[实用新型]脉宽调制液压无级变速器

说明书

技术领域

   本实用新型涉及一种液压马达调速系统，尤其是液压马达用脉宽调制液压

无级变速器。 

背景技术

已有的变速装置中，包括机械无级变速器，液压无级变速器，液压机械式无级变速器被分别用在各个领域。

现有的液压马达无级变速器，基本形式主要有容积调速和节流调速两类。容积调速系统的典型结构是泵控液压马达系统，它通过改变变量泵的排量来对马达输出进行控制。这种控制方法具有功率损失小，效率高的优点，因此在很多场合得到了应用，尤其是大功率系统中，但它具有低速不稳定，动态特性较差的缺点。节流调速是通过调节伺服阀的开度来调节进入液压马达的流量。从而控制马达的速度，这种系统的特点是响应快，效率低，适用于动态特性高的场合。然而，对于大功率液压马达变速系统，传统的阀控形式无法解决溢流损失造成的系统温升高、散热难的问题, 因此必须采用效率较高的容积控制系统以解决发热量大的问题, 但容积控制系统虽然效率较高, 可动态性能较差, 不适于高精度的场合。因此也出现了阀泵联合控制液压马达无级变速系统，该系统动态特性好，效率高，但控制复杂，造价成本高，不易普及推广使用。仅在要求高的特殊场合下使用。

液压无级变速器具有布局灵活方便；无级调速范围宽；起步、调速及换向柔和、迅速、冲击小；动特性优异，操作舒适等优点，已广泛用于工程机械、农林业机械、环保机械、矿山机械等领域，是一种很有发展前途的变速装置。但是，现有技术的液压无级变速器存在体积大、结构复杂、效率较低、组件比较精密、成本较高等不足，限制了其应用的场合，尤其不适宜用于长距离稳定行驶的车辆。

实用新型内容

本实用新型的主要目的首先在于解决现有阀、泵控马达调速系统，效率与动态特性之间的矛盾的问题，其次在于提高系统的可靠性和降低成本，提

供一种脉宽调制液压无级变速器。

本实用新型的技术方案，脉宽调制液压无级变速器，包括液压管路，其特征在于：在液压管路上设置有定量泵、高速开关阀、单向阀、液压马达和蓄能器，高速开关阀并联在定量泵的两端，再串联一个单向阀，单向阀后面设置蓄能器，液压马达设置在单向阀与蓄能器之间。

进一步的特征是：还包括带阻尼孔的锥阀，锥阀与高速开关阀连接，由高速开关阀控制锥阀的开启度，锥阀与油箱连接，将卸荷后的油液通入油箱内。

本液压回路系统中，变速控制主要由控制器产生PWM脉宽调制信号，驱动高速开关阀作动，按照PWM信号的频率、高低电平的占空比控制高速开关阀的打开与闭合。由于高速开关阀并联定量泵两端，当高速开关阀打开时，定量泵进、出油口短路连通，流量流向高速开关阀处于卸荷状态；当高速开关阀关闭时，定量泵流量直接通过单向阀流向液压马达。而单向阀的作用是当高速开关阀处于打开状态时，泵单元卸荷导致马达油腔卸荷，流量回流。因此，控制器PWM脉宽调制信号控制高速开关阀直接导致泵单元控制流量的大小。正因为流量以脉动方式出油，所以增加蓄能器来吸收液压泵压力脉动，提高液压马达运动的平稳性。整个系统采用脉冲流量供油方式，当高速开关阀工作频率很高时，负载压力一般不会出现不稳定振荡情况。由于高速开关阀都工作在全开或全关的状态，所以功率损失小，提高了液压系统的工作效率。系统液压马达速度控制可通过输出端外接速度传感器，组成闭环控制系统，控制精度高。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：

1、与泵控马达无级变速系统相比：系统具有阀控调速系统动态响应快的特点，低速状态更加稳定，结构简单，成本低廉。

2、与阀控马达无级变速系统相比：系统效率得到明显提高；马达进油口增加单向阀，降低减速过程中对马达内腔压力的影响，以及在存在扰动负载时，减小马达腔内的压升导致旁路流量的激增，造成液压冲击；蓄能器提高系统刚度。溢流损失功率小，系统温升小，结构简单，成本低廉。

3、系统采用高速开关阀同伺服阀、比例阀相比，具有价格低廉、快速响应性好、抗污染能力强、易于实现数字控制等优点。

4、整个液压系统结构更加紧凑,生产成本低廉，工作平稳、操纵灵活、易于实现一体化，是一种很有发展前途的液压调速装置。

附图说明

图1为本实用新型脉宽调制液压无级变速器示意图；

图2为本实用新型脉宽调制液压无级变速器第二种结构示意图；

图3是本实用新型高速开关阀控制锥阀原理图。

图中， 1—液压定量泵、2—高速开关阀、3—单向阀、4—液压马达、      

5—蓄能器、6—锥阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。