CN108662110B - 用于静液压变速器的夹带空气偏导器 - Google Patents

用于静液压变速器的夹带空气偏导器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于静液压变速器的夹带空气偏导器。一种用于作业机器的静液压变速器，该作业机器具有框架、位于所述框架上的发动机和由所述静液压变速器驱动的至少一个车轮。该静液压变速器包括：壳体；液压泵，该液压泵由所述发动机的输出轴驱动；液压马达，该液压马达用于驱动连接至所述至少一个车轮的输出轴；第一流体线路，该第一流体线路可填充液压流体以保持在第一压力下；第二流体线路，该第二流体线路可填充液压流体以维持在第二压力下；第一止回阀，该第一止回阀用于允许液压流体进入所述第一流体线路；第二止回阀，该第二止回阀用于允许液压流体进入所述第二流体线路；以及夹带空气偏导器。

Description

用于静液压变速器的夹带空气偏导器
技术领域
这里公开的实施方式涉及静液压变速器的领域。
背景技术
诸如吹雪机或类似装置之类的便携式动力设备通常使用静液压变速器(HST)操作。由于HST内的空化作用，HST由于齿轮转动产生的空气泡而损失效率，特别是当空气泡被捕集液压回路的止回阀座中时。因此，需要防止补给油通过止回阀座进入以便摆脱空化气泡。
发明内容
在说明书中描述的特征和优点并不是包含一切的，特别地，鉴于附图、说明书和权利要求，许多附加特征和优点将对本领域技术人员来说显而易见。而且，应该注意，在该说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导目的而选择的，并不是为了描绘或勾画发明主题的范围而选择的。
根据一个方面，提供了一种用于作业机器的静液压变速器，该作业机器具有框架、位于所述框架上的发动机和由所述静液压变速器驱动的至少一个车轮。该静液压变速器包括：壳体；液压泵，该液压泵由来自所述发动机的输出轴驱动；液压马达，该液压马达用于驱动连接至所述至少一个车轮的输出轴；第一流体线路，该第一流体线路可填充液压流体以保持在第一压力下；第二流体线路，该第二流体线路可填充液压流体以维持在第二压力下；第一止回阀，该第一止回阀用于允许液压流体进入所述第一流体线路；第二止回阀，该第二止回阀用于允许液压流体进入所述第二流体线路；以及夹带空气偏导器，该夹带空气偏导器用于防止夹带有空气的液压流体进入所述第一止回阀和所述第二止回阀。
根据另一个方面，用于防止夹带空气的流体进入第一和第二止回阀的偏导器包括：底板，该底板具有外边缘，所述底板位于所述第一止回阀和所述第二止回阀下方；和壁，该壁从所述底板的外边缘垂直地向上延伸，所述壁径向地包围所述第一止回阀和所述第二止回阀。
根据又一个方面，提供了一种用于作业机器的静液压变速器，该作业机器具有框架、位于所述框架上的发动机和由所述静液压变速器驱动的至少一个车轮。该静液压变速器包括：壳体；液压泵，该液压泵由来自所述发动机的输出轴驱动以泵送液压流体；液压马达，该液压马达用于驱动连接至所述至少一个车轮的输出轴；第一流体线路，该第一流体线路在第一压力下在所述液压泵和所述液压马达之间输送液压流体；第二流体线路，该第二流体线路在第二压力下在所述液压泵和所述液压马达之间输送液压流体；第一止回阀，该第一止回阀用于允许液压流体进入所述第一流体线路；以及偏导器，该偏导器用于防止夹带有空气的液压流体进入所述第一止回阀。
附图说明
图1是采用静液压变速器的便携式动力设备装置的立体图。
图2是图1的便携式动力设备装置的传动***的分解立体图。
图3是沿着图2的剖面A-A截取的静液压变速器的剖视图，该剖视图呈现为侧视图。
图4是静液压变速器的后视图，其中主壳体被移除。
图5是静液压变速器的侧视图，其中主壳体被移除。
图6A是旋转斜盘和液压泵的视图，其中旋转斜盘倾斜成用于在向前方向上运动的角度。
图6B是旋转斜盘和液压泵的视图，其中旋转斜盘成用于空挡操作的角度。
图6C是旋转斜盘和液压泵的视图，其中旋转斜盘成用于在向后方向上运动的角度。
图7是在向前方向上操作的液压回路的表示。
图8是进行空挡操作的液压回路的表示。
图9是在向后方向上操作的液压回路的表示。
图10是静液压变速器的前视图，其中罩被移除。
图11是静液压变速器的前视图，其中罩、液压泵和液压马达被移除以示出中央区段和泵表面。
图12是液压泵的立体俯视图，示出了泵座表面。
图13是沿着图2的剖面A-A截取的静液压变速器的剖视图，示出了静液压变速器中的液压流体流的方向。
图14是夹带有空化气泡的在向前方向上操作的液压回路的表示。
图15是其中主壳体被移除并且安装有夹带空气偏导器的静液压变速器的后视图。
图16是图示出夹带空气偏导器的操作的平面图。
图17是夹带空气偏导器的实施方式的立体图。
图18是夹带空气偏导器的实施方式的俯视图。
图19是夹带空气偏导器的实施方式的前视图。
图20是夹带空气偏导器的实施方式的侧视图。
图21是夹带空气偏导器的替换实施方式的立体图。
这些附图出于例示性目的而描绘了各种实施方式。本领域技术人员将从如下讨论容易地认识到，在不脱离这里描述的实施方式的原理的情况下，可以采用这里例示的结构和方法的另选实施方式。
具体实施方式
图1图示出了被示出为吹雪机的便携式动力设备装置10。如图2所示，该动力设备装置10使用与便携式动力设备诸如吹雪机、割草机一起使用的类型的静液压变速器(HST)100以及用于将来自发动机30的扭矩转换成车轮20的旋转的类似设备。参照图3至图5，HST100包括与液压马达104流体连接的液压泵102。通过使液压泵102和液压马达104中的任一个或二者排量(displacement)可变而实现多用性。结果是得到无级变速器(CVT)。因为HST100的速比可以以无级方式改变，所以在许多情况下在变位齿轮变速器中可以优选HST。
液压泵102和液压马达104形成闭合液压回路。液压泵102在外部由动力设备装置10的发动机30驱动。液压泵102产生液压流体流，该液压流体流又驱动液压马达104。液压流体通过两个线路即第一液压线路106和第二液压线路108在液压泵102和液压马达104之间循环。当要使动力设备装置10向前移动时，第一液压线路106为高压线路用于驱动液压马达104，而第二液压线路108为低压线路。当要使动力设备装置10在相反方向上移动时，第二液压线路108变成高压线路以在相反方向上驱动液压马达104，而第一液压线路106变成低压线路。
HST 100可以分成三个主要部件：罩110、中央区段112和主壳体114。罩110代表HST100的前部，并且提供用于中央区段12中的液压***的结构和壳体。中央区段112限定液压回路，并且是液压泵102、液压马达104、第一和第二液压线路106、108以及止回阀116、117的位置。主壳体114限定HST 100的齿轮箱118。齿轮箱118的齿轮120减少液压马达104向输出轴112的输出，该输出轴122使动力设备装置10的车轮20转动。
HST 100的输入轴124通过联接至发动机30的V形带和滑轮***40转动，如图2所示。液压泵102通过输入轴124转动。输入轴124的旋转并因此液压泵102的旋转通过发动机30而保持在恒定速度和方向。
设置旋转斜盘126，该旋转斜盘126连接至由旋转斜盘控制杆128操作的液压泵102。如图6A至6C所示，旋转斜盘126的角度α确定流体流方向。旋转斜盘126的角度α改变中央区段112中的第一和第二液压线路106、108中的压力。作为示例，在图6A中，角度α位于竖直线V的左侧，这代表在向前方向上的运动。在图6B中，角度α与竖直线成0°，这代表空挡。在图6C中，角度α位于竖直线V的右侧，这代表在向后方向上的运动。
第一和第二液压线路106、108在液压泵102和液压马达104之间流体连通。液压马达104根据由旋转斜盘126在第一和第二液压线路106、108中产生的压力差而在顺时针方向(图7中所示的向前方向，对应于图6A中所述的旋转斜盘126的位置)上转动或在逆时针方向(图9中所示的反向方向，对应于图6C中所示的旋转斜盘126的位置)。在旋转斜盘126竖直的情况下，第一和第二液压线路106、108之间的压力被平衡，并且液压马达104不旋转(图8中所示的空挡位置，对应于图6B所示的旋转斜盘126的位置)。液压马达104的转速也与旋转斜盘126的角度α相关。旋转斜盘126的角度α越大，液压马达104的旋转越快。最后，马达轴130与主壳体120中的齿轮120啮合，以使输出轴122转动，输出轴122又驱动动力设备装置10的车轮20。
通过旋转斜盘控制杆的向前和反向运动，第一和第二液压线路106、108中的每个中的压力相对于旋转斜盘126的角度α改变。在理想情况下，一旦液压回路填充有液压流体，将不会发生任何损失。如在图10至图12中所示，泵座表面142(该泵座表面142为图12中所示的液压泵102的密封表面并且具有与没有示出的液压马达104相同的形状)和用于位于中央区段112上的液压泵102和液压马达104中的每个的泵表面140均为抵靠彼此旋转的机加工表面。泵座表面142和泵表面140之间的密封表面理应很好地保持液压泵102和液压马达104内的液压流体，但是随着越来越大的载荷施加至HST的输出轴122，液压流体由于液压回路中的高压波峰(spike)而通过密封表面发生损失。泵座表面142进一步包括允许液压流体在高压波峰期间流出的油流路径144。通过密封表面损失的液压流体量与施加至输出轴122的扭矩成比例地相关。
当液压流体通过液压泵102的泵座表面142和液压马达104发生损失时，根据当时HST 100的操作方向，通过两个止回阀116、117中的一个止回阀、特别是止回阀116、117中的与第一和第二液压线路106、108中的低压线路相关联的一个止回阀向液压回路增加补给液压流体。例如，图7所示的向前方向示例中，可以通过止回阀117增加液压流体。在图9中所示的向后方向示例中，可以通过止回阀116增加液压流体。止回阀116、117球体和阀座对本领域技术人员已知。第一和第二液压线路106、108中的流体的压力将球体150挤压到阀座152中，但是如果第一和第二液压线路106、108的低压线路中的压力小于球体150的另一侧的压力，则球体150升起，流体进入，直到压力升到足够高以致于迫使球体150返回到阀座152内。
参照图13，当液压流体退出液压回路时，它经过主壳体114中的齿轮120。通过齿轮120搅动液压流体在液压流体中导致空化或者引入空气窝或空气泡即所谓的空化气泡162。主壳体114中的驱动齿轮120将夹带有空化气泡162的液压流体引导至止回阀116/117的吸收区域160，如图箭头A所示。空化气泡162会在吸收区域160中被捕获在止回阀116/117下方，并且可以操作而限制液压流体以防流到第一或第二液压A线路106/108内。参照图14，当液压流体没有进入第一或第二液压线路106/108(不管此时谁是低压线路)而时进入液压回路时，液压回路中的液压流体夹带有空化气泡162，这限制了回路中的液压流体的流动并且可能由于降低回路压力而限制液压回路的效率。空气容易压缩，因此不能在回路中获得转动液压马达104的适当压力。
如图15所示，图15示出了具有主壳体的HST 100。为了防止夹带有空化气泡的液压流体引入止回阀116、117内，设置夹带空气偏导器170。夹带空气偏导器170通过将夹带有空化气泡172的液压流体从吸收区域160引导开而防止夹带有空化气泡162的液压流体流入止回阀吸收区域160内。如图16所示，夹带空气偏导器170围绕止回阀116/117的阀座152放置，以允许夹带有空化气泡162的液压流体由于液压流体中的空化气泡162而在箭头B的方向上围绕夹带空气偏导器170向上流动。因而，夹带有空化气泡162的较轻液压流体将上升，而没有夹带的较重液压流体将在箭头C的方向上围绕夹带空气偏导器170朝向吸收区域160流动，以防止阀座152捕获或摄取空化气泡162。夹带空气偏导器170为矩形或椭圆形形状，并且附装在止回阀吸收区域160附近。夹带空气偏导器170包围止回阀吸收区域160并且防止止回阀阀座152受到夹带有空化气泡162的液压流体的影响。
图17至图21示出了夹带空气偏导器170的实施方式。在每个实施方式中，夹带空气偏导器170包括位于第一止回阀116和第二止回阀117下方的底板172。壁174从底板172的外边缘176垂直地向上延伸。壁174径向地围绕第一止回阀116和第二止回阀117。另外，壁174可以包括附装孔178，紧固件(未示出)可以穿过该附装孔178。紧固件可以是本领域技术人员公知的任何紧固件，包括但不限于螺栓、铆钉、磁性紧固件等等。另选地，孔178可以方便将夹带空气偏导器170固定至位于HST 100的中央区段112上的延伸部180，如图3所示。夹带空气偏导器170可以由任何合适的热塑性材料制成，诸如玻璃填充聚合物(该玻璃填充聚合物可以是玻璃填充尼龙)。图21图示出了夹带空气偏导器的替换实施方式，该实施方式为正方形，这与图17至20中所示的圆形实施方式不同。
在说明书中对“一个实施方式”或“一实施方式”的参考是指在至少一个实施方式中包括与这些实施方式有关地描述的具体特征、结构或特性。说明书中各个地方的“在一个实施方式中”或“一实施方式”中出现的短语并不必然都指代同一个实施方式。
另外，在该说明书中使用的语言主要是为了可读性和指导性目的而选择的，而不是为了划定或界定发明主题内容而选择的。因此，公开这些实施方式是为了举例说明在权利要求中阐述的这些实施方式而不是为了进行限制。
尽管这里已经图示并描述了具体实施方式和应用，但是要理解的是，这些实施方式并不限于这里公开的精确结构和部件，并且在不脱离在所附权利要求中限定的这些实施方式的精神和范围的情况下，可以对这些实施方式的方法和装置的布置、操作和细节进行各种修改、改变和变更。

Claims (19)

1.一种用于作业机器的静液压变速器，该作业机器具有框架、位于所述框架上的发动机和由所述静液压变速器驱动的至少一个车轮，该静液压变速器包括：
壳体；
液压泵，该液压泵由所述发动机的输出轴驱动；
液压马达，该液压马达用于驱动连接至所述至少一个车轮的输出轴；
第一流体线路，该第一流体线路能够填充液压流体以保持在第一压力下；
第二流体线路，该第二流体线路能够填充液压流体以维持在第二压力下；
第一止回阀，该第一止回阀用于允许液压流体进入所述第一流体线路；
第二止回阀，该第二止回阀用于允许液压流体进入所述第二流体线路；以及
夹带空气偏导器，该夹带空气偏导器用于防止夹带有空气的液压流体进入所述第一止回阀和所述第二止回阀，所述夹带空气偏导器包括：底板，该底板具有外边缘，所述底板位于所述第一止回阀和所述第二止回阀的下方；和壁，该壁从所述底板的外边缘垂直地向上延伸，所述壁径向地包围所述第一止回阀和所述第二止回阀。
2.根据权利要求1所述的静液压变速器，其中，所述夹带空气偏导器的壁包括用于接收紧固件的开口。
3.根据权利要求2所述的静液压变速器，其中，所述夹带空气偏导器由玻璃填充聚合物构成。
4.根据权利要求3所述的静液压变速器，其中，所述玻璃填充聚合物为玻璃填充尼龙。
5.一种用于防止夹带空气的流体进入第一止回阀和第二止回阀的偏导器，所述第一止回阀和所述第二止回阀均包括阀座和球体，并且所述第一止回阀和所述第二止回阀允许没有夹带的流体流入相应的第一流体线路和第二流体线路，所述偏导器包括：
底板，该底板具有外边缘，所述底板位于所述第一止回阀和所述第二止回阀的下方；和
壁，该壁从所述底板的外边缘向上延伸，所述壁径向地包围所述第一止回阀和所述第二止回阀，其中
所述夹带空气的流体围绕所述偏导器上升，并且
所述没有夹带的流体经由所述偏导器的壁流到所述偏导器的所述底板上，并且与所述第一止回阀和所述第二止回阀进行流体接触。
6.根据权利要求5所述的偏导器，该偏导器进一步包括：
用于接收紧固件的开口。
7.根据权利要求6所述的偏导器，其中，所述底板和壁由玻璃填充聚合物构成。
8.根据权利要求7所述的偏导器，其中，所述玻璃填充聚合物为玻璃填充尼龙。
9.一种用于作业机器的静液压变速器，该作业机器具有框架、位于所述框架上的发动机和由所述静液压变速器驱动的至少一个车轮，该静液压变速器包括：
壳体；
液压泵，该液压泵由所述发动机的输出轴驱动以泵送液压流体；
液压马达，该液压马达用于驱动连接至所述至少一个车轮的输出轴；
第一流体线路，该第一流体线路在第一压力下在所述液压泵和所述液压马达之间输送液压流体；
第二流体线路，该第二流体线路在第二压力下在所述液压泵和所述液压马达之间输送液压流体；
第一止回阀，该第一止回阀用于允许液压流体进入所述第一流体线路；以及
偏导器，该偏导器用于防止夹带有空气的液压流体进入所述第一止回阀，所述偏导器包括：底板，该底板具有外边缘，所述底板位于所述第一止回阀的下方；和壁，该壁从所述底板的外边缘向上延伸，所述壁径向地包围所述第一止回阀。
10.根据权利要求9所述的静液压变速器，该静液压变速器进一步包括：
用于允许液压流体进入所述第二流体线路的第二止回阀。
11.根据权利要求10所述的静液压变速器，其中，所述偏导器防止夹带有空气的液压流体进入所述第二止回阀。
12.根据权利要求11所述的静液压变速器，其中，所述偏导器的所述底板进一步位于所述第二止回阀的下方；并且
所述偏导器的所述壁进一步径向地包围所述第二止回阀。
13.根据权利要求12所述的静液压变速器，其中，所述偏导器的壁包括用于接收紧固件的开口。
14.根据权利要求13所述的静液压变速器，其中，所述偏导器由玻璃填充聚合物构成。
15.根据权利要求14所述的静液压变速器，其中，所述玻璃填充聚合物为玻璃填充尼龙。
16.根据权利要求12所述的静液压变速器，其中，液压流体包括：
夹带空气的液压流体；和
没有夹带的液压流体。
17.根据权利要求16所述的静液压变速器，其中，夹带空气的液压流体围绕所述偏导器上升。
18.根据权利要求17所述的静液压变速器，其中，没有夹带的液压流体经由所述偏导器的壁流到所述偏导器的底板上。
19.根据权利要求18所述的静液压变速器，其中，没有夹带的液压流体与所述第一止回阀和所述第二止回阀进行流体接触。
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