低速大扭矩无级变速电液驱动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低速大扭矩无级变速电液驱动系统，包括液压马达组件、与液压马达组件连接的电机壳体组件以及容纳在所述电机壳体组件中的转子组件、定子组件、液压泵组件、配流块以及转筒，所述液压泵组件包括配流副以及柱塞副，所述配流副包括缸体的端部与配流盘，所述转筒分别与转子组件和缸体连接，所述转子组件在电磁力作用下带动所述转筒和液压泵组件的缸体转动，所述液压泵组件输出高压油液并经配流块进入液压马达组件中，驱使液压马达组件工作，实现从电能到液压能再到机械能的转换。本发明专利技术的驱动系统电液高度融合，具有结构紧凑、体积小、重量轻、可无级变速、变量方便、噪声低、高效节能、自冷却、功率密度高、可靠性高、长寿命等特点。长寿命等特点。长寿命等特点。

Low speed and high torque stepless variable speed electro-hydraulic drive system

【技术实现步骤摘要】
低速大扭矩无级变速电液驱动系统


[0001]本专利技术属于动力传动与控制领域，特别涉及一种低速大扭矩无级变速电液驱动系统。

技术介绍

[0002]低速大转矩传动系统在工业生产、油田开采、矿山机械、工程机械、建筑机械、煤矿机械、冶金机械、水利、海洋工程、港口起重、船只推进、航空航天等领域有极其广泛的应用前景。如图1所示，目前传统的低速大转矩传动系统包括机械减速机构1、电动机2、联轴器3、冷却装置4以及负载系统7，电动机2高速输出转矩，通过联轴器3和机械减速机构1传动链，得到降速提扭作用后，驱动负载系统7工作，冷却装置4为电动机冷却，防止电动机2温度过高烧坏。这种结构具有以下特点：(1)机械减速机构1、联轴器3、电动机2轴向排开，其占用空间大、重量重，功率密度低，这对于有空间、重量受限的场合尤其不利；(2)该传动结构复杂，能量转换和动力传递环节较多，装配同轴度不容易保证，易产生机械摩擦损失、振动噪音；(3)减速机构存在加工困难、价格昂贵，运行可靠性差并且失效率高，容易发生故障且维护成本高等问题；(4)系统整体效率低，需要额外增加冷却和润滑装置，增加了设备的复杂性、额外能量损失、以及建设运营成本，不符合经济发展节能环保的要求；(5)传统的传动模式存在“固定转速，固定模式”的问题，生产模式难以根据工况进行相应的调节。
[0003]另一种新型的低速大扭矩传动系统——低速大扭矩永磁直驱系统，正快速发展，颇受各行业青睐。该系统包括永磁直驱电机、负载系统，永磁直驱电机直接与负载系统连接，省去了机械减速机构1，使得维修工作量显著降低，但低速大转矩永磁直驱系统也存在以下问题：(1)由于需要的转速较低，因此永磁直驱电机的极数很大，槽数较多和对高效率的要求，迫使电机增大外径，电机的体积显著变大、重量显著增加；(2)永磁直驱电机用材多，尤其是稀有金属(钕铁硼、钴等稀土)用量大，受原材料的影响，其成本一直居高不下；(3)永磁直驱电机需要额外增加用于变频调控的电子元器件，大功率的电子元器件技术要求高、价格高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对目前传统低速大扭矩传动系统中存在的问题，提供一种新型的具有结构紧凑、体积小、重量轻、可无级变速、变量方便、噪声低、高效节能、功率密度高、可靠性高、长寿命一种或多种特点的低速大转矩传动系统。
[0005]本专利技术的技术方案实现方式：一种低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：包括液压马达组件、与液压马达组件连接的电机壳体组件以及容纳在所述电机壳体组件中的转子组件、定子组件、液压泵组件、配流块以及转筒，所述液压泵组件包括配流副以及柱塞副，所述配流副包括缸体的端部与配流盘，所述转筒分别与转子组件和缸体连接，所述转子组件在电磁力作用下带动所述转筒和液压泵组件的缸体转动，所述液压泵组件输出高压油液并经配流块进入液压马达组件中，驱使液压马达组件工作，实现从电能到液压能
再到机械能的转换。
[0006]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述液压泵组件还包括配流滑盘副，所述配流滑盘副包括斜盘以及支承在斜盘上的滑盘，所述斜盘支承在电机壳体组件的后端盖上，所述滑盘为整体式盘状结构，所述滑盘与斜盘之间形成静压油膜支承。
[0007]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述配流块设置在电机壳体组件的壳体空腔内，所述液压泵组件的配流副支撑在配流块的一侧端面上，所述液压马达组件包括马达缸体和配流轴，所述配流轴抵接在配流块的另一侧端面上。
[0008]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述配流块上设置有向壳体空腔开口的配流块进油口，所述配流盘上设置有低压配流口，所述配流块进油口与低压配流口连通，工作时，所述壳体空腔的低压冷油从配流块进油口进入到缸体的柱塞孔中，带走壳体空腔内的热量，实现自冷却。
[0009]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述配流块上设置有配流块高压油槽，所述配流轴上设置有配流轴高压口，所述配流块高压油槽分别与配流轴高压口和配流盘上的高压配流口连通，工作时，从液压泵组件的缸体柱塞孔流出的高压油液通过配流块高压油槽进入到配流轴高压口中，驱动液压马达组件旋转并带动负载工作。
[0010]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述配流块上设置有配流块出油道，所述配流块出油道向电机壳体组件的壳体空腔开口，使得经液压马达组件作用后的低压油液排至壳体空腔内。
[0011]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述斜盘上设置有低压配油窗口，所述低压配油窗口与设置在后端盖上的进油口连通，所述后端盖的进油口上设置有一路通往斜盘的低压配油窗口的油路和一路通过进油岔口通往壳体空腔内的油路，工作时，低压油液从配流块进油口经配流盘的低压配流口和斜盘的低压配油窗口双路进入缸体的柱塞孔中，实现吸油。
[0012]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述配流块上设置有单向阀，所述单向阀与配流块高压油槽连通，所述单向阀只允许从壳体空腔向配流块高压油槽单向进油，当所述液压马达组件变为泵工况时，所述单向阀起到补油作用。
[0013]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述配流块上设置有配流块高压油槽和配流块低压油槽，所述配流轴上设置有配流轴高压口和配流轴低压口，所述配流块高压油槽分别与配流轴高压口和配流盘上的高压配流口连通，所述配流块低压油槽分别与配流轴低压口和配流盘上的低压配流口连通，工作时，从液压泵组件的缸体柱塞孔流出的高压油液通过配流块高压油槽进入到配流轴高压口中，经液压马达组件作用后的低压油液经配流块低压油槽又回到液压泵组件的缸体柱塞孔中。
[0014]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述斜盘上与后端盖对置的支承面具有成形为圆柱形的圆柱滑弧面，在所述斜盘的圆柱滑弧面上具有构形为槽形的槽形低压口和槽形高压口，所述槽形低压口与进油口连通，所述槽形高压口与设置在后端盖上的高压油孔连通。
[0015]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其在所述后端盖上连接有阀组，所述阀组的进油口与所述高压油孔连通，所述阀组用于液压泵组件的压力、流量、方向的控制，所述阀组包括压力阀、流量阀和方向阀的一种或组合。
[0016]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述电液驱动系统上设置有蓄能器，所述蓄能器包括高压蓄能器和/或低压蓄能器，所述蓄能器与所述阀组连接，所述蓄能器包括辅助启动、稳定压力、补充泄漏油液、提供辅助控制油源的一种或多种作用。
[0017]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其在所述电机壳体组件上设置有用于控制液压泵组件排量的变量机构，所述变量机构设置为斜盘角度控制式变量结构，所述变量机构包括变量活塞、控制阀以及变量弹簧，所述变量活塞驱使所述斜盘转动。
[0018]本专利技术所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其所述转筒外周面与转子组件连接，所述转筒内侧设置有向内延伸的连接部，在所述连接部环向设置有多个过油孔，所述过油孔连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：包括液压马达组件、与液压马达组件连接的电机壳体组件以及容纳在所述电机壳体组件中的转子组件(9)、定子组件(8)、液压泵组件、配流块(35)以及转筒(11)，所述液压泵组件包括配流副以及柱塞副，所述配流副包括缸体(80)的端部与配流盘(90)，所述转筒(11)分别与转子组件(9)和缸体(80)连接，所述转子组件(9)在电磁力作用下带动所述转筒(11)和液压泵组件的缸体(80)转动，所述液压泵组件输出高压油液并经配流块(35)进入液压马达组件中，驱使液压马达组件工作，实现从电能到液压能再到机械能的转换。2.根据权利要求1所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：所述液压泵组件还包括配流滑盘副，所述配流滑盘副包括斜盘(40)以及支承在斜盘(40)上的滑盘(50)，所述斜盘(40)支承在电机壳体组件的后端盖(33)上，所述滑盘(50)为整体式盘状结构，所述滑盘(50)与斜盘(40)之间形成静压油膜支承。3.根据权利要求2所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：所述配流块(35)设置在电机壳体组件的壳体空腔(34)内，所述液压泵组件的配流副支撑在配流块(35)的一侧端面上，所述液压马达组件包括马达缸体(122)和配流轴(126)，所述配流轴(126)抵接在配流块(35)的另一侧端面上。4.根据权利要求3所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：所述配流块(35)上设置有向壳体空腔(34)开口的配流块进油口(36)，所述配流盘(90)上设置有低压配流口(92)，所述配流块进油口(36)与低压配流口(92)连通，工作时，所述壳体空腔(34)的低压冷油从配流块进油口(36)进入到缸体(80)的柱塞孔(81)中，带走壳体空腔(34)内的热量，实现自冷却。5.根据权利要求4所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：所述配流块(35)上设置有配流块高压油槽(37)，所述配流轴(126)上设置有配流轴高压口(126b)，所述配流块高压油槽(37)分别与配流轴高压口(126b)和配流盘(90)上的高压配流口(93)连通，工作时，从液压泵组件的缸体柱塞孔(81)流出的高压油液通过配流块高压油槽(37)进入到配流轴高压口(126b)中，驱动液压马达组件旋转并带动负载工作。6.根据权利要求1所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：所述配流块(35)上设置有配流块出油道(38)，所述配流块出油道(38)向电机壳体组件的壳体空腔(34)开口，使得经液压马达组件作用后的低压油液排至壳体空腔(34)内。7.根据权利要求5所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：所述斜盘(40)上设置有低压配油窗口(43)，所述低压配油窗口(43)与设置在后端盖(33)上的进油口(33a)连通，所述后端盖(33)的进油口(33a)上设置有一路通往斜盘(40)的低压配油窗口(43)的油路和一路通过进油岔口(33c)通往壳体空腔(34)内的油路，工作时，低压油液从配流块进油口(36)经配流盘(90)的低压配流口(92)和斜盘(40)的低压配油窗口(43)双路进入缸体(80)的柱塞孔(81)中，实现吸油。8.根据权利要求7所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：所述配流块(35)上设置有单向阀(150)，所述单向阀(150)与配流块高压油槽(37)连通，所述单向阀(150)只允许从壳体空腔(34)向配流块高压油槽(37)单向进油，当所述液压马达组件变为泵工况时，所述单向阀(150)起到补油作用。9.根据权利要求3所述的低速大扭矩无级变速电液驱动系统，其特征在于：所述配流块
(35)上设置有配流块高压油槽(37)和配流块低压油槽(39)，所述配流轴(126)上设置有配流轴高压口(126b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟彪，
申请(专利权)人：钟彪，
类型：发明
国别省市：