[发明专利]一种基于变频电机与变矩器集成单元的电液变矩器

说明书

技术领域

本发明涉及动力液力传动装置，特别是一种可实现无级调速的变矩器。

背景技术

变频调速目前已经成为主流的调速方案，可广泛应用于各行各业无级变速传动，特别是随着变频器在工业控制领域内日益广泛的应用，变频电机的使用也日益广泛起来。目前液力变矩器的动力装置多为普通电动机，其连接大多采用中间连接机构，通过联轴器将电动机和液力变矩器合为一体。它的不足之处是：普通电机调速性能差，很难实现无极调速，满足不了各种工况下液力变矩器的使用，同时由于存在联轴器两侧轴同心度精度不高的问题，使得这种液力变矩器电动机运转时震动大，噪音大；传动系统的结构庞大，使得力矩的传递距离增长，增加了能量在传递过程中的机械损失，传动效率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够满足不同工况需求，而且结构紧凑、体积小、噪音小、传动精度高，传动效率高，能实现无级调速的一种基于变频电机与变矩器集成单元的电液变矩器。

本发明提供的技术方案如下：侧开口拱形液力变矩器外壳的开口端通过紧固件与将开口封闭的前盖相连，该外壳拱形底上设通孔，该通孔与变频电机外壳固联，最好液力变矩器外壳与变频电机外壳中部固联；变频电机外壳与电机支座相连。上述封闭腔体内的罩盘外周边与泵轮外周边通过紧固件活动连接，该泵轮中心通孔通过轴承与外设花键的导轮套相连，泵轮外侧设有泵轮毂，最好泵轮毂与导轮套之间设密封圈。在罩盘和泵轮之间的腔内还设有通过涡轮毂固定在输出轴上的涡轮和通过导轮套设在输出轴上的导轮，该导轮通过导轮套与前盖固联。变频电机内的转动轴伸到液力变矩器外壳内的一端置于液力变矩器罩盘中部凸台一侧的凹槽内并通过花键相连。该罩盘中部凸台另一侧的凹槽内设有滚动轴承，最好为滚针轴承，以弥补长涡轮输出轴因热胀冷缩引起的轴向游动。该滚动轴承的内圈与输出轴内端相连，使转动轴与输出轴连成一根轴。该输出轴由内端向外端依次穿过涡轮毂，又通过导轮套间接穿过导轮、泵轮及前盖的中心通孔而伸到液力变矩器外壳外。最好，涡轮毂一侧卡在输出轴的轴肩上，另一侧设有锁紧挡圈，涡轮毂与输出轴通过花键相连。最好导轮套与导轮通过紧固件相连。前盖的中心通孔为方孔，其外部设有与其对应的方孔套，该方孔套与导轮套方形前端配合，并通过设在方孔套上的紧固件将导轮套与前盖固定连接，在前盖方孔套内导轮套的端顶设有轴承，最好为深沟球轴承，在方孔套外设中心有输出轴穿过的防止杂物进入的端盖。

本发明的工作原理大致如下：

在图1所示的本发明变频变矩器工作模式图中，本发明将可无级调速的变频电机转动轴通过花键与罩盘连接，该罩盘通过紧固件与液力变矩器的泵轮相连接，形成调速电机与变矩器集成的动力液力传动装置的动力输入部分。液力变矩器的涡轮通过花键与输出轴相连，形成动力液力传动装置的动力输出，泵轮、涡轮和导轮之间依据液力变矩器的原理形成封闭的工作腔，泵轮通过液力驱动涡轮，涡轮又通过液力驱动导轮，导轮又通过液力驱动泵轮，具体就是：变频电机转动轴旋转时，液体从泵轮流出，顺次经过涡轮、导轮再返回泵轮，周而复始地循环流动。泵轮将转动轴的机械能传递给液体。高速液体推动涡轮旋转，将能量传给输出轴。液力变矩器靠液体与叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。通过调节变频电机的转速，从而改变所传递扭矩的大小。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、使用了变频电机，调速性能大大增强，使变矩器更能适应不同工况下频繁变速的工作要求，

2、去除了联轴器，电机转动轴与液力变矩器的输出轴成为一根轴，消除了联轴器两侧轴同心度精度不高的问题，传递效率高，能够减少联接之间的冲击，使运转更加平稳，噪音更低。

3、变频电机直接联接液力变矩器泵轮，不但可以实现无级变速，调节输出扭矩大小，而且能量在传递过程中的机械损失部分随之减小，动力液力传动装置的结构更加紧凑，占用空间更小。

附图说明

图1是本发明变频变矩器的工作模式图；

图2是本发明的主视剖面示意简图；

图3是本发明导轮套立体示意简图；

图4是本发明前盖立体示意简图。

图中：1-变频电机、2-液力变矩器外壳、3-滚针轴承、4-锁紧挡圈、5-罩盘、6-涡轮毂、7-变矩器涡轮、8-液力变矩器导轮、9-液力变矩器泵轮、10-深沟球轴承、11-泵轮毂、12-前盖、13-导轮套、14-深沟球轴承、15-右端盖、16-输出轴。

具体实施方式

在图2所示的一种基于变频电机与变矩器集成单元的电液变矩器主视剖面示意简图中，侧开口拱形液力变矩器外壳的开口端通过螺钉与前盖相连，该外壳拱形底上设通孔，该通孔与变频电机外壳中部焊接固联。上述封闭腔体内的罩盘外周边与泵轮外周边通过螺钉活动连接，该泵轮中心通孔通过轴承与外设花键的导轮套相连，泵轮外侧设有泵轮毂，泵轮毂与导轮套之间设密封圈。在罩盘和泵轮之间的腔内还设有通过涡轮毂固定在输出轴上的涡轮和通过导轮套设在输出轴上的导轮，该导轮通过导轮套与前盖固联。变频电机内的转动轴伸到液力变矩器外壳内的一端置于液力变矩器罩盘中部凸台一侧的凹槽内并通过花键相连。该罩盘中部凸台另一侧的凹槽内设有滚针轴承。该滚针轴承的内圈与输出轴内端相连。该输出轴由内端向外端依次穿过涡轮毂，又通过导轮套间接穿过导轮、泵轮及前盖的中心通孔而伸到液力变矩器外壳外。涡轮毂一侧卡在输出轴的轴肩上，另一侧设有锁紧挡圈，涡轮毂与输出轴通过花键相连。导轮与导轮套的一端通过连接件活动相连，该连接件是与导轮套，如图3所示，垂直连为一体的圆环，该圆环与导轮通过螺钉相连。前盖的中心通孔为方孔，其外部设有与其对应的方孔套，如图4所示，该方孔套与导轮套方形前端配合，并通过设在方孔套上的紧固螺钉将导轮套与前盖固定连接，在前盖方孔套内导轮套的端顶设有深沟球轴承，在方孔套外设中心有输出轴穿过的的端盖。