CN115306631A - 具有高低速转换功能的高压摆线马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摆线马达技术领域，尤其涉及具有高低速转换功能的高压摆线马达；包括前法兰组件和用于提供多个高、低压容积腔摆线定转子机构，其特征在于：还包括用于控制高低压液压油交替流动从而实现高压摆线马达在低速和高速之间切换的后隔板阀体组件和后壳体配流组件，所述前法兰组件、摆线定转子机构、后隔板阀体组件和后壳体配流组件之间通过螺栓进行连接固定；由于本发明在高压摆线马达内部设计了后隔板阀体组件和后壳体配流组件，因此通过控制高低压液压油交替流动从而实现高压摆线马达在低速和高速之间切换，解决了现有技术配置多个输送接送接口或者不同密度介质从而进行高低压转换存在转换迟滞明显，结构体积偏大的问题。

Description

具有高低速转换功能的高压摆线马达

技术领域

本发明涉及摆线马达技术领域，尤其涉及具有高低速转换功能的高压摆线马达。

背景技术

近年来，越来越多的摆线马达应用到了车辆驱动轮上，当车辆在工作现场工作时，马达以低速，大扭矩的模式工作；当车辆在工作地点之间行驶时，马达以高速，低扭矩的模式工作；然而，现有技术的摆线马达机构在实现高低速转换时不够平稳，导致车辆会出现突然加速或者减速的情况；在车辆驱动中，往往会采用两个摆线马达以并联的方式来驱动一对轮子，在这样的车辆上进行高、低速转换时，两个摆线马达是很难同时进行转换操作，如果两个摆线马达转换存在时间差，那么就会导致两个轮子转速不一样，从而迫使车辆发生意外转向，影响行车安全。

现有技术中的摆线马达为了实现高低速转换的功能，往往结构复杂，零件数量较多，而且对零件的加工精度以及装配精度的要求均较高；为了在摆线马达的配流阀和阀壳体配合的孔之间进行密封，需要在摆线马达的几个不同外径位置上安装多个密封件用来保证密封效果，这种多径向密封大大增加了马达加工和装配的难度和成本；而且此类摆线马达的工作压力比较低，最高只能达到20MPa。

现有技术中，CN112178001A公开了一种液压摆线马达，其技术方案为：包括定子、转子、变量控制组件，所述定子内设有左右贯穿的转孔，所述定子在转孔的左端固定安装有左端盖、右端固定安装有连接块；所述连接块内自左向右依次设有与转孔连通且同轴的轴孔和阀孔；所述连接块在阀孔的右端固定安装有右端盖；所述阀孔内转动连接有配流轴，所述配流轴的右端设有伸出右端盖的输出轴；所述连接块的外侧设有A口和B口；所述配流轴的圆周外侧设有与A口连通的第一环槽，以及与B口连通的第二环槽；所述转孔的内侧壁沿周向间隔均匀地设有多个针齿，所述转子偏心地置于所述转孔内且与多个针齿形成接触，所述转子与配流轴同步转动连接；所述转孔内在转子的左端滑动连接有针齿环，所述针齿环的侧壁上沿圆周方向均布有多个用以容纳所述针齿的针齿槽，所述轴孔内在转子的外侧套接有转子环，所述转子沿轴孔的轴向滑动连接在转子环内；所述转孔内在转子和多个针齿之间形成有多个位于针齿环和转子环之间的啮合腔；所述第一环槽和所述第二环槽与多个所述啮合腔保持连通并且随所述转子的转动与多个所述啮合腔依次连通；在A口或B口的油压大于变量控制组件的设定压力时，啮合腔增大；在A口和B口的油压小于变量控制组件的设定压力时，啮合腔减小；

其技术方案的优点为：通过设置变量环与变量弹簧，将A口或B口的高压油作用到变量环上，工作压力越高，变量环向左位移就越大，进而使啮合腔的长度越长，马达的排量也就越大，进而可以实现低速大扭矩、高速小扭矩的变量需求；

其技术方案的缺点为：无法直接在现有的摆线马达上面直接进行改造，致使单独制造成本偏高，而且变量环的位移变化取决于变量弹簧，而变量弹簧由于其自身特性（在形变时存在迟滞的情况）的原因致使其在高低速切换时，无法实现有效的比例控制，转速（增速或者减速）无法呈曲线变化；

现有技术中，CN112240323A公开了一种液压摆线马达，其技术方案为：该液压摆线马达包括壳体、输出轴、第一配流器、第一转子、第一针齿、第一定子、第二配流器、第二转子、第二针齿、第二定子和变量控制组件；所述壳体上设有P口和T口，所述P口与高压介质连通，所述T口与低压介质连通；所述第一定子与所述壳体固定连接，多个所述第一针齿沿圆周方向均布在所述第一定子内部，所述第一转子偏心置于所述第一定子内部并且与多个所述第一针齿形成接触，在所述第一定子、所述第一转子和多个所述第一针齿之间构成多个第一工作容腔；所述第一配流器与所述第一转子同步转动连接，所述第一配流器的配流端设有第一高压油槽和第一低压油槽，所述第一高压油槽和所述第一低压油槽与多个所述第一工作容腔保持连通并且随所述第一转子的转动与多个所述第一工作容腔依次连通；所述第二定子与所述壳体固定连接，多个所述第二针齿沿圆周方向均布在所述第二定子内部，所述第二转子偏心置于所述第二定子内部并且与多个所述第二针齿形成接触，在所述第二定子、所述第二转子和多个所述第二针齿之间构成多个第二工作容腔；所述第二配流器与所述第二转子同步转动连接，所述第二配流器的配流端设有第二高压油槽和第二低压油槽，所述第二高压油槽和所述第二低压油槽与多个所述第二工作容腔选择连通，并且所述第二高压油槽和所述第二低压油槽与多个所述第二工作容腔连通时随所述第二转子的转动与多个所述第二工作容腔依次连通；所述第一配流器的连接端和所述第二配流器的连接端通过所述变量控制组件形成同步转动的选择连接；所述P口同时与所述第一高压油槽和所述第二高压油槽连通，所述T口同时与所述第一低压油槽和所述第二低压油槽连通；所述输出轴的一端与所述第一转子同步转动连接，另一端伸出至所述壳体外部；当所述第二高压油槽和所述第二低压油槽与多个所述第二工作容腔断开连通时，所述所述第一配流器的连接端和所述第二配流器的连接端断开连接；当所述第二高压油槽和所述第二低压油槽与多个所述第二工作容腔连通时，所述所述第一配流器的连接端和所述第二配流器的连接端通过所述变量控制组件形成同步转动连接；

其技术方案的优点为：设计了P口和D口两个接口，P口用于输送高压介质，D口用于输送低压介质，再辅以第一、二配流器之间的断开、连接，来实现低速重载和高速轻载的转换；

其技术方案的缺点为：需要在后壳体上部设计两个接口，还需要选用两种不同密度的介质，还需要借助第一配流器和第二配流器的开闭来实现载荷的转换，致使其转换时迟滞非常严重，而且阀体结构体积也更加偏大。

发明内容

本发明所要解决的问题是现有技术配置多个输送接送接口或者不同密度介质从而进行高低压转换存在转换迟滞明显，结构体积偏大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了包括前法兰组件和用于提供多个高、低压容积腔摆线定转子机构，其特征在于：还包括用于控制高低压液压油交替流动从而实现高压摆线马达在低速和高速之间切换的后隔板阀体组件和后壳体配流组件，所述前法兰组件、摆线定转子机构、后隔板阀体组件和后壳体配流组件之间通过螺栓进行连接固定。

由于本发明在高压摆线马达内部设计了后隔板阀体组件和后壳体配流组件，因此通过控制高低压液压油交替流动从而实现高压摆线马达在低速和高速之间切换，解决了现有技术配置多个输送接送接口或者不同密度介质从而进行高低压转换存在转换迟滞明显，结构体积偏大的问题。

附图说明

图1为具有高低速转换功能的高压摆线马达的整体结构剖面图。

图2为具有高低速转换功能的高压摆线马达的阀体本体剖面图。

图3为具有高低速转换功能的高压摆线马达的阀体本体顶部结构图。

图4为具有高低速转换功能的高压摆线马达的后隔板阀体组件示意图。

图5为具有高低速转换功能的高压摆线马达的配流盘一侧结构示意图。

图6为具有高低速转换功能的高压摆线马达的配流盘侧面结构示意图。

图7为具有高低速转换功能的高压摆线马达的配流盘另一侧结构示意图。

图8为具有高低速转换功能的高压摆线马达的后隔板本体结构示意图。

图9为具有高低速转换功能的高压摆线马达的阀体本体底部结构示意图。

图10为具有高低速转换功能的高压摆线马达的阀体本体与配流盘连通示意图。

图中：1、前法兰本体；2、前隔板；3、输出轴；11、螺栓；13、前法兰组件；17、摆线定转子机构；21、后壳体本体；23、定子环；25、针齿；27、外摆线转子；28、配流轴；31、联动轴；35-36、环形孔；45、阀体本体；47、配流盘；48、后隔板本体；49、中心环；50、螺丝；51、进油口；53、出油口；55/65、扇形沉槽流道；57/71、环形流体室；67、补偿盘；77、轴向流道孔；79、后壳体配流组件；81/83、密封件；87、后隔板阀体组件；89、横向孔；91-92、接头；93-101、环形腔；107、滑阀；109/111/113/115、台阶面；117、先导控制室；119、压缩弹簧；192、贯穿孔；193-201、通道孔；211/213/215/217/219/221、连通孔；231-239、流道孔；241-249、环形槽。

具体实施方式

本发明涉及具有高低速转换功能的高压摆线马达，如图1-10所示该高压摆线马达包括了前法兰组件13、摆线定转子机构17、后隔板阀体组件87和后壳体配流组件79；上述若干部件之间通过多个螺栓11（图1中仅表示处一个）进行连接固定。

如图1-10所示，前法兰组件13包括前法兰本体1、前隔板2、输出轴3、联动轴31、配流轴28。

如图1-10所示，摆线定转子机构17由多个半圆柱形孔的定子环23、短幅外摆线生成的外摆线转子27以及多个在定子环23半圆柱形孔的圆柱形针齿25组成；外摆线转子27在定子环23内为偏心布置，外摆线转子27的外齿比针齿25的齿数少一个，从而允许外摆线转子27在环绕定子环23中心轨道公转的同时能够发生自转；外摆线转子27的外齿和圆柱形的针齿25相接触，从而形成了多个膨胀（高压）容积腔和收缩（低压）容积腔。

如图1-10所示，联动轴31设置在前法兰本体1内部，联动轴31的两端分别设有鼓形花键，联动轴31一端的花键与摆线定转子机构17的外摆线转子27内花键连接，联动轴31另一端的花键与输出轴3内花键连接。

如图1-10所示，后隔板阀体组件87包括后隔板本体48、中心环49、阀体本体45、滑阀107和配流轴28。

如图1-10所示，配流轴28设置在后隔板阀体组件87内部，配流轴28的两端分别设有鼓形花键，配流轴28的一端花键与外摆线转子27内花键连接。

如图1-10所示，后隔板本体48的一端开有流道孔（231、232、233、234、235、236、237、238、239），后隔板本体48的另一端开有环形槽（241、242、243、244、245、246、247、248、249），流道孔与环形槽按顺序依次对应连通（例如：流道孔231和环形槽241连通，流道孔232和环形槽242连通，……），后隔板本体48的内部并排开设有环形孔（35、36）。

如图1-10所示，阀体本体45通过多个螺丝50固定在后隔板本体48上，阀体本体45内有一个横向孔89和贯穿孔192，横向孔89的两端由接头（91、92）进行密封；横向孔89内部形成有多个环形腔（93、94、95、96、97、98、99、100、101）；滑阀107设置在横向孔89内部，滑阀107具有多个台阶面（109、111、113、115）；台阶面115和接头91之间形成一个先导控制室117，用来接收先导压力信号以在两个操作位置之间直接控制滑阀107移动；台阶面109和接头92之间形成一个弹簧腔，弹簧腔的内部设有压缩弹簧119。

如图1-10所示，阀体本体45内设有多个通道孔（193、194、195、196、197、198、199、200、201），通道孔与环形腔之间安顺西依次对应连通（例如：通道孔193和环形腔93连通，通道孔194和环形腔94连通，……），通道孔（193、196、199）通过贯穿孔192连通。

如图1-10所示，阀体本体45的底部开有连通孔（211、213、215、217、219、221），环形槽242与连通孔211连通，环形槽245通过环形孔36与连通孔213连通，环形槽248与连通孔215连通，流道孔232与连通孔217连通，流道孔235通过环形孔35与连通孔219连通，流道孔238与连通孔221连通。

如图1-10所示，后壳体配流组件79包括后壳体本体21、配流盘47、补偿盘67；配流盘47上周圈均匀设置有八个间隔布置的扇形沉槽流道（55、65），配流盘47内花键与配流轴28的另一端连接。

如图1-10所示，后壳体本体21上端设有液压油进油口51和液压油回油口53，配流盘47设置在后壳体本体21内部并与其形成了一个环形流体室57，环形流体室57与配流盘47上的八个扇形沉槽流道55连通。

如图1-10所示，补偿盘67固定在后壳体本体21内部的一个孔洞内部，并与配流盘47相邻布置，在孔洞内部由多个弹簧进行支撑；补偿盘67与后壳体本体21之间形成了一个环形流体室71；补偿盘67内设有多个轴向流道孔77，轴向流道孔77与配流盘47的扇形沉槽流道65连通。

如图1-10所示，补偿盘67上设有密封件（81、83），可以防止环形流体室（57、71）之间连通；环形流体室57与进油口连通，环形流体室71与回油口连通。

如图1-10所示，每个流道孔都与膨胀（高压）容积腔或收缩（低压）容积腔连通，当外摆线转子27自转并绕定子环23中心公转时，配流轴28同时带动配流盘47旋转，每个流道孔将交替地将高压油连通到膨胀（高压）容积腔，然后由收缩（低压）容积腔连通流道孔，将液压油排回油箱。

如图1-10所示，通过控制后隔板阀体组件87的运动从而驱动高压摆线马达在低速（大扭矩）和高速（小扭矩）之间切换。

使用者在使用本发明所制造的高压摆线马达时：

低速大扭矩工作状态：高压油通过后壳体21上的进油口51，进入马达环形流体室57，经配流盘47上的扇形沉槽流道55，进入后隔板本体48的环形槽（242、243、244、245），此时阀体本体45的先导控制室117没有控制信号，滑阀107处于初始位置，如图2所示；

环形腔94与环形腔95连通，环形腔97与环形腔98连通，阀体本体45的通道孔195与环形腔95连通，环形腔94与通道孔194连通，通道孔198与环形腔98连通，环形腔97与通道孔197连通，后隔板本体48上的环形槽242的高压油，通过连通孔211流入阀体本体45的通道孔195，经过环形腔95，94，通道孔194，流入后隔板本体48的连通孔217，连通孔217与流道孔232连通，高压油进入摆线定转子机构17的高压容积腔29B；后隔板本体48的环形槽241的高压油通过流道孔231进入摆线定转子机构17的高压容积腔29A；环形槽243的高压油通过流道孔233进入摆线定转子机构17的高压容积腔29C；环形槽244的高压油通过流道孔234进入摆线定转子机构17的高压容积腔29D；进入环形槽245的高压油，通过后隔板的环形孔36，连通孔213，进入阀体的通道孔198，环形腔98、97，进入通道孔197，进入后隔板本体48的连通孔219，流道孔235，进入摆线定转子机构17的高压容积腔29E。而29F,29G,29H,29J为低压容积腔（液压油排出马达壳体）。低压容积腔29F的低压油通过后隔板本体48上的流道孔236，流入环形槽246，低压容积腔29G的低压油通过后隔板本体48上的流道孔237，流入环形槽247,低压容积腔29J的低压油通过后隔板本体48上的流道孔239，流入环形槽249，低压容积腔29H的低压油通过后隔板本体48上的流道孔238，流入连通孔221，经阀体本体45的环形腔101，环形腔100，流入通道孔200，进入后隔板本体48的连通孔215，进入环形槽248，进入环形槽246,247，248,249的低压油，流入配流盘47的扇形沉槽流道65，流入补偿盘的轴向流道孔77，流入环形流体室71，流入出油口53，形成一个液压循环。摆线定转子机构17的外摆线转子27，在高压油的侧向力作用下转动，通过外摆线转子27的内花键带动配油轴28，配流盘47同步转动，使配流盘47上的扇形沉槽流道65同后隔板本体48上的环形槽，形成交替配流，从而使进入摆线定转子机构17的容积腔的高低压油腔发生交替变化；

高速低扭矩工作状态：当需要马达切换高速低扭矩工作时，阀体本体45的先导控制室117引入控制信号，滑阀107向左移动，如图3所示。此时环形腔93与环形腔94连通，环形腔96与环形腔97连通，环形腔99与环形腔100连通。后隔板本体48上的环形槽242的高压油被封闭在阀体本体45的环形腔95内，环形槽245的高压油被封闭在阀体本体45的环形腔98内，由于摆线定转子机构17参与工作的容积腔数量减少，从而使马达排量减少，使得工作的转速提高，扭矩变小。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.具有高低速转换功能的高压摆线马达，包括前法兰组件（13）和用于提供多个高、低压容积腔摆线定转子机构（17），其特征在于：还包括用于控制高低压液压油交替流动从而实现高压摆线马达在低速和高速之间切换的后隔板阀体组件（87）和后壳体配流组件（79），所述前法兰组件（13）、摆线定转子机构（17）、后隔板阀体组件（87）和后壳体配流组件（79）之间通过螺栓（11）进行连接固定。

2.根据权利要求1所述的具有高低速转换功能的高压摆线马达，其特征在于：所述摆线定转子机构（17）由定子环（23）、外摆线转子（27）以及多个在定子环（23）内部的针齿（25）组成；外摆线转子（27）在定子环（23）内为偏心布置，外摆线转子（27）的外齿比针齿（25）的齿数少一个，从而允许外摆线转子（27）在环绕定子环（23）中心轨道公转的同时能够发生自转。

3.根据权利要求1所述的具有高低速转换功能的高压摆线马达，其特征在于：所述前法兰组件（13）包括依次布置的前法兰本体（1）、前隔板（2）、输出轴（3）、联动轴（31）和配流轴（28）；所述联动轴（31）设置在前法兰本体（1）内部，联动轴（31）的两端分别设有鼓形花键，联动轴（31）一端的花键与摆线定转子机构（17）的外摆线转子（27）内花键连接，联动轴（31）另一端的花键与输出轴（3）内花键连接。

4.根据权利要求3所述的具有高低速转换功能的高压摆线马达，其特征在于：所述后隔板阀体组件（87）包括后隔板本体（48）、中心环（49）、阀体本体（45）、滑阀（107）和配流轴（28）；所述配流轴（28）设置在后隔板阀体组件（87）内部，配流轴（28）的两端分别设有鼓形花键，配流轴（28）的一端花键与外摆线转子（27）内花键连接。

5.根据权利要求4所述的具有高低速转换功能的高压摆线马达，其特征在于：所述后隔板本体（48）的一端开有流道孔（231、232、233、234、235、236、237、238、239），后隔板本体（48）的另一端开有环形槽（241、242、243、244、245、246、247、248、249），流道孔与环形槽按顺序依次对应连通，后隔板本体（48）的内部并排开设有环形孔（35、36）。

6.根据权利要求4所述的具有高低速转换功能的高压摆线马达，其特征在于：所述阀体本体（45）通过多个螺丝（50）固定在后隔板本体（48）上，阀体本体（45）内有一个横向孔（89）和贯穿孔（192），横向孔（89）的两端由接头（91、92）进行密封；横向孔（89）内部形成有多个环形腔（93、94、95、96、97、98、99、100、101）；滑阀（107）设置在横向孔（89）内部，滑阀（107）具有多个台阶面（109、111、113、115）；台阶面（115）和接头（91）之间形成一个先导控制室（117），用来接收先导压力信号以在两个操作位置之间直接控制滑阀（107）移动；台阶面（109）和接头（92）之间形成一个弹簧腔，弹簧腔的内部设有压缩弹簧（119）。

7.根据权利要求6所述的具有高低速转换功能的高压摆线马达，其特征在于：所述阀体本体（45）内设有多个通道孔（193、194、195、196、197、198、199、200、201），通道孔与环形腔之间安顺西依次对应连通，通道孔（193、196、199）通过贯穿孔（192）连通；阀体本体（45）的底部开有连通孔（211、213、215、217、219、221），环形槽（242）与连通孔（211）连通，环形槽（245）通过环形孔（36）与连通孔（213）连通，环形槽（248）与连通孔（215）连通，流道孔（232）与连通孔（217）连通，流道孔（235）通过环形孔（35）与连通孔（219）连通，流道孔（238）与连通孔（221）连通。

8.根据权利要求1所述的具有高低速转换功能的高压摆线马达，其特征在于：所述后壳体配流组件（79）包括后壳体本体（21）、配流盘（47）、补偿盘（67）；配流盘（47）上周圈均匀设置有八个间隔布置的扇形沉槽流道（55、65），配流盘（47）内花键与配流轴（28）的另一端连接；后壳体本体（21）上端设有液压油进油口（51）和液压油回油口（53），配流盘（47）设置在后壳体本体（21）内部并与其形成了一个环形流体室（57），环形流体室（57）与配流盘（47）上的八个扇形沉槽流道（55）连通。

9.根据权利要求8所述的具有高低速转换功能的高压摆线马达，其特征在于：所述补偿盘（67）固定在后壳体本体（21）内部的一个孔洞内部，并与配流盘（47）相邻布置，在孔洞内部由多个弹簧进行支撑；补偿盘（67）与后壳体本体（21）之间形成了一个环形流体室（71）；补偿盘（67）内设有多个轴向流道孔（77），轴向流道孔（77）与配流盘（47）的扇形沉槽流道（65）连通。

10.根据权利要求9所述的具有高低速转换功能的高压摆线马达，其特征在于：所述补偿盘（67）上设有密封件（81、83），可以防止环形流体室（57、71）之间连通；环形流体室（57）与进油口连通，环形流体室（71）与回油口连通。

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