[发明专利]载荷消除流体静压系统

说明书

披露了一种载荷消除流体静压系统，所述载荷消除流体静压系统包括平行联接的至少两个流体静压模块。每个流体静压模块包括输入液压活塞传动单元和输出液压活塞传动单元，这些传动单元中的每一者通过共用传动轴联接至其他模块中的与其相对应的单元。一个模块的液压活塞传动单元中的活塞与所述其他模块中的所述相对应单元中的那些活塞呈约为0°的正时角地联接到一起。所述设计有利地消除任何轴向不平衡并且允许使用径向传动轴轴承，所述轴承基本上支撑纯径向载荷。继而，可以获得更大的功率密度和系统效率。

技术领域

本发明涉及流体静压组件、模块及其系统。

背景技术

流体静压模块或组件是液压装置，该液压装置用于流体静压和功率分流式变速器以实现变速器输入与输出之间的比率变化。此类组件通常包括两个(即第1和第2)液压活塞传动单元，并且可具有弯折的轴线或轴向活塞传动装置设计。两个传动单元彼此流体连通。液压活塞传动单元中的一者通常用作泵并且另一者通常用作马达。根据变速器设计，可以根据变速器模式永久地或交替地分配泵和马达的作用。模块的输入轴与输出轴之间的速度和扭矩比率通过两个液压活塞传动单元之间的排量比率确定。通过使传动单元中的至少一者成为可变排量类型，可以改变模块的速度和扭矩比率。

待通过模块传输的功率和扭矩的量将决定部件的尺寸。一般来讲，扭矩越大，需要越大排量的传动单元。通过更大排量的传动单元，由于旋转部件的质量因为传动单元增大的尺寸而增大，可能减小允许或许可的操作速度。使用更大部件(例如更大的活塞)的另一个问题是液压脉动的幅值增大，这继而可能导致振动水平增大。在一种方法中，可以增大每个传动单元中活塞的数目，同时保持较小活塞尺寸。通过这种方式，可以保持低脉动幅值，同时针对给定旋转速度增大脉动频率。然而，为了容纳更多活塞，传动凸缘直径必须增大，这可以减小最大操作速度。

前述方法的一种替代方案是采用第一流体静压模块并且并行安装也包括两个(即第3和第4)液压活塞传动单元的第二流体静压模块，由此形成流体静压系统。输入轴在模块之间联接到一起，输出轴也一样。在两个流体静压模块之间，高压流体端口以液压方式连接。相似地，在两个流体静压模块之间，低压流体端口也以液压方式连接。通过这种方式，连接至联接的输入轴的第1传动单元和第3传动单元共享相同的传动和增压压力。同样，连接至联接的输出轴的第2传动单元和第4传动单元共享相同的传动和增压压力。第二模块的流体静压活塞传动单元的旋转组有效地镜像第一流体静压模块的流体静压活塞传动单元的旋转组，即第1传动单元和第3传动单元具有相同数目和尺寸的液压缸孔与活塞，并且具有相同的几何形状。同样，第2传动单元和第4传动单元具有相同数目和尺寸的液压缸孔与活塞，并且具有相同的几何形状。通过共用控制系统，可以同步第1传动单元和第3传动单元的排量。可以对第2传动单元和第4传动单元完成相同操作。通过这种方式，扭矩和功率在两个流体静压模块之间等分。

由于每个液压活塞传动单元的旋转组部件(例如活塞、传动轴凸缘等)在尺寸上没有增大，因此最大速度不受影响。这实现更佳的功率密度并提升了效率。另外的益处包括联合操作的两个模块之间共享的单一管理和控制系统。另外的益处可以通过输入轴和输出轴联接的方式实现，这将在下文进行描述。

在DE 2335629中，披露了无限可变变速器，该变速器利用以液压方式联接到两个次级机器或液压活塞传动单元的单一主机器或液压活塞传动单元。两个次级机器通过共用轴彼此连接，并且旋转组件通过一对径向轴承支撑在壳体中。如本领域的技术人员所了解，径向轴承仅支撑来自输出齿轮和次级机器的径向载荷，并且此类轴承仅可承受较小的轴向载荷。根据活塞尺寸、数量和传动压力，活塞产生的载荷的轴向分量可为89,000N的力或更高。在DE 2335629中披露的设计中，次级机器的传动凸缘中的轴向力的大部分通过共用轴抵靠彼此平衡。