外文翻譯--機液混合傳動 中文版【優(yōu)秀】

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p><b>　　外文資料翻譯</b></p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　培 養(yǎng) 單 位： 機械科學(xué)與工程學(xué)院 </p><

2、;p>　　專 業(yè)： 機械工程及自動化 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　美國注冊專利 專利號：US7070531B2</p><p>　　注冊日期2007年7月4日&l

3、t;/p><p>　　專利名：機液混合傳動</p><p>　　作者：Ishizaki, Naoki Minamikawachi-machi, JP </p><p>　　代理人：日本小松公司</p><p>　　參考書目：1.《流體無級變速》---1963年1月，Ebert著</p><p>　　2.《無級變速齒輪》--

4、-1993年1月，Kita著 </p><p><b>　　概要</b></p><p>　　此專利說明的是一種能在很小空間內(nèi)安裝，并且能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)無級傳動的傳動系統(tǒng)。為了達(dá)到上訴要求，此發(fā)明中液壓傳動系統(tǒng)包括一個動力源3，一個與動力源連接的行星齒輪減速器5，一個可變排量液壓泵11(與行星齒輪減速器連接)，動力源3的一部分動力通過一根連接到行星齒輪減速

5、器5的傳動軸17輸出，另一部分動力輸出至可變排量液壓馬達(dá)31和37，可變排量液壓馬達(dá)從液壓泵獲得高壓油并輸出動力至傳動軸，與一號馬達(dá)不同的是，在二號變量馬達(dá)和傳動軸之間安裝一個離合器45。</p><p><b>　　應(yīng)用領(lǐng)域</b></p><p>　　本文介紹的是一個關(guān)于流體傳動的發(fā)明，這種流體傳動特別適用于需要連續(xù)變速的、在各種不同速度下工作的車輛。</p

6、><p><b>　　技術(shù)背景</b></p><p>　　傳統(tǒng)的設(shè)計中，通常采取的是液壓泵和液壓馬達(dá)組合成不切斷動力的傳動設(shè)備的設(shè)計。常用的傳動裝置依靠液壓驅(qū)動裝置和行星齒輪減速器實現(xiàn)動力的無級變速，通過液力機械變速器和多級傳動器實現(xiàn)逐步變速(參見《SAE TECHNICAL PAPER SERIES 941722, Hiroyuki Mitsuya et al, SA

7、E INTERNATIONAL. 1994》的1-10頁)。按此文獻(xiàn)中描述，當(dāng)使用了液壓驅(qū)動裝置和行星齒輪減速器時，輸入的扭矩被分成兩部分，一部分進(jìn)入液壓驅(qū)動裝置的液壓泵以驅(qū)動液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)輸出扭矩至太陽輪；另一部分輸入扭矩作用到行星齒輪減速器的行星輪上，預(yù)定扭矩由齒圈輸出。在此情況下，根據(jù)由液壓馬達(dá)帶動的太陽輪速度設(shè)計齒圈。</p><p>　　在使用了液壓傳動和多級傳動器的情況下，輸入扭矩被分成兩部分，一

8、部分輸入液壓驅(qū)動系統(tǒng)的液壓泵以帶動液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的輸出功率傳遞到行星輪上。另一部分扭矩通過多級傳動器傳遞到行星齒輪減速器的太陽輪上，然后通過齒圈輸出。在此情況下，齒圈根據(jù)行星輪的輸入轉(zhuǎn)速，按照預(yù)定的大小連續(xù)輸出扭矩。開始工作時，傳動器作為純液壓驅(qū)動裝置將速度做從零到預(yù)定變化的轉(zhuǎn)換，并和液力機械變速器共同工作轉(zhuǎn)換速度。雖然這種方法稱為連續(xù)可變傳動，但是這種變速方法需要換擋，就帶來了換擋沖擊的問題，而且，需要使用一個變速器來改變速度，這

9、又帶來了成本提高的問題。</p><p><b>　　發(fā)明簡介</b></p><p>　　此研究的目的是克服以上所述缺點，此研究的目標(biāo)是提供一種完全連續(xù)可變的，不需要換擋的液壓傳動系統(tǒng)，并且要求其成本低，有足夠的傳動效率，而且能在狹小空間內(nèi)安裝。</p><p>　　為了達(dá)到上訴要求，此發(fā)明中液壓傳動系統(tǒng)包括一個動力源，一個行星齒輪減速器(連

10、接到動力源上)，一個可變排量液壓泵(連接到行星齒輪減速器上)，動力源的一部分動力通過一根連接到行星齒輪減速器的傳動軸輸出，另一部分動力輸出至變量液壓馬達(dá)，變量液壓馬達(dá)從液壓泵獲得高壓油并輸出動力至傳動軸，與一號馬達(dá)不同的是，在二號變量馬達(dá)和傳動軸之間安裝一個離合器。</p><p>　　在上訴情況下，動力源輸出的動力被行星齒輪減速器分離，一部分輸出至液壓泵，一部分輸出至輸出軸以驅(qū)動行走部件。液壓泵為兩個變量馬達(dá)提

11、供壓力油，當(dāng)達(dá)到第一預(yù)定速度時，通過將一個液壓馬達(dá)的容量變成零達(dá)到連續(xù)改變車輛速度，而當(dāng)達(dá)到第二預(yù)定速度時則將第二個變量馬達(dá)的排量置零。</p><p>　　在液力傳動中，可以考慮在第二變量馬達(dá)和輸出軸直接安裝一個減速器。在這種情況下，由于使用了減速器，速比將變得更大，這樣就可以使用結(jié)構(gòu)緊湊，排量較小的液壓馬達(dá)達(dá)到大扭矩輸出。由于二號液壓馬達(dá)需要能在允許轉(zhuǎn)速時調(diào)整容量為零，并且可用離合器切斷和輸出軸的連接以保證轉(zhuǎn)

12、速不超過允許轉(zhuǎn)速，可以將液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速限制在允許轉(zhuǎn)速。</p><p>　　在液壓傳動中，可能需要在行星齒輪減速器和一號變量馬達(dá)之間安裝一個標(biāo)準(zhǔn)的和一個反向旋轉(zhuǎn)離合器，并且可能需要使用雙通道的變量泵。在此情況下，離合器被安裝在輸出軸上，這里的輸出扭矩較小，可減小離合器安裝需要的空間并降低成本。</p><p><b>　　圖1</b></p><p

13、><b>　　圖2</b></p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　附圖簡要說明</b></p><p>　　圖1為所述液壓傳動設(shè)備的示意圖</p><p>　　圖2的曲線表示了車輛速度，變量泵和變量馬達(dá)容量，已經(jīng)扭矩之間的關(guān)系</p&

14、gt;<p>　　圖3表示的是車輛速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系</p><p>　　實現(xiàn)此方案的最佳模型</p><p>　　首先，圖1和圖3介紹了液壓傳動系統(tǒng)實例。圖2橫軸表示輸出軸轉(zhuǎn)速車輛速度，縱軸表示輸出扭矩。圖3橫軸表示輸出軸轉(zhuǎn)速車輛速度，縱軸表示液壓泵和液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　如圖1所示，在液壓傳動系統(tǒng)1中，驅(qū)動設(shè)備作為動力源3通過行星齒輪

15、減速器5的行星架7a連接到行星齒輪7上，下文中將行星齒輪減速器稱為行星減速器，一個液壓泵11連接至一級太陽輪9，然后，一根輸出軸17通過一個標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)齒輪15連接至次級太陽輪13。這樣一來，動力源的動力分成兩部分輸出行星減速器5，一部分通過一級太陽輪9輸入液壓泵11，另一部分從二級太陽輪13輸出到輸出軸。 輸出軸17上安裝有一個標(biāo)準(zhǔn)離合器19，在行星減速器5和一級液壓馬達(dá)31之間安裝了換向離合器21</p><p>

16、;　　所用標(biāo)準(zhǔn)離合器19受到由行星減速器5傳遞的動力源3的扭矩，此扭矩由標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)齒輪15和二級太陽輪13嚙合傳遞。 標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)離合器19由一個標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)離合器殼19和標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)齒輪15整體成型構(gòu)成，標(biāo)準(zhǔn)換向離合器片19b和輸出軸17整體成型。 當(dāng)正常旋轉(zhuǎn)時，標(biāo)準(zhǔn)換向離合器19從行星減速器5接受動力源3的動力并以正常扭矩輸出至輸出軸。一個換向輸入齒輪23與二級太陽輪13嚙合。 換向齒輪的一端輪齒23a與二級太陽輪嚙合，另一端輪齒23b于換向齒輪

17、25嚙合。二級太陽輪13的扭矩通過換向齒輪25形成的傳動鏈傳遞到換向離合器21上。</p><p>　　換向離合器21由換向離合器殼21a和換向齒輪25整體成型加工而成，而換向離合器片21和輸出軸17整體成型而成。換向離合器21在反向旋轉(zhuǎn)時接合，接收從行星減速器5傳遞的動力源3的動力，并將反向扭矩傳遞到輸出軸17上。一號液壓馬達(dá)31安裝在標(biāo)準(zhǔn)離合器之后，換向離合器19安裝在輸出軸17上，一號液壓馬達(dá)31的輸出扭矩

18、從輸出軸17輸出。 因此，一號液壓馬達(dá)31的輸出扭矩不經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)離合器19和換向離合器21而從輸出軸17輸出。</p><p>　　一號液壓馬達(dá)31通過管道33和35，二號液壓馬達(dá)37通過33和35的分支33a和35a，兩個馬達(dá)并列連接到液壓泵11上，液壓泵與一級太陽輪9接合。而此輸出齒輪與馬達(dá)輸出軸相連41。這個馬達(dá)達(dá)輸出齒輪39與馬達(dá)輸出軸37a形成了馬達(dá)減速器，將降低了的二號液壓馬達(dá)37的速度傳遞到輸出軸17

19、上。因此，二號液壓馬達(dá)37可以在保持結(jié)構(gòu)緊湊的前提下傳遞較大扭矩。</p><p>　　馬達(dá)輸出軸齒輪41通過馬達(dá)離合器45和輸出軸17連接，以避免將輸出軸17過大的轉(zhuǎn)速傳遞到二號液壓馬達(dá)37。馬達(dá)離合器45由離合器殼45a和輸出軸整體成型制成，而離合器片45b和馬達(dá)輸出軸41整體成型，當(dāng)馬達(dá)離合器45接合時，將二號液壓泵37的輸出扭矩輸出至馬達(dá)離合器45所在的輸出軸17。</p><p>

20、;　　可變排量液壓泵11是一臺雙通道變量泵，當(dāng)操縱桿51從空擋處變化位置時，一個斜盤以正向或反向角度傾斜。如圖2所示，當(dāng)變量泵11的排量連續(xù)變化時，使速度從X0點變化到Xa點（車輛第一預(yù)定速度），當(dāng)車輛速度超過Xa點（車輛第一預(yù)定速度）時，斜盤仍然保持在預(yù)定角度以保證排量最大，見圖2中線A 。當(dāng)操縱桿在此位置時，液壓泵相應(yīng)地將液壓油輸出到管道33和35。</p><p>　　由圖三中的B線所示，當(dāng)車輛速度增加即輸

21、出軸轉(zhuǎn)速增加時，由于行星減速器5作用，液壓泵11的轉(zhuǎn)速持續(xù)降低。也就是說，當(dāng)二號太陽輪13轉(zhuǎn)速增加時，連接一號太陽輪9的液壓泵11轉(zhuǎn)速下降。</p><p>　　一號液壓馬達(dá)31是單通道變量馬達(dá)，連接著輸出軸17，馬達(dá)的輸出扭矩通過輸出軸17，附加上通過標(biāo)準(zhǔn)離合器19或換向離合器21傳遞至行星減速器5的扭矩輸出。一號液壓馬達(dá)31的斜盤傾斜角度從空擋位置至最大位置是由一個稱為一號斜盤角度控制機構(gòu)控制55，這個控制機

22、構(gòu)從操縱桿控制51的控制器60獲得控制命令。</p><p>　　對于一號液壓馬達(dá)31的排量，一號斜盤角度控制機構(gòu)55會在第一預(yù)定速度的Xo至Xb點時控制斜盤角度，使排量保持在最大，然后當(dāng)車輛速度超過第一預(yù)定速度的Xb點，直至達(dá)到車輛的最大速度點Xm的過程中，排量將逐漸減小，當(dāng)達(dá)到最大速度時，此時排量將變?yōu)榱?，見圖二中點劃線C。 圖三中點劃線D顯示了當(dāng)車輛速度為零，處于Xo點，直至車輛最高速度，處于Xm點的過程

23、中一號液壓馬達(dá)31和輸出軸17轉(zhuǎn)速增加的情況</p><p>　　二號液壓馬達(dá)37是一種單通道可變排量液壓馬達(dá)，安裝有馬達(dá)輸出齒輪39，二號液壓馬達(dá)37的輸出扭矩通過馬達(dá)減速器43和馬達(dá)離合器45，加上第一液壓馬達(dá)31和行星減速器5通過標(biāo)準(zhǔn)離合器19或換向離合器21傳遞過來的動力一起傳遞到輸出軸17上。第二液壓馬達(dá)中，斜盤傾斜角度從最大位置至空擋位置是由一個稱為二號斜盤角度控制機構(gòu)57控制，這個控制機構(gòu)從操縱桿控

24、制51的控制器60獲得控制命令。</p><p>　　作為二號液壓馬達(dá)的排量，二號斜盤角度控制機構(gòu)57會在第一預(yù)定速度的Xo至Xa點時控制斜盤角度，使排量保持在最大，然后當(dāng)車輛速度超過第一預(yù)定速度的Xa點，直至達(dá)到車輛的第二預(yù)定速度Xb點的過程中，排量將逐漸減小，當(dāng)速度達(dá)到Xb點時，此時排量將變?yōu)榱?，見圖二中雙點劃線E。圖三中雙點劃線J顯示了當(dāng)車輛速度為零，處于Xo點，直至車輛達(dá)到第二預(yù)定速度Xb點的過程中二號

25、液壓馬達(dá)37轉(zhuǎn)速增加的情況。</p><p>　　現(xiàn)在用圖一和圖三解釋上訴的工作過程實例 。首先，當(dāng)操縱手柄位51于N位置的空擋， 此時液壓泵11的斜盤在受手柄51控制下處于空擋位置，此時液壓泵排量為零。此時液壓泵11不向一號液壓馬達(dá)31和二號液壓馬達(dá)37輸出壓力油，所以轉(zhuǎn)速為零。同時，操作手柄51控制標(biāo)準(zhǔn)離合器19和換向離合器21，使它們的輸出轉(zhuǎn)速都為零。此情況下，兩個液壓馬達(dá)31和37，以及動力源3的動力不會

26、通過行星減速器5和標(biāo)準(zhǔn)齒輪15組成的傳動鏈傳遞到輸出軸17上，輸出軸17將不會轉(zhuǎn)動，這樣就使輸出扭矩為零。</p><p>　　下面說明當(dāng)操作手柄51從空擋N撥到前進(jìn)擋F時，車輛前進(jìn)的工作過程。液壓泵11在手柄51的控制下，斜盤從空擋傾斜至正常位置，排量從零增加到Xo點，增加的過程入A線所示；此時液壓泵11開始向一號液壓馬達(dá)31級二號液壓馬達(dá)37提供壓力油。與此同時，操作手柄51控制標(biāo)準(zhǔn)離合器19和馬達(dá)離合器45

27、，標(biāo)準(zhǔn)離合器19和馬達(dá)離合器45接合。此時，液壓馬達(dá)31和37共同輸出扭矩TH至輸出軸17。如圖二中的G線所示，行星減速器5的二級太陽輪13將動力源3的輸出扭矩通過標(biāo)準(zhǔn)齒輪15和標(biāo)準(zhǔn)離合器19，以機械轉(zhuǎn)矩的形式TM輸出至輸出軸17。輸出軸上的扭矩為兩個扭矩的和Ta =Th+Tm，如果圖二中H線所示。這兩個扭矩是馬達(dá)輸出扭矩和機械扭矩的最大值。</p><p>　　當(dāng)受到開始行駛時的阻力，輸出軸17無法旋轉(zhuǎn)時，行星

28、減速器5的二級太陽輪13被標(biāo)準(zhǔn)齒輪15鎖死，動力源3輸出至液壓泵11的輸出扭矩由一級太陽輪9輸出。當(dāng)輸出軸17無法轉(zhuǎn)動時，連接傳動軸17的一號液壓馬達(dá)31和二號液壓馬達(dá)37將停止轉(zhuǎn)動，此時從液壓泵11流出的液壓油將通過泄流閥(圖中未畫出)泄流。</p><p>　　當(dāng)液壓泵11處于泄流壓力下時，輸出扭矩作用在一號液壓馬達(dá)31上，并通過安裝在馬達(dá)上的輸出軸17輸出。同時，二號液壓馬達(dá)37的輸出扭矩通過馬達(dá)減速器43

29、得到提高，通過馬達(dá)離合器45輸出到輸出軸17上，如此就提高了一號液壓馬達(dá)的輸出扭矩，然后通過輸出軸17以馬達(dá)扭矩Th的形式輸出。此時，馬達(dá)最大輸出扭矩Th，即液壓馬達(dá)31和37的扭矩的總和Tao共同作用在輸出軸17上，同時作用在輸出軸上的還有行星減速器5中齒圈13傳遞的機械扭矩Tm。此時，輸出軸17輸出較大的驅(qū)動力。</p><p>　　接下來，說明輸出軸克服阻力開始轉(zhuǎn)動之后的情況。液壓泵的排量在作為速度控制手柄

30、的操縱手柄51的控制下增加，同時，二級太陽輪13開始旋轉(zhuǎn)，漸漸使一級太陽輪9的轉(zhuǎn)速沿著線B降低。以此配合，液壓泵11的轉(zhuǎn)速也逐漸降低至對應(yīng)最大車輛速度的Xm點。此時，液壓泵的排量增加到對應(yīng)車輛第一預(yù)定速度的Xa點，這個增加的過程見圖中線A。因此，液壓油的流量在轉(zhuǎn)速降低的情況下升高，液壓馬達(dá)31和37的轉(zhuǎn)速都加大，則車輛速度也將加快。</p><p>　　當(dāng)車輛速度達(dá)到第一預(yù)定速度Xa，在控制手柄51和二號液壓馬達(dá)

31、斜盤角度控制機構(gòu)57的控制下，二號液壓馬達(dá)37排量逐漸降低，而其轉(zhuǎn)速隨著排量降低相應(yīng)逐漸升高。此時，一號液壓馬達(dá)31保持最大排量不變，但是由于二號液壓馬達(dá)37所接受的壓力油流量減少而液壓泵11輸出流量增加，一號液壓馬達(dá)31的流量增加，其轉(zhuǎn)速也加快，這樣輸出軸17的轉(zhuǎn)速也將加快。在車輛速度超過第一預(yù)定速度Xa，直到達(dá)到第二預(yù)定速度Xb，二號液壓馬達(dá)37的排量將持續(xù)降低。</p><p>　　當(dāng)車輛速度達(dá)到第二預(yù)定速

32、度Xb時，二號液壓馬達(dá)斜盤角度控制機構(gòu)57將二號液壓馬達(dá)排量降低為零，此時離合器45脫離。此時，二號液壓缸37與輸出軸17分離，這種情況下即使二號液壓缸37轉(zhuǎn)速很高，對系統(tǒng)運行也沒有影響。</p><p>　　.一號液壓馬達(dá)31的排量繼續(xù)在一號液壓馬達(dá)斜盤角度控制機構(gòu)55的控制下降低，同時進(jìn)入液壓馬達(dá)的液壓油流量也隨著液壓泵的轉(zhuǎn)速降低而降低。盡管如此，一號液壓馬達(dá)31通過降低排量，加大了轉(zhuǎn)速，也就加大了輸出軸17

33、的轉(zhuǎn)速。從車輛速度超過第二預(yù)定速度Xb開始，直至達(dá)到車輛最高速度Xm，一號液壓缸的排量都在減小。</p><p>　　當(dāng)一號液壓馬達(dá)斜盤角度控制機構(gòu)55將一號液壓馬達(dá)31的排量降低到零時，車輛速度達(dá)到最大值。當(dāng)液壓馬達(dá)31的轉(zhuǎn)速為零時，液壓泵11的轉(zhuǎn)速也將降為零，一級太陽輪9也將停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)一級太陽輪9停止轉(zhuǎn)動時，行星減速器5將所有動力源3的動力通過行星架13，標(biāo)準(zhǔn)齒輪15，標(biāo)準(zhǔn)離合器19的純機械傳動路線傳遞到輸

34、出軸上。</p><p>　　當(dāng)操縱桿51從F或R位置變換到空擋N時，降低車輛速度的過程與上述過程的相反。當(dāng)操縱桿51從空擋N變換到倒檔T時，傳動裝置工作的過程和前進(jìn)擋相同，所以省略詳細(xì)的說明。</p><p>　　動力源3，液壓泵11，輸出軸17都可能連接行星輪7，在不影響上述工作的情況下一級太陽輪9和二級太陽輪13可以優(yōu)化選擇。示例中采用了雙太陽輪行星減速器5，但是實際應(yīng)用中可以考慮采