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一种交流同步定量机电液耦合器

阅读：367发布：2021-02-27

专利汇可以提供一种交流同步定量机电液耦合器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本新型涉及一种交流同步定量机电液耦合器，包括壳体，壳体内部设置机械能组件、斜盘液压能组件、电能组件；机械能组件包括传动轴，传动轴的前端伸出壳体；斜盘液压能组件包括斜盘、缸体、配流盘；缸体通过键连接在传动轴上；缸体包括柱塞孔、柱塞、滑履，滑履的底面与斜盘的楔面紧贴，并滑动；缸体的后方紧贴配流盘；电能组件包括定子铁芯，转子；定子绕组；定子铁芯为三个，固联在壳体内；定子铁芯外周绕有串联的定子绕组，定子绕组之间接出引线端子 U1、U2、U3，转子为永磁铁固定在缸体外，转子的极向颠倒相反设置，机械能、液压能、电能三者之间可以两两相互转化，任何一种形式的能量可以同时转化为另外两种形式的能量，任何两种形式的能量可以同时转化为另外一种形式的能量。，下面是一种交流同步定量机电液耦合器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种交流同步定量机电液耦合器，包括壳体(1)，所述壳体(1)前端设置法兰盘(31)、后方设置后盖(40)；其特征在于，所述壳体(1)内部设置机械能组件、斜盘液压能组件、电能组件；
所述机械能组件包括由前后轴承支撑的传动轴(21)，传动轴(21)的前端伸出壳体，并与法兰盘之间密封；
所述斜盘液压能组件包括斜盘(3)、缸体(15)、配流盘(13)；所述斜盘(3)通过圆柱销(19)固定在壳体(1)内部，所述缸体(15)通过键连接在传动轴(21)上；
在缸体(15)内设有贯穿缸体的柱塞孔，每个柱塞孔内均设有与柱塞孔滑动密封的柱塞，所述柱塞的头部设有滑履(4)，所述滑履(4)的底面与斜盘(3)的楔面紧贴，并沿着斜盘(3)的斜面滑动；所述缸体(15)的后方紧贴配流盘；
所述配流盘(13)紧贴后盖(40)设置，后盖(40)内设置上油路(41)、下油路(42)分别联通到配流盘(13)的两个配流窗口；
所述电能组件包括定子铁芯(9)，转子(10)；定子绕组(11)；绕组连接孔(17)；引线端子U1；引线端子U2；引线端子U3；
定子铁芯(9)为三个，等间距的固联在壳体(1)的内壁上；定子铁芯(9)外周绕有定子绕组(11)，三个定子绕组(11)串联，定子绕组之间接出引线端子U1、U2、U3，引线端子U1、U2、U3通过绕组连接孔(17)引出；转子(10)为两个，对称固定在缸体(15)外壁；转子(10)为永磁铁，两转子的极向颠倒相反设置；
机械能组件、斜盘液压能组件、电能组件分别产生的机械能、液压能、电能三者之间可以两两相互转化，任何一种形式的能量可以同时转化为另外两种形式的能量，任何两种形式的能量可以同时转化为另外一种形式的能量。
2.根据权利要求1所述的交流同步定量机电液耦合器，其特征在于：所述滑履(4)的上部压有回程盘(5)，回程盘(5)与球面弹簧座(18)通过球面副接触，球面弹簧座(18)右部止口内装有膜片弹簧(16)，膜片弹簧(16)右边是缸体(15)，膜片弹簧(16)被球面弹簧座(18)和缸体(15)压缩并产生弹力，所述球面弹簧座(18)通过键连接固定在传动轴上。
3.根据权利要求2所述的交流同步定量机电液耦合器，其特征在于：所述柱塞孔的前半部内嵌有导套(8)，柱塞孔与导套(8)过盈配合，导套(8)内径小于等于柱塞孔后半部内径；
导套(8)与柱塞(6)为小间隙配合。
4.根据权利要求3所述的交流同步定量机电液耦合器，其特征在于：所述的键连接为花键连接。
5.根据权利要求4所述的交流同步定量机电液耦合器，其特征在于：所述的缸体(15)上至少设置的6个柱塞孔。
6.根据权利要求5所述的交流同步定量机电液耦合器，其特征在于：所述的传动轴与前后轴承的内圈过渡或过盈配合。
7.根据权利要求6所述的交流同步定量机电液耦合器，其特征在于：所述的定子铁芯(9)采用与缸体(15)同轴的极靴。
8.根据权利要求7所述的交流同步定量机电液耦合器，其特征在于：所述的壳体(1)上设置有卸油口(14)。
9.根据权利要求8所述的交流同步定量机电液耦合器，其特征在于：前轴承(2)是向心推力球轴承或圆锥滚子轴承中。
10.根据权利要求9所述的交流同步定量机电液耦合器，其特征在于：后轴承(50)是向心推力球轴承或圆锥滚子轴承。

说明书全文

一种交流同步定量机电液耦合器

技术领域

[0001] 本新型涉及能量转换、传递和输出领域，具体为一种交流同步定量机电液耦合器。

背景技术

[0002] 发电机、电动机、斜盘式液压泵或液压马达、电动机-液压泵组合系统等动力装置目前广泛在用，相应的专利也枚不胜举，但上述装备存在系列弊端：(1)功能都比较单一，如发电机将其它形式能量转化为电能，电动机将电能转化为机械能，斜盘式液压泵或液压马达实现液压能和机械能的相互转化，电动机-液压泵组合系统实现电能向液压能的转化，等等；(2)电动机-液压泵等组合系统结构比较松散，能量转化传递环节多，效率低，也存在匹配不合理问题；(3)上述动力装置无法同时提供多种动力，而同时需要电能、液压能或机械能的场合又比较多，如汽车、工程机械等；(4)交通运输和工程施工领域的电动化趋势日益显著，电能的占比越来越高，电能与其它形式能量相互转化的动力装置的需求越来越迫切，而上述动力装置还无法灵活地满足这种需求；(5)还没有哪一种动力装备能同时实现机电液三种能量的相互转化，更好地实现重型车辆制动能的回收再利用。实用新型内容

[0003] 本新型的目主要在于克服上述液压动力装置结构松散、体积大、能量转换效率低、适应性差等弊端，形成一种结构高度集成，可实现电能、机械能、液压能三种能量相互耦合、相互转化的动力装置。

[0004] 本新型所采取的技术方案如下：

[0005] 一种交流同步定量机电液耦合器，包括壳体，所述壳体前端设置法兰盘、后方设置后盖，所述壳体内部设置机械能组件、斜盘液压能组件、电能组件；所述机械能组件包括由前后轴承支撑的传动轴，传动轴的前端伸出壳体，并与法兰盘之间密封；所述斜盘液压能组件包括：斜盘、缸体、配流盘；所述斜盘通过圆柱销固定在壳体内部，所述缸体通过键连接在传动轴上；在缸体内设有贯穿缸体的柱塞孔，每个柱塞孔内均设有与柱塞孔滑动密封的柱塞，所述柱塞的头部设有滑履，所述滑履的底面与斜盘的楔面紧贴，并沿着斜盘的斜面滑动；所述缸体的后方紧贴配流盘；所述配流盘紧贴后盖设置，后盖内的上油路、下油路分别联通到配流盘的两个配流窗口；所述电能组件包括定子铁芯，转子；定子绕组；绕组连接孔；引线端子U1；引线端子 U2；引线端子U3；定子铁芯为三个，等间距的固联在壳体的内壁上；
定子铁芯外周绕有定子绕组，三个定子绕组串联，绕组之间接出引线端子U1、U2、U3，引线端子U1、U2、U3通过绕组连接孔引出；转子为两个，对称固定在缸体外壁；转子为永磁铁，两转子的极向颠倒相反设置；机械能组件、斜盘液压能组件、电能组件分别产生的机械能、液压能、电能三者之间可以两两相互转化，任何一种形式的能量可以同时转化为另外两种形式的能量，任何两种形式的能量可以同时转化为另外一种形式的能量。

[0006] 进一步的：所述滑履的上部压有回程盘，回程盘与球面弹簧座通过球面副接触，球面弹簧座右部止口内装有膜片弹簧，膜片弹簧右边是缸体，膜片弹簧被球面弹簧座和缸体压缩并产生弹力，所述球面弹簧座通过键连接固定在传动轴上。

[0007] 进一步的：所述柱塞孔的前半部内嵌有导套，柱塞孔与导套过盈配合，导套内径小于等于柱塞孔后半部内径；导套与柱塞为小间隙配合。

[0008] 进一步的：所述的键连接为花键连接。

[0009] 进一步的：所述的缸体上至少设置的个柱塞孔。

[0010] 进一步的：所述的传动轴与前后轴承的内圈过渡或过盈配合。

[0011] 进一步的：所述的定子铁芯采用与缸体同轴的极靴。

[0012] 进一步的：所述的壳体上设置有卸油口。

[0013] 进一步的：前轴承是向心推力球轴承或圆锥滚子轴承中。

[0014] 进一步的：后轴承是向心推力球轴承或圆锥滚子轴承。

[0015] 有益效果

[0016] 本新型实现了机电液的耦合和对应能量的相互转化，能量转化形式多变、可选；结构紧凑、能量转换率高，应用需求和产业化前景广阔。附图说明

[0017] 图1为本新型一种交流同步定量机电液耦合器剖开后的主视图。

[0018] 图2为本新型一种交流同步定量机电液耦合器剖开后的左视图。

[0019] 以上各图中：壳体1；前轴承2；斜盘3；滑履4；回程盘5；柱塞6；导套8；定子铁芯9；转子10；定子绕组11；后盖螺栓12；配流盘13；卸油口14；缸体15；膜片弹簧16；绕组连接孔17；球面弹簧座18；圆柱销19；密封圈20；传动轴21；法兰盘螺栓30；法兰盘31；后盖40；上油路
41；下油路42；后轴承50；引线端子U1；引线端子U2；引线端子U3。

具体实施方式

[0020] 下面结合具体实施例及附图对本新型做进一步详细说明。

[0021] 一种交流同步定量机电液耦合器，包括壳体1，所述壳体1前端设置法兰盘31、后方设置后盖40，所述壳体1内部设置机械能组件、斜盘液压能组件、电能组件；所述机械能组件包括由前后轴承支撑的传动轴21，传动轴21的前端伸出壳体，并与法兰盘之间密封；所述斜盘液压能组件包括：斜盘3、缸体15、配流盘13；所述斜盘3通过圆柱销19固定在壳体1内部，所述缸体15通过键连接在传动轴21上；在缸体15内设有贯穿缸体的柱塞孔，每个柱塞孔内均设有与柱塞孔滑动密封的柱塞，所述柱塞的头部设有滑履4，所述滑履4的底面与斜盘3的楔面紧贴，并沿着斜盘3的斜面滑动；所述缸体15的后方紧贴配流盘；所述配流盘13紧贴后盖40设置，后盖40内的上油路41、下油路42分别联通到配流盘13的两个配流窗口；所述电能组件包括定子铁芯9，转子10；定子绕组11；绕组连接孔17；引线端子U1；引线端子U2；引线端子U3；定子铁芯9为三个，等间距的固联在壳体1的内壁上；定子铁芯9外周绕有定子绕组11，三个定子绕组11串联，绕组之间接出引线端子U1、U2、U3，引线端子U1、U2、U3 通过绕组连接孔17引出；转子10为两个，对称固定在缸体15外壁；转子10为永磁铁，两转子的极向颠倒相反设置；机械能组件、斜盘液压能组件、电能组件分别产生的机械能、液压能、电能三者之间可以两两相互转化，任何一种形式的能量可以同时转化为另外两种形式的能量，任何两种形式的能量可以同时转化为另外一种形式的能量。

[0022] 本新型机械能转化为电能或是液压能通过传动轴转动，与电能组件耦合或是与斜盘液压能组件耦合完成机械能与电能、液压能的单独转化或是同时转化，逆向亦可行；电能组件通过带动传动轴旋转与斜盘液压能组件耦合完成电能向液压能的转化，逆向亦可行；同时传动轴伸出法兰盘的部分可以完成机械能的转化，逆向可行。

[0023] 具体的转化过程分为机械能与液压能、液压能与电能、电能与机械能的转化，[0024] 机械能与液压能相互转化过程如下：

[0025] 本新型将机械能转化为液压能时，即为液压泵，此时外部动力驱动传动轴21转动，再通过花键驱动缸体15、柱塞6、滑履4等同步转动，在斜盘3楔面的推力和膜片弹簧16的弹力作用下柱塞6往复运动，当柱塞6向左运动时，低压油不断由上油路41(或下油路42)进入，经过配流盘13上的配流窗口，进入泵腔；当柱塞6向右运动时，泵腔内油压升高，高压油不断由泵腔经过配流盘13上的配流窗口、下油路42(或上油路41)对外输出，实现机械能向液压能的转化。

[0026] 逆向的将液压能转化为机械能时，即为液压马达，此时高压油不断由上油路41(或下油路 42)进入，经过配流盘13上的配流窗口，进入泵腔，推动柱塞6左移，由于斜盘13固定不动，受斜盘13楔面的推力作用，柱塞6与滑履4便带动缸体15转动，柱塞6转过一定角度后向右移动，泵腔内的液压油经过配流盘13上相应的配流窗口，低压油不断由下油路42(或上油路 41)流出。缸体15转动，再通过花键驱动传动轴21同步转动对外输出机械能，实现液压能向机械能的转化。

[0027] 电能与液压能相互转化过程如下：

[0028] 本新型将电能转化为液压能时，与电动机-液压泵组合系统的功能相同，此时引线端子U1、U2、U3外接三相交流电压，定子绕组11和定子铁芯9产生旋转的电磁场，带动转子10同步转动，进而带动缸体15、柱塞6、滑履4等同步转动，在斜盘3楔面的推力作用下，柱塞6随缸体15周向转动的同时作轴向往复运动，当柱塞6向左运动时，低压油不断由上油路41(或下油路42)进入，经过配流盘13上的配流窗口，进入泵腔；当柱塞6向右运动时，泵腔内油压升高，高压油不断由泵腔经过配流盘13上的配流窗口、下油路42(或上油路41)对外输出，实现电能向液压能的转化。

[0029] 逆向的将液压能转化为电能时，与液压马达-发电机组合系统的功能相同，此时高压油不断由上油路41(或下油路42)进入，经过配流盘13上的配流窗口，进入泵腔，推动柱塞6左移，由于斜盘13固定不动，受斜盘13楔面的推力作用，柱塞6与滑履4便带动缸体15和转子10转动，柱塞6转过一定角度后开始向右移动，泵腔内的液压油经过配流盘13上相应的配流窗口，低压油不断由下油路42(或上油路41)流出。转子10的转动产生旋转的电磁场，定子绕组11和定子铁芯9内的磁场强度变化，定子绕组11产生同步感生电压并通过引线端子U1、 U2、U3外接输出，实现液压能向电能的转化。

[0030] 电能与机械能相互转化过程如下：

[0031] 本新型将电能转化为机械能时即为电动机，此时引线端子U1、U2、U3外接三相交流电压，定子绕组11和定子铁芯9产生旋转的电磁场，进而带动转子10和缸体15同步转动，再通过花键驱动传动轴21同步转动对外输出机械能，实现电能向机械能的转化。

[0032] 逆向将机械能转化为电能时即为发电机，外部动力驱动传动轴21转动，再通过花键驱动缸体15和转子10同步转动，转子10的转动产生旋转电磁场，定子绕组11和定子铁芯9内的磁场强度变化，产生同步感生电压并通过引线端子U1、U2、U3外接输出，实现机械能向电能的转化。

[0033] 在本新型中还可以实现两种形式的能同时转化为另外一种形式的能，现以机械能和电能同时转化液压能为例说明：

[0034] 在机械能转化为液压能时，当外界需要的液压能大于机械能所能提供的转矩时，通电产生磁场，使传动轴21的转矩增加，将机械能和电能叠加同时输出为液压能。

[0035] 其他形式转化与上述相同,在此不做赘述。

[0036] 为了保证滑履4与斜盘3紧密贴合，滑履4的上部压有回程盘5，回程盘5与球面弹簧座 18通过球面副接触，球面弹簧座18右部止口内装有膜片弹簧16，膜片弹簧16右边是缸体15，膜片弹簧16被球面弹簧座18和缸体15压缩并产生弹力，所述球面弹簧座18通过键连接固定在传动轴上。

[0037] 此结构可以通过膜片弹簧16的弹力作用将滑履4紧密的压合在斜盘3上，进而避免柱塞与柱塞孔配合不够严密，而漏油的情况。

[0038] 为了提高柱塞6运行的稳定与准确性，柱塞孔的前半部内嵌有导套8，柱塞孔与导套8过盈配合，导套8内径小于等于柱塞孔后半部内径；导套8与柱塞6为小间隙配合。

[0039] 所述的键连接为花键连接。理论上来说任意的键连接形式都可行，但是花键的力矩传递均匀，多个花键共同作用，使用寿命长。

[0040] 缸体15上至少设置的6个柱塞孔。

[0041] 本新型装置尤其适用于混合动力汽车中使用，实现多种需要，适应性更好。

[0042] 以上所述，仅是本新型的较佳实施例而已，并非是对本新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本新型技术方案内容，依据本新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本新型技术方案的保护范围。

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一种交流同步定量机电液耦合器

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