴到输出轴之间通过液压结构传动带动；变量泵/马达单元为通轴式，变量泵/马达单元与新型液压变速器的输入轴同轴连接，变量泵/马达单元和新型液压变速器的一个油液口连接相通，变量泵/马达单元和新型液压变速器的另一个油液口均连接到液压油箱。本系统可实现升速和降速功能，与负载所需转速和扭矩相匹配。与传统静液压传动相比，省去了液压泵控马达系统中的重复组件及管路连接，因此结构更简单，传动效率更高。

A kind of hydraulic compound transmission system based on pressure control

The utility model discloses a hydraulic compound transmission system based on pressure control. Including the variable pump / motor unit, hydraulic transmission and hydraulic oil, hydraulic transmission has two oil port, the input shaft and the output shaft, the input shaft to the output shaft is driven by hydraulic transmission between structure; variable pump / motor unit for shaft type, variable pump / motor unit with hydraulic transmission the input shaft is coaxially connected, variable pump / motor unit and an oil hydraulic transmission port is connected to another variable oil pump / motor unit and hydraulic transmission ports are connected to the hydraulic oil tank. The system can achieve speed and speed reduction functions, matching the required speed and torque of the load. Compared with the traditional hydraulic drive, eliminates the need for repeated assembly and the pipeline of the hydraulic pump control motor system connection, therefore has the advantages of simpler structure, higher transmission efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压力控制的机液复合传动系统
本技术涉及一种静液压传动装置，尤其是涉及了一种基于压力控制的机液复合传动系统。
技术介绍
传统的静液压传动技术由于其功率重量比高，结构紧凑，易实现较大扭矩等一系列优点被广泛应用于工程机械领域。然而受制于目前液压泵马达元件的效率，静液压传动系统的整体效率普遍不高，尤其在较低负载工况下，液压变量元件的效率随着排量的减小而大幅下降。为了提高静液压传动技术的优势，在系统层面，通过采用液压蓄能器构成液压混合动力系统，实现制动能量回收和启动动力辅助；在元件层面，通过对元件内部结构的改进来提高液压泵马达在较低排量下的效率。此外，将静液压传动和齿轮传动结合，构成机液传动，能够集静液压传动的无级调速功能与齿轮传动的高效于一体，有效地弥补了两种传动方式各自的不足。但采用行星齿轮系的机液传动由于其结构相对复杂，因此成本较高。
技术实现思路
针对技术中的上述问题，本技术提出了一种基于压力控制的机液复合传动系统，可实现升速和降速功能，实现与负载所需转速和扭矩的匹配。与传统静液压传动相比，省去了液压泵马达元件中的重复组件及管路连接，因此结构更简单，传动效率更高。本技术采用的技术方案是：本技术包括变量泵/马达单元、新型液压变速器和液压油箱，新型液压变速器具有两个油液口、输入轴和输出轴，输入轴到输出轴之间通过液压结构传动带动；变量泵/马达单元为通轴式，变量泵/马达单元具有两个油液口、输入轴和输出轴，变量泵/马达单元的输入轴和输出轴为同步传动的同轴固定连接关系；变量泵/马达单元的输入轴作为所述机液复合传动系统的输入轴，变量泵/马达单元的输出轴与新型液压变速器的输入轴通过联轴器同轴固定连接，变量泵/马达单元的输出轴作为所述机液复合传动系统的输出轴；变量泵/马达单元和新型液压变速器的一个油液口连接相通，变量泵/马达单元和新型液压变速器的另一个油液口均连接到液压油箱。所述的新型液压变速器采用增设一个输出轴、定子浮动且连接到输出轴的双作用式叶片泵。双作用式叶片泵原有一个定子和转子，定子固定且未连接有轴，转子转动且连接有轴，本技术对双作用式叶片泵进行改进，改进区别在于设置输出轴，使其定子浮动且连接到输出轴。除了定子和输入输出轴改进外，双作用式叶片泵还有增加了一个油液口。虽然作了上述改进，新型液压变速器实际上是机械传动和油液压力之间的转换，其本质上是一个液压变速器而非液压泵。通过变量泵/马达单元的工作模式的不同控制新型液压变速器中两个油液口的油液流入流出的转换，以及变量泵/马达单元斜盘倾角的变化实现所述机液复合传动系统的输入轴和输出轴之间的调速。当所述的变量泵/马达单元工作在变量泵模式下时，输入轴原有的输入扭矩输入到变量泵/马达单元，变量泵/马达单元输出轴的输出扭矩经联轴器机械传递到新型液压变速器的输入轴，同时变量泵/马达单元输出流量到新型液压变速器，驱动新型液压变速器产生正扭矩并叠加到机械传递获得的扭矩上，使得新型液压变速器的输出转速高于输入转速，实现升速。当所述的变量泵/马达单元工作在变量马达模式下时，新型液压变速器输出流量到变量泵/马达单元，驱动液压马达产生正扭矩并和输入轴原有的输入扭矩一起经联轴器机械传递到新型液压变速器的输入轴上，使得新型液压变速器的输出转速低于输入转速，实现降速。所述的新型液压变速器两端的转速差和输出流量的油液口的流出流量具有以下关系：Q＝D(ωi-ωo)＝D·Δω其中Q为压力控制端的流量，D为新型液压变速器的排量，ωi为输入轴转速，ωo为输出轴的转速，Δω为输入输出转速差。所述的新型液压变速器的输出扭矩和输出流量的油液口的压力具有以下关系：T＝D·p其中T为输出轴的扭矩，D为新型液压变速器的排量，p为压力控制端压力。本技术的有益效果是：与传统静液压变速器通过改变变量元件排量实现调速不同，新型液压变速器通过控制压力控制端的压力实现不同的输出轴转矩，从而实现调速功能。将变量泵/马达单元耦合到该液压变速器的输入轴上就构成一个新型机液传动系统。该液压变速器集液压泵和液压马达的功能于一体，与传统静液压变速器相比，省去了液压泵马达元件中的重复组件及管路连接，因此结构更简单，传动效率更高。通过变量泵/马达单元变量机构的调节，可以实现泵/马达功能的切换以及不同的控制压力，从而实现机液传动系统的调速。与采用行星齿轮的机液传动系统相比，该机液传动系统简化了传动系统的结构，为工程机械提供了一种全新的机液传动方式。附图说明图1为本技术系统原理图。图2是新型液压变速器的等效原理结构图。图3是本技术的一种应用实施例。图4是本技术的另一种应用实施例。图中：1、输入轴，2、变量泵/马达单元，3、新型液压变速器，4、输出轴，5、液压油箱，6、柴油机，7、主减速器，8、冷却风扇，9、定量泵，10、定量马达。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1所示，本技术包括变量泵/马达单元2、新型液压变速器3和液压油箱5，新型液压变速器3具有两个油液口、输入轴和输出轴，输入轴到输出轴之间通过液压结构传动带动；变量泵/马达单元2为通轴式，变量泵/马达单元2具有两个油液口、输入轴和输出轴，变量泵/马达单元2的输入轴和输出轴为同步传动的同轴固定连接关系；变量泵/马达单元2的输入轴作为所述机液复合传动系统的输入轴1，变量泵/马达单元2的输出轴与新型液压变速器3的输入轴通过联轴器同轴固定连接，变量泵/马达单元2的输出轴作为所述机液复合传动系统的输出轴4；变量泵/马达单元2和新型液压变速器3的一个油液口连接相通，变量泵/马达单元2和新型液压变速器3的另一个油液口均连接到液压油箱5。通过变量泵/马达单元2的工作模式的不同控制新型液压变速器3中两个油液口的油液流入流出的转换，实现所述机液复合传动系统的输入轴1和输出轴4之间的调速。具体为：当变量泵/马达单元2工作在变量泵模式下时，输入轴1原有的输入扭矩输入到变量泵/马达单元2，变量泵/马达单元2输出轴的输出扭矩经联轴器机械传递到新型液压变速器3的输入轴，同时变量泵/马达单元2输出流量到新型液压变速器3，驱动新型液压变速器3产生正扭矩并叠加到机械传递获得的扭矩上，使得新型液压变速器3的输出转速高于输入转速，实现升速。当变量泵/马达单元2工作在变量马达模式下时，新型液压变速器3输出流量到变量泵/马达单元2，驱动变量泵/马达单元2产生正扭矩并和输入轴1原有的输入扭矩一起经联轴器机械传递到新型液压变速器3的输入轴上，使得新型液压变速器3的输出转速低于输入转速，实现降速。本技术通过变量泵/马达变量机构在零位两侧的调节，可以使元件工作在泵模式或者马达模式。整个系统可同时实现升速和降速两种功能。如果图1所示装置中各元件均视作理想元件，则整个装置的输入转速ωi和输出转速ωo、输入扭矩Ti和输出扭矩To存在如下关系：其中Dc为变量泵/马达的全排量，To为输出轴输出扭矩，Ti为输入轴输入扭矩，x为斜盘倾角系数，x∈(-1,1)。当x<0时，变量泵/马达工作在液压马达模式下，输出转速小于输入转速，输出扭矩大于输入扭矩；当x>0时，变量泵/马达工作在液压泵模式下，输出转速大于输入转速，输出扭矩小于输入扭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压力控制的机液复合传动系统，其特征在于：包括变量泵/马达单元(2)、新型液压变速器(3)和液压油箱(5)，新型液压变速器(3)具有两个油液口、输入轴和输出轴，输入轴到输出轴之间通过液压结构传动带动；变量泵/马达单元(2)为通轴式，变量泵/马达单元(2)的输入轴作为所述机液复合传动系统的输入轴(1)，变量泵/马达单元(2)的输出轴与新型液压变速器(3)的输入轴通过联轴器同轴固定连接，变量泵/马达单元(2)的输出轴作为所述机液复合传动系统的输出轴(4)；变量泵/马达单元(2)和新型液压变速器(3)的一个油液口连接相通，变量泵/马达单元(2)和新型液压变速器(3)的另一个油液口均连接到液压油箱(5)。

【技术特征摘要】
1.一种基于压力控制的机液复合传动系统，其特征在于：包括变量泵/马达单元(2)、新型液压变速器(3)和液压油箱(5)，新型液压变速器(3)具有两个油液口、输入轴和输出轴，输入轴到输出轴之间通过液压结构传动带动；变量泵/马达单元(2)为通轴式，变量泵/马达单元(2)的输入轴作为所述机液复合传动系统的输入轴(1)，变量泵/马达单元(2)的输出轴与新型液压变速器(3)的输入轴通过联轴器同轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，张浩翔，迈克尔·古斯特，金·斯特尔森，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33