基于邏輯控制的多齒輪泵串聯(lián)多齒輪馬達(dá)有級(jí)變速系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于一種多個(gè)不同排量同軸齒輪泵串聯(lián)多個(gè)不同排量同軸齒輪馬達(dá) 有級(jí)變速系統(tǒng)，可以應(yīng)用于調(diào)速范圍大，高可靠性，低成本、對(duì)油液要求較低的調(diào)速系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002] 自動(dòng)變速箱是相對(duì)于手動(dòng)變速箱而出現(xiàn)的一種能夠自動(dòng)根據(jù)引擎轉(zhuǎn)速來(lái)?yè)Q擋的 設(shè)備。自動(dòng)撥（自動(dòng)變速器）的汽車(chē)，能根據(jù)路面狀況自動(dòng)變速變矩，駕駛者可以全神貫住 地視路面交通而不會(huì)被換檔搞得手忙腳亂。
[0003]傳統(tǒng)行星齒輪式自動(dòng)變速器AT是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成， 通過(guò)液力傳遞和齒輪組合的方式來(lái)達(dá)到變速變矩。其中液力變矩器是AT最具特點(diǎn)的部件， 它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，直接輸入發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞扭矩和離合作用。然而液力變 矩器傳動(dòng)效率低，變矩范圍有限，并且機(jī)構(gòu)復(fù)雜，修理困難。在液力變矩器內(nèi)高速循環(huán)流動(dòng) 的液壓油會(huì)產(chǎn)生高溫，所以要用指定的耐高溫液壓油。
[0004]在某些需要大范圍調(diào)速、高可靠性、低成本、對(duì)油液要求較低的場(chǎng)合，需要一種控 制方便、成本低且可靠性高的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)系統(tǒng)的需求。在低成本的前提下，本專(zhuān)利 引用了專(zhuān)利號(hào)為ZL201110107578. 3用多個(gè)定量泵實(shí)現(xiàn)連續(xù)有級(jí)變量的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供一種基于邏輯控制的多齒輪泵串聯(lián)多齒輪馬達(dá)有級(jí)變速系統(tǒng)，目 的是利用多個(gè)不同排量的同軸齒輪泵和多個(gè)不同排量的同軸齒輪馬達(dá)串聯(lián)，提供一種轉(zhuǎn)速 及轉(zhuǎn)矩可以多級(jí)變化的調(diào)速系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：n個(gè)不同排量的同軸齒輪泵組僉，與m個(gè)不同排量 的同軸齒輪馬達(dá)組僉通過(guò)一電磁換向閥串聯(lián)連接，其中m多2的自然數(shù)，n多2的自然數(shù)。
[0007]本實(shí)用新型所述n個(gè)不同排量的同軸齒輪泵組合結(jié)構(gòu)是：由n個(gè)不同排量的齒輪 泵通軸串聯(lián)組合而成，并由n個(gè)二位三通電磁換向閥對(duì)其進(jìn)行控制，各個(gè)齒輪泵的吸油口 分別與油箱相連，出口分別接一個(gè)兩位三通電磁換向閥的進(jìn)油口，該兩位三通電磁換向閥 的另兩個(gè)油口分別與油箱和總排油口相通，第1個(gè)齒輪泵的排量為ql，第n個(gè)齒輪泵的排量 為qn=qlX2n'
[0008]本實(shí)用新型所述m個(gè)不同排量的同軸齒輪馬達(dá)組合結(jié)構(gòu)是：由m個(gè)不同排量的齒 輪馬達(dá)同軸串聯(lián)組合而成，各個(gè)齒輪馬達(dá)的進(jìn)油口分別接一個(gè)兩位四通的電磁換向閥，出 油口接至同一兩位四通電磁換向閥，由m個(gè)二位四通電磁換向閥對(duì)其進(jìn)行控制，第1個(gè)齒輪 馬達(dá)的排量為ql，第m個(gè)齒輪馬達(dá)的排量為qm=qlX2111'
[0009]本實(shí)用新型所述同軸齒輪泵組合與發(fā)動(dòng)機(jī)直接連接，同軸齒輪馬達(dá)組合輸出軸與 變速箱連接，當(dāng)有n個(gè)齒輪泵，m個(gè)齒輪馬達(dá)，齒輪馬達(dá)組合就會(huì)輸出2m+n種轉(zhuǎn)速，2m種轉(zhuǎn)矩。
[0010] 本實(shí)用新型所述電磁換向閥采用三位四通電磁換向閥。
[0011] 本實(shí)用新型控制與齒輪馬達(dá)連接的三位四通電磁換向閥電磁鐵的通斷，接通時(shí)齒 輪馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，不接通時(shí)齒輪馬達(dá)空轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)齒輪馬達(dá)排量以及轉(zhuǎn)矩的有級(jí)變化。
[0012] 本實(shí)用新型通過(guò)單片機(jī)、PLC或計(jì)算機(jī)控制電磁換向閥的通斷電以實(shí)現(xiàn)不同排量 的齒輪泵組合串聯(lián)不同排量的齒輪馬達(dá)組合輸出不同的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩。
[0013] 本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型提供的多級(jí)齒輪泵串聯(lián)多級(jí)齒輪馬達(dá)的有級(jí) 變速系統(tǒng)，可以通過(guò)單片機(jī)、PLC或計(jì)算機(jī)等控制電磁換向閥的通斷，進(jìn)而控制各個(gè)齒輪泵 是否向系統(tǒng)供油，各個(gè)齒輪馬達(dá)是否空轉(zhuǎn)，得到齒輪泵和齒輪馬達(dá)不同排量的組合，實(shí)現(xiàn)多 級(jí)變速和變矩。由于齒輪泵和齒輪馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，抗油液污染能力強(qiáng)的優(yōu) 點(diǎn)，因此用來(lái)代替變矩器，應(yīng)用于需要大范圍調(diào)速、高可靠性、低成本、對(duì)油液要求較低的場(chǎng) 合。齒輪泵與齒輪馬達(dá)排量變化會(huì)以最小的齒輪泵和齒輪馬達(dá)的排量ql為步距進(jìn)行變化， 齒輪泵排量的取值為〇,ql，2ql，3ql，……，（n_l)ql;齒輪馬達(dá)的排量取值為0,ql，2ql， 3ql，……，（m-l)ql;系統(tǒng)的工作過(guò)程相當(dāng)于對(duì)一個(gè)連續(xù)調(diào)節(jié)的排量曲線(xiàn)的離散化過(guò)程。該 種離散化的變量方式與變量式液壓泵和變量式液壓馬達(dá)相比具有更高的響應(yīng)速度。本實(shí)用 新型所述的基于邏輯控制的多齒輪泵串聯(lián)多齒輪馬達(dá)有級(jí)變速系統(tǒng)與傳統(tǒng)液力變矩器相 比具有較高的傳動(dòng)效率。本實(shí)用新型提供的多個(gè)不同排量同軸齒輪泵串聯(lián)多個(gè)不同排量同 軸齒輪馬達(dá)多級(jí)變速系統(tǒng)，可以應(yīng)用于調(diào)速范圍大，高可靠性，低成本、對(duì)油液要求較低的 調(diào)速系統(tǒng)中，以替代傳統(tǒng)的變矩器。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型n個(gè)齒輪泵串聯(lián)m個(gè)齒輪馬達(dá)有級(jí)變速液壓系統(tǒng)原理圖；
[0015] 圖2是本實(shí)用新型三個(gè)齒輪泵串聯(lián)三個(gè)齒輪馬達(dá)有級(jí)變速液壓系統(tǒng)原理圖；
[0016] 圖3是本實(shí)用新型三個(gè)齒輪泵串聯(lián)三個(gè)齒輪馬達(dá)有級(jí)變速液壓系統(tǒng)的馬達(dá)輸出 轉(zhuǎn)速變化曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]n個(gè)不同排量的同軸齒輪泵組合1,與m個(gè)不同排量的同軸齒輪馬達(dá)組合2通過(guò)一 電磁換向閥3串聯(lián)連接，其中m多2的自然數(shù)，n多2的自然數(shù)。
[0018] 本實(shí)用新型所述n個(gè)不同排量的同軸齒輪泵組合1結(jié)構(gòu)是：由n個(gè)不同排量的齒 輪泵通軸串聯(lián)組合而成，并由n個(gè)二位三通電磁換向閥6對(duì)其進(jìn)行控制，各個(gè)齒輪泵的吸油 口分別與油箱4相連，出口分別接一個(gè)兩位三通電磁換向閥的進(jìn)油口，該兩位三通電磁換 向閥的另兩個(gè)油口分別與油箱和總排油口相通，第1個(gè)齒輪泵的排量為ql，第n個(gè)齒輪泵的 排量為qn=qlX〗11-1。
[0019]本實(shí)用新型所述m個(gè)不同排量的同軸齒輪馬達(dá)組合2結(jié)構(gòu)是：由m個(gè)不同排量的 齒輪馬達(dá)同軸串聯(lián)組合而成，各個(gè)齒輪馬達(dá)的進(jìn)油口分別接一個(gè)兩位四通的電磁換向閥7， 出油口接至同一兩位四通電磁換向閥，由m個(gè)二位四通電磁換向閥對(duì)其進(jìn)行控制，第1個(gè)齒 輪馬達(dá)的排量為ql，第m個(gè)齒輪馬達(dá)的排量為qm=qlX2111'
[0020] 本實(shí)用新型所述同軸齒輪泵組合與發(fā)動(dòng)機(jī)直接連接，同軸齒輪馬達(dá)組合輸出軸與 變速箱5連接，當(dāng)有n個(gè)齒輪泵，m個(gè)齒輪馬達(dá)，齒輪馬達(dá)組合就會(huì)輸出2m+n種轉(zhuǎn)速，2 m種轉(zhuǎn) 矩。
[0021] 本實(shí)用新型所述電磁換向閥采用三位四通電磁換向閥。
[0022] 本實(shí)用新型控制與齒輪馬達(dá)連接的三位四通電磁換向閥電磁鐵的通斷，接通時(shí)齒 輪馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，不接通時(shí)齒輪馬達(dá)空轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)齒輪馬達(dá)排量以及轉(zhuǎn)矩的有級(jí)變化。
[0023] 本實(shí)用新型通過(guò)單片機(jī)、PLC或計(jì)算機(jī)控制電磁換向閥的通斷電以實(shí)現(xiàn)不同排量 的齒輪泵組合串聯(lián)不同排量的齒輪馬達(dá)組合輸出不同的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩。
[0024] 1、齒輪泵排量的選擇：
[0025] 如圖1所示（ql>q2>q3……qn)，對(duì)于齒輪泵出口的二位三通電磁換向閥：
[0026] 當(dāng)所有電磁鐵都沒(méi)有通電時(shí)，齒輪泵排出的油液分別通過(guò)換向閥流回油箱（處于 卸荷狀態(tài)），此時(shí)齒輪泵排出的油液直接通過(guò)換向閥流回油箱，壓力很低，所以功率損失很 小，此時(shí)系統(tǒng)中沒(méi)有流量。
[0027] 當(dāng)只有電磁鐵1DT1通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的電磁換向閥換向，排量為ql的齒輪泵排出的油 液進(jìn)入系統(tǒng)，其它齒輪泵處于卸荷狀態(tài)，此時(shí)進(jìn)入排量為ql。
[0028] 當(dāng)只有電磁鐵2DT1通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的電磁換向閥換向，排量為q2的齒輪泵排出的油 液進(jìn)入系統(tǒng)，其它齒輪泵處于卸荷狀態(tài)，此時(shí)為排量為q2。
[0029] 當(dāng)電磁鐵IDT1、2DT1通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電磁換向閥換向，排量為ql、q2的齒輪泵 排出的油液進(jìn)入系統(tǒng)，其它齒輪泵處于卸荷狀態(tài)，此時(shí)排量為ql+q2。
[0030] 當(dāng)只有電磁鐵3DT1通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的電磁換向閥換向，排量為q3的齒輪泵排出的油 液進(jìn)入系統(tǒng)，其它齒輪泵處于卸荷狀態(tài)，此時(shí)排量為q3。
[0031] 當(dāng)電磁鐵1DT1、3DT1通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電磁換向閥換向，排量為ql、q3的齒輪泵 排出的油液進(jìn)入系統(tǒng)，其它齒輪泵處于卸荷狀態(tài)，此時(shí)排量為ql+q3。
[0032] 當(dāng)電磁鐵2DT1、3DT1通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電磁換向閥換向，排量為q2、q3的齒輪泵 排出的油液進(jìn)入系統(tǒng)，其它齒輪泵處于卸荷狀態(tài)，此時(shí)排量為q2+q3。
[0033] 當(dāng)電磁鐵1DT1、2DT1、3DT1通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的三個(gè)電磁換向閥換向，排量為ql、q2、q3 的齒輪泵排出的油液進(jìn)入系統(tǒng)，其它齒輪泵處于卸荷狀態(tài)，此時(shí)排量為ql+q2+q3。
[0034] ......
[0035] 這樣由n個(gè)不同排量的齒輪泵及n個(gè)電磁換向閥組成的系統(tǒng)，根據(jù)n個(gè)電磁閥的 通斷電狀態(tài)，總共可以組合出2n種泵的排量。但是，如果這n個(gè)齒輪泵的排量選擇不合理， 在這2n種泵的排量就會(huì)出現(xiàn)相同的情況，為了避免這種情況發(fā)生，第n個(gè)齒輪泵的排量應(yīng) 滿(mǎn)足數(shù)學(xué)關(guān)系式qn=qlX2n'
[0036] 2?馬達(dá)排量的選擇：
[0037] 如圖1所示，m個(gè)齒輪馬達(dá)采用同軸連接。若泵流量為Q，齒輪馬達(dá)工作壓力為P 時(shí)，對(duì)于齒輪馬達(dá)進(jìn)油口處的二位三通電磁換向閥：
[0038] 當(dāng)所有電磁鐵都沒(méi)有通電時(shí)，齒輪馬達(dá)進(jìn)油口和出油口壓力相同，不向外輸出動(dòng) 力，此時(shí)輸出轉(zhuǎn)速為零。
[0039] 當(dāng)只有電磁鐵1DT2通電時(shí)，對(duì)應(yīng)電磁換向閥換向，此時(shí)齒輪馬達(dá)排量為qml