CN209053779U - 一种三角转子式液压泵马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三角转子式液压泵马达，包括缸体、定子、转子、曲轴、密封压块、压紧弹簧和曲轴轴承，该泵马达为三角转子式结构，其转子在壳体内绕曲轴中心线进行公转同时由于曲轴具有偏心结构，驱动转子自转，实现油腔容积的变化，从而可实现机械能到液压能的相互转换。该液压泵马达由于其独特的结构，其具有运转平稳、功率密度高、结构简单、可靠性高等特点。

Description

一种三角转子式液压泵马达

技术领域

本实用新型涉及液压技术领域，具体而言，涉及一种三角转子式液压泵马达。

背景技术

液压传动是以流体为工作介质，对能量进行传递和控制的一种传动形式，其具有输出力大、结构紧凑、体积小、调速方便以及易于控制等优点，广泛应用于工程机械、建筑机械、车床、车辆上。

一个完整的液压系统由五部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及液压油。液压泵作为液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转化为液压能输出，为液压系统提供压力油源。液压马达是液压系统的执行元件，将输入的液压压力能转变为其输出轴的机械能。从能量转化的观点来看，液压泵和液压马达是可逆的液压元件，它们具有同样的结构要素，即密闭而又可周期变化的容积和相应的配油机构。

常见的液压泵、液压马达一般有齿轮式、叶片式、柱塞式三种类型。齿轮泵具有结构简单、制造方便、体积小、转速高、价格低廉等优点，同时其缺点比较突出，即其流量和压力脉动较大，排量不可调，泄漏、困油即径向液压力不平衡是影响齿轮泵性能指标的三大问题。叶片泵其工作运转平稳、噪音小、寿命较长，同时其结构复杂、运动件之间间隙小，对油液的粘度适应范围较窄，吸油特性不太好，价格价高，其工作压力一般较低。柱塞泵由于其零部件配合精度高、密封性能好，在高压下仍可具有较高的容积效率，通过改变柱塞的行程可以实现变量调节，具有压力高、结构紧凑、效率高等优点，同时其结构复杂、零部件加工工艺高，对油液污染较为敏感，成本较高。

混合动力作为新能源汽车的重要方向，由于其续驶里程长、节油减排效果突出等特点，越来越多受到国内外汽车厂商的重视。由于液压系统具有功率密度高、可靠性好、运行平稳等特点，是混合动力的重要方案。针对基于液压系统的混合动力车辆这一特殊应用，对液压执行器件一般要求其结构紧凑且与发动机配合度高、运转平稳、效率高、结构简单可靠、可实现功率双向转化等。针对这一应用，以上三种类型的液压泵很难在结构、成本、性能上达到均衡，目前迫切需要一种可应用于车辆液压混合动力系统的泵马达总成。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种三角转子式的液压泵，其具有运转平稳、功率密度高、结构简单、可靠性高、结构尺寸灵活、对油液污染敏感度低等特点。该液压泵马达可为单三角转子结构，也可为两个或多个转子结构。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三角转子式液压泵马达，包括缸体、定子、转子、曲轴、密封压块、压紧弹簧和曲轴轴承；

所述缸体包括密封连接的壳体和前端盖，所述缸体为长圆型环状结构，在其长圆周两侧分别设有两个油口；

所述定子固定连接在所述端盖上，定子、曲轴轴承和曲轴由外向内依次套装为一体，定子的轴设有外齿圈；

所述转子为类等腰三角形结构，其中心为圆形的空心结构，空心结构包含内齿圈和无齿圈，内齿圈与定子的外齿圈配合，无齿圈与曲轴配合；

所述转子的三个角处设有向类等腰三角形中心方向延伸的沟槽，所述压紧弹簧安装在沟槽底部，所述密封压块位于沟槽内部，压在所述压紧弹簧之上。

进一步，所述转子、定子、端盖、曲轴轴承分别为2个，所述曲轴为中心对称结构，其左右两侧为偏心圆，分别通过轴瓦与转子的无齿圈配合。

进一步，壳体上具有4*N个油口，N为转子数量。

本实用新型的有益效果如下：

1.三角形结构的转子将壳体分为3个独立空间，当为液压泵模式时，3个空间各自完成吸油、排油动作，单个三角形转子自传一周，每个空间可实现2次循环，3个空间实现6次循环，双三角转子结构可实现12次泵油循环。当作为液压马达模式时，同理可实现12次做功循环。其工作循环次数多且工作空间分布均匀，振动小运行平稳；

2.相比柱塞泵没有往复的直线运动，振动小、噪音小；

3.双转子结构或多转子结构使得轴承径向力平衡，减少轴承磨损，提高使用寿命；前后端均有输出轴的结构方便与其他部件同轴布置；

4.转子内齿圈与定子外齿圈相啮合，可实现转子转动一周曲轴转动大于一周的增速，转子转速低于曲轴转速，转子密封压块磨损小；

5.使用密封压块及压紧弹簧进行端面密封，密封效果好、泵马达容积率高，同时维护周期长、可靠性高。

6.使用长圆形内腔结构，方便加工，转子转动过程中密封压块无跳动，噪音小，密封可靠，在保持容积率的情况下可达到较高的转速。

7.转子与定子之间通过内齿圈与外齿轮啮合，机械传动可靠性高。

8.曲轴与转子之间为轴瓦，转动平滑，摩擦阻力小。

附图说明

图1是本实用新型的三角转子式液压泵马达的刨面图示意图；

图2是本实用新型的三角转子式液压泵马达内部结构示意图；

图3是本实用新型的三角转子式液压泵马达顺时针工作原理示意图。

图中：1前端盖、2后端盖、3前定子、4后定子、5前转子、6后转子、7 壳体、8曲轴、9压块、10压紧弹簧、11前曲轴轴承、12后曲轴轴承、13轴瓦、 71油口、72油口、73油口、74油口。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

如图1和图2所示，本实用新型的三角转子式液压泵马达包括：前端盖1、后端盖2、前定子3、后定子4、前转子5、后转子6、壳体7、曲轴8、压块9、压紧弹簧10、前曲轴轴承11、后曲轴轴承12、轴瓦13；

前端盖1、后端盖2分别通过均匀分布于周边的螺栓与壳体7的前端、后端进行连接，还包括现有技术中的密封结构及密封部件，实现油液的密封；

前定子3、后定子4分别通过均匀分布于分度圆的螺栓与前端盖1、后端盖 2进行连接，前定子3、后定子4内侧的圆周设有外齿圈；

前曲轴轴承11、后曲轴轴承12分别套在曲轴8的前后两端，其外圆周面分别与前定子3、后定子4过盈配合，实现曲轴的支撑，还包括现有技术中的密封结构和密封部件，实现油液的密封；

前转子5、后转子6为形状相同的类等腰三角形结构，其内部为圆形空心结构，包含内齿圈和光滑圈，内齿圈分别与前定子3、后定子4的外齿圈齿轮进行啮合；

壳体7为左右对称结构，两侧剖面均为长圆环形，中间为带圆孔的隔板，其左右两侧分别设有上下对称的进出油口，在不改变泵马达转动方向前提下，进出油口的压力不同，泵马达的工作模式不同；

前转子5、后转子6的三角形顶端为沟槽结构，密封压块9通过压紧弹簧10 安插在沟槽内，密封压块9实现前转子、后转子与壳体内壁密封，密封压块9 为箭头型结构，避免密封压块完全压入沟槽中失去密封功能；

曲轴8为中心对称结构，中心点两旁为偏心圆结构，其通过轴瓦13与前转子5、后转子6的光滑圈进行配合。

如图3所示，泵马达在工作过程中，转子5与壳体7之间可分为三个油腔，分别为A腔、B腔、C腔，三个腔体工作相位相差120度。壳体7上的四个油口分别为油口71、油口72、油口73、油口74，当图示转子顺时针转动时，油口 71、油口73为进油口，油口72、油口74为出油口。以A腔为例，当转子5顺时针转动一周时，图3所示六个位置为转子5顺时针转动一周的工作原理图，相邻位置转子转动60度。以下说明基于泵马达处于泵模式下，此时出油口压力高于进油口压力，相应的当泵马达处于马达模式下，进油口压力高于出油口压力。

如图3位置一所示，泵马达在外部机械能输出的驱动下顺时针旋转，此时A 腔体逐渐变大，油液经过油口71进入A腔内；图3位置二所示，此时A腔达到最大容积；图3位置三所示，随着转子5转动，A腔容积不断减小，液压油经过油口72排出；图3位置四所示，随着转子5由位置四继续旋转，A腔容积不断增大，液压油经过油口73进入腔体内；图3位置五所示，A腔达到最大容积；图3位置六所示，随着转子5旋转，A腔容积不断减小，油液经过油口74排出。转子5旋转一周，A腔实现进油、排油两个工作循环；转子5转动一周，泵马达一侧的三个腔可实现六次工作循环，双转子结构的泵马达可实现十二次工作循环。

在三角形的转子5转动过程中，一侧通过轴瓦13与曲轴8的偏心圆进行配合，内齿圈的内齿轮与定子3的齿轮相啮合；转子5内齿轮与定子3外齿圈的齿轮齿数不同，转子5在绕定子3旋转过程中，具有一定的速比，此时转子5驱动曲轴8旋转，实现转子5转动一周曲轴8可转动多周。

在转子5转动过程中，三角转子顶部沟槽内的压紧弹簧10将密封压块9压紧在壳体7的内表面，实现三个腔体之间的油液密封，在转子5转动过程中，密封压块9在压紧弹簧10的作用下伸缩运动，可在不同角度下实现油腔之间的可靠密封。

本实用新型的双三角转子式泵马达应用于混合动力车辆时，根据混合动力系统构型，可布置在发动机与离合器之间或者离合器与变速箱之间，即构成P1 型或P2型混合动力系统。匹配相应的控制元件、辅助元件、液压油等可组成液压混合动力系统。当液压系统需要吸收能量时，泵马达处于泵模式，机械能经过泵马达转化为液压能储存在蓄能器中，当液压系统需要释放能量时，泵马达处于马达模式，储存在蓄能器中的液压能经过泵马达转化为旋转的机械能。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种三角转子式液压泵马达，其特征在于，包括缸体、定子、转子、曲轴、密封压块、压紧弹簧和曲轴轴承；

所述缸体包括密封连接的壳体和前端盖，所述缸体为长圆型环状结构，在其长圆周两侧分别设有两个油口；

所述定子固定连接在所述端盖上，定子、曲轴轴承和曲轴由外向内依次套装为一体，定子的轴设有外齿圈；

所述转子为类等腰三角形结构，其中心为圆形的空心结构，空心结构包含内齿圈和无齿圈，内齿圈与定子的外齿圈配合，无齿圈与曲轴配合；

所述转子的三个角处设有向类等腰三角形中心方向延伸的沟槽，所述压紧弹簧安装在沟槽底部，所述密封压块位于沟槽内部，压在所述压紧弹簧之上。

2.根据权利要求1所述的一种三角转子式液压泵马达，其特征在于，所述转子、定子、端盖、曲轴轴承分别为2个，所述曲轴为中心对称结构，其左右两侧为偏心圆，分别通过轴瓦与转子的无齿圈配合。

3.根据权利要求1所述的一种三角转子式液压泵马达，其特征在于，壳体上具有4*N个油口，N为转子数量。