一种车辆轴式液力变速驱动装置及车辆驱动系统及驱动方法与流程

专利2025-05-26  33


本发明属于传动驱动系统领域,具体为一种车辆轴式液力变速驱动装置及车辆驱动系统及驱动方法。


背景技术:

1、当今车辆已成为在社会生产和生活中起到不可或缺的交通运输工具,尤其是重型卡车和高性能越野车正在如火如荼地发展,它们不仅平时能为工农业生产以及野外探索做贡献,又能应对战争和自然灾害,可以说它们是我们赖以生存的保障。

2、目前,重型卡车和高性能越野车基本采用的是纯机械结构的动力传输系统,受制于机械结构方面的限制,尤其是多排驱动轮的结构,表现出更多的缺陷,如不能进行单轮的驱动控制使得在陷入泥沙地时力不从心、在重载长下坡时不能很好地控制住车速等,也更不能实现小半径或原地回转等的功能,有待改进。


技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的缺点,提供一种车辆轴式液力变速驱动装置及车辆驱动系统及驱动方法,以取代现有车辆的离合器、差速器等动力传输系统。

2、本发明采用如下技术方案:

3、一种车辆轴式液力变速驱动装置,包括外壳、输出轴、转子、导油挡板和弹簧,

4、外壳内部成型有圆柱形容纳腔,容纳腔的两侧还向外垂直延伸成型有导油挡板仓,每个导油挡板仓由竖隔断横向分隔成若干个导油仓室,导油仓室上下两侧成型有与外部连通的上进出油孔与下进出油孔;

5、输出轴与容纳腔同轴线布置在外壳中;

6、转子设置成若干段,同轴布置在输出轴上并随其转动,且相邻两段转子之间形成有用于分隔容纳腔的隔板,隔板与导油挡板仓中的竖隔断一一对应,每段转子上都均匀分布有若干个凸出部,形成凸轮状,凸出部与外壳内设置的内衬瓦内壁接触,两凸起部之间的凹陷部分则形成腔体;

7、导油挡板设置有若干个,可移动设置在导油仓室中与每段转子一一对应并上下分隔上进出油孔与下进出油孔,并且其一端在弹簧的弹力作用下使另一端始终贴合在转子表面,以此分隔上进出油孔与下进出油孔处进出的油路,导油挡板上、下两侧分别成型有与上进出油孔和下进出油孔对应的导油槽,通过导油槽分别与腔体连通。

8、优选的,所述转子设置有三段,这三段转子所述凸起部是交错转角布置的,且三段的长度比为1:4:2且依次排列在所述输出轴上。

9、优选的,所述转子的所述凸出部设置有三个,等角度间隔并向外延伸至与所述腔体内壁接触,等角度将腔体分隔成120°的扇形腔体。

10、优选的,所述转子表面形成弧度连续的弧形面,所述导油挡板端部成型有可始终与弧形面相切的弧形部。

11、优选的,导油挡板仓还包括横隔断,横隔断垂直于所述竖隔断布置并将所述导油仓室上下分隔,上侧的导油仓室通过所述上进出油孔与外部连通,下侧的导油仓室所述下进出油孔相对。

12、一种车辆驱动系统,包括上述权利要求3所述的一种车辆轴式液力变速驱动装置,还包括与变速驱动装置一一对应连接的车轮、与每个车轮对应并驱动车轮正转的正转回路、与每个车轮对应并驱动车轮反转的反转回路和与各回路连接并提供动力流体的液压泵,正转回路中动力流体从液压泵出发从左侧上进出油孔与右侧下进出油孔进入容纳腔中并从右侧上进出油孔与左侧下进出油孔处流回动力泵;反转回路中动力流体从液压泵出发从右侧上进出油孔与左侧下进出油孔进入容纳腔中并从左侧上进出油孔与右侧下进出油孔处流回动力泵。

13、优选的,正转回路还包括正转输入阀和正转输出阀,正转输入阀与正转输出阀设置有若干对,与每段转子相对应,正转输出阀同时与左侧上进出油孔和右侧下进出油孔连接,正转输入阀同时与右侧上进出油孔和左侧下进出油孔连接,两者打开时,动力流体经正转输入阀同时进入左侧上进出油孔和右侧下进出油孔,经导油槽流入腔体中并推动转子正转后分别从对应的右侧上进出油孔与左侧下进出油孔中流出,经正转输出阀重新流回液压泵以形成正转回路。

14、优选的,反转回路还包括反转输入阀和反转输出阀,反转输入阀与反转输出阀设置有若干对,与每段转子相对应,反转输出阀同时与右侧上进出油孔和左侧下进出油孔连接,反转输入阀同时与左侧上进出油孔和右侧下进出油孔连接,两者打开时,动力流体经反转输入阀同时进入右侧上进出油孔和左侧下进出油孔,经导油槽流入腔体中并推动转子反转后分别从对应的左侧上进出油孔与右侧下进出油孔中流出,经反转输出阀重新流回液压泵以形成反转回路。

15、优选的,还包括辅助制动回路,辅助制动回路包括辅助制动阀,辅助制动阀一端与左侧上进出油孔和右侧下进出油孔连接,另一端与右侧上进出油孔和左侧下进出油孔连接,仅辅助制动阀打开时,流体在辅助制动回路中无阻尼流动,转子与车轮呈现自由滑行状态;随辅助制动阀从全开通到全关闭过程,流体出现有阻尼流动,此时转子与车轮呈现辅助制动状态;直至辅助制动阀全关闭时,转子与车轮呈现强制制动状态。

16、一种车辆驱动方法,基于上述的一种车辆驱动系统,

17、(1)车辆前进,打开正转输入阀与正转输出阀,其余阀门关闭,正转回路连通,流体从液压泵中输出,经过正转输入阀后分别流入左侧上进出油孔与右侧下进出油孔,流经腔体从右侧上进出油孔与左侧下进出油孔中流出,通过正转输出泵流回液压泵。流体由导油槽持续向腔体内输入,推动转子凸出部做顺时针转动,从而使车轮正转。

18、(2)车辆后退,打开反转输入阀与反转输出阀,其余阀门关闭,反转回路连通,流体从液压泵中输出,经过反转输入阀后分别流入右侧上进出油孔与左侧下进出油孔,流经腔体从左侧上进出油孔与右侧下进出油孔中流出,通过反转输出泵流回液压泵。流体由导油槽持续向腔体内输入,推动转子凸出部做逆时针转动,从而使车轮反转。

19、(3)车辆变速,正转回路或反转回路正常运作,根据所需加速减矩、减速增矩的需求,控制三个腔体对应的正转输入阀和正转输出阀或反转输入阀和反转输出阀打开或关闭,控制流体进入不同的腔体中以达到变速变矩的效果。

20、(4)辅助制动,辅助控制阀全开通且其余阀门关闭时,左侧的上进出油孔和右侧的下进出油孔通过辅助控制阀与右侧的上进出油孔和左侧的下进出油孔相互连通,流体在其中无阻尼流动,转子与车轮处于滑行状态;辅助制动阀逐渐关闭的过程中,流体出现有阻尼流动,转子与车轮处于辅助制动状态;辅助制动阀全关闭时,流体停止流动,转子与车轮呈现强制制动状态。

21、由上述对本发明的描述可知,与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过改变向不同腔体中输送动力流体,改变转子与流体的接触面积,以实现输出轴输出动力的变速变矩,提高驱动装置的变速变矩性能,使其更适应复杂的使用环境,导油挡板与导油挡板仓过渡配合,并在弹簧的作用下始终贴住转子,以保证其形成的腔体的密闭性,避免同侧的上进出油孔与下进出油孔造成干涉以影响转子的转动;

22、转子各段长度比为1:4:2,且输入驱动装置中的动力流体总流量是固定的,通入不同腔体时由于流体流量不变,转子长度越大则与流体接触面积越大,转子受流体推动产生的转速越小且转矩越大,可通过排列组合向对不同段的转子施加动力流体以达到1至7级变速,调级平稳,变速范围宽泛,由于转子长度不同,所以转子每段交错布置,以避免凸轮的工作处时油路流量的峰谷值相差太大,防止出现“油锤”现象,还能避免因左右两侧导油挡板同步移动时外壳两端负荷不对称造成同步谐振,以减少机械振动和噪声;

23、本驱动系统每个变速驱动装置单独与一车轮控制,可实现单独控制某一侧车轮的变速以及变矩,能够有效提高车辆在复杂环境下的驱动性能。


技术特征:

1.一种车辆轴式液力变速驱动装置,其特征在于:包括外壳、输出轴、转子、导油挡板和弹簧,

2.根据权利要求1所述的一种车辆轴式液力变速驱动装置,其特征在于:所述转子设置有三段,这三段转子所述凸起部是交错转角布置的,且三段的长度比为1:4:2且依次排列在所述输出轴上。

3.根据权利要求2所述的一种车辆轴式液力变速驱动装置,其特征在于:所述转子的所述凸出部设置有三个,等角度间隔并向外延伸至与所述腔体内壁接触,等角度将腔体分隔成120°的扇形腔体。

4.根据权利要求3所述的一种车辆轴式液力变速驱动装置,其特征在于:所述转子表面形成弧度连续的弧形面,所述导油挡板端部成型有可始终与弧形面相切的弧形部。

5.根据权利要求1所述的一种车辆轴式液力变速驱动装置,其特征在于:导油挡板仓还包括横隔断,横隔断垂直于所述竖隔断布置并将所述导油仓室上下分隔,上侧的导油仓室通过所述上进出油孔与外部连通,下侧的导油仓室所述下进出油孔相对。

6.一种车辆驱动系统,其特征在于:包括上述权利要求3所述的一种车辆轴式液力变速驱动装置,还包括与变速驱动装置一一对应连接的车轮、与每个车轮对应并驱动车轮正转的正转回路、与每个车轮对应并驱动车轮反转的反转回路和与各回路连接并提供动力流体的液压泵,正转回路中动力流体从液压泵出发从左侧上进出油孔与右侧下进出油孔进入容纳腔中并从右侧上进出油孔与左侧下进出油孔处流回动力泵;反转回路中动力流体从液压泵出发从右侧上进出油孔与左侧下进出油孔进入容纳腔中并从左侧上进出油孔与右侧下进出油孔处流回动力泵。

7.根据权利要求6所述的一种车辆驱动系统,其特征在于:正转回路还包括正转输入阀和正转输出阀,正转输入阀与正转输出阀设置有若干对,与每段转子相对应,正转输出阀同时与左侧上进出油孔和右侧下进出油孔连接,正转输入阀同时与右侧上进出油孔和左侧下进出油孔连接,两者打开时,动力流体经正转输入阀同时进入左侧上进出油孔和右侧下进出油孔,经导油槽流入腔体中并推动转子正转后分别从对应的右侧上进出油孔与左侧下进出油孔中流出,经正转输出阀重新流回液压泵以形成正转回路。

8.根据权利要求6所述的一种车辆驱动系统,其特征在于:反转回路还包括反转输入阀和反转输出阀,反转输入阀与反转输出阀设置有若干对,与每段转子相对应,反转输出阀同时与右侧上进出油孔和左侧下进出油孔连接,反转输入阀同时与左侧上进出油孔和右侧下进出油孔连接,两者打开时,动力流体经反转输入阀同时进入右侧上进出油孔和左侧下进出油孔,经导油槽流入腔体中并推动转子反转后分别从对应的左侧上进出油孔与右侧下进出油孔中流出,经反转输出阀重新流回液压泵以形成反转回路。

9.根据权利要求6所述的一种车辆驱动系统,其特征在于:还包括辅助制动回路,辅助制动回路包括辅助制动阀,辅助制动阀一端与左侧上进出油孔和右侧下进出油孔连接,另一端与右侧上进出油孔和左侧下进出油孔连接,仅辅助制动阀打开时,流体在辅助制动回路中无阻尼流动,转子与车轮呈现自由滑行状态;随辅助制动阀从全开通到全关闭过程,流体出现有阻尼流动,此时转子与车轮呈现辅助制动状态;直至辅助制动阀全关闭时,转子与车轮呈现强制制动状态。

10.一种车辆驱动方法,其特征在于:基于权利要求9所述的一种车辆驱动系统,


技术总结
一种车辆轴式液力变速驱动装置,涉及传动驱动系统领域,包括外壳、输出轴、转子、导油挡板和弹簧,转子设置有若干段,同轴转动设置在输出轴上,且转子相邻两段之间形成有隔板相隔,每段转子上有若干个绕轴线分布的凸出部,凸出部的顶端与容纳腔内壁接触以在相邻两凸出部之间形成若干个腔体,并在左右腔体中抵有导油挡板,以此分割成高压区和低压区,通过进出油孔分别向不同段中的腔体输送动力流体,产生扭矩驱动动转子,以分段供油方式改变转子与流体的接触面积实现输出轴输出动力的变速变矩,也可以通过改变供油方式实现滑行和制动。

技术研发人员:王建陇,仲丽,王中杰
受保护的技术使用者:中杰(福建泉州)自动化控制系统有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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