一种永磁变矩器(发明专利)

专利号:CN201610076292.6

申请人:邹政耀

  • 公开号:CN105720790A
  • 申请日期:20160203
  • 公开日期:20160629
专利名称: 一种永磁变矩器
专利名称(英文): A permanent magnet torque converter
专利号: CN201610076292.6 申请时间: 20160203
公开号: CN105720790A 公开时间: 20160629
申请人: 邹政耀
申请地址: 210006 江苏省南京市秦淮区集庆路243号301室
发明人: 邹政耀; 邹务丰; 魏婷婷
分类号: H02K51/00 主分类号: H02K51/00
代理机构: 代理人:
摘要: 本发明涉及的是一种永磁变矩器,其特征在于使用永磁场力实现联轴器传动工况和滑差传动工况,在滑差传动工况时能改变扭矩,适用于各种传统汽车、轨道车辆、新能源汽车、电动自行车、摩托车、工矿机械、船舶、飞行器等作传动部件使用,特别适合新能源汽车、传统汽车和轨道车辆使用,其特征结构是由复杂磁盘、简单磁盘、磁盘架、永磁体、发条弹簧和轴承部分组成,可按联轴器工况和滑差传动工况传递动力,处于滑差传动工况时根据需要改变扭矩。
摘要(英文): The invention relates to a permanent magnet torque converter, characterized by using the permanent-magnet field to realize coupling transmission condition and slip transmission condition, when the slide is poor transmission conditions can change the torque, is suitable for various traditional automobile, rail vehicle, new energy car, electric bicycle, motorcycle, industrial and mining machinery, ships, aircraft, and the like used as the transmission member, is especially suitable for new energy car, the traditional automobile and railway vehicle, its structure of the invention is characterized in by the complicated magnetic disk, is simple disk, tray, permanent magnet, and the bearing part of a clockwork spring, can be according to the coupling condition and slip transmission operating power transmission, in the slip drive condition according to the need to change the torque.
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一种永磁变矩器,其特征在于使用永磁场力实现联轴器传动工况和滑差传动工况,在滑差传动工况时能改变扭矩,其特征具体结构由复杂磁盘、简单磁盘、磁盘架、永磁体、发条弹簧、控制销和轴承部分组成;输入轴(1)同轴连接磁盘架(2),复杂磁盘(3)按安装位置可分为第一复杂磁盘(3_1)、第二复杂磁盘(3_2)和第三复杂磁盘(3_3)(不考虑其安装位置统称为复杂磁盘(3)),所述第一复杂磁盘(3_1)通过外圆筒(46)同轴连接安装所述第二复杂磁盘(3_2),复杂磁盘内孔(15)同轴安装有复杂磁盘轴承(57),所述复杂磁盘轴承(57)与磁盘架内环(48)的外圆同轴安装,所述磁盘架内环(48)的内孔同轴安装支撑轴承(7),所述支撑轴承(7)内孔同轴安装简单磁盘支撑轴(4),简单磁盘(5)同轴安装连接所述简单磁盘支撑轴(4),所述简单磁盘(5)同轴安装连接输出轴(6),所述复杂磁盘(3)安装有正向扇形主磁体(10)、正向副磁体(9)、反向扇形主磁体(12)和反向扇形副磁体(13),所述正向扇形主磁体(10)、所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形主磁体(12)和所述反向扇形副磁体(13)组成一组永磁体,在所述复杂磁盘(3)上共有2组这样的永磁体,所述正向扇形主磁体(10)和所述反向扇形主磁体(12)具有主磁体扇形角(16),所述正向扇形副磁体(9)和所述反向扇形副磁体(13)具有副磁体扇形角(18),所述正向扇形主磁体(10)和所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形副磁体(13)和所述反向扇形主磁体(12)之间具有主副磁体间的夹角(17),所述复杂磁盘(3)具有简单磁盘扇形永磁体(32)中心对称线转过的复杂磁盘与简单磁盘相对转角(14),所述复杂磁盘(3)上开设有复杂磁盘锁止孔(11),所述简单磁盘(5)上安装有所述简单磁盘扇形永磁体(32),所述简单磁盘扇形永磁体(32)具有简单磁盘永磁体扇形角角度(36),所述简单磁盘扇形永磁体(32)的具有简单磁盘永磁体起始偏置角度(31),所述简单磁盘永磁体起始偏置角度(31)的角度范围为40°-60°,所述简单磁盘永磁体扇形角角度(36)为60°-90°,所述简单磁盘扇形永磁体(32)具有简单磁盘减重扇形槽(33)。

1.一种永磁变矩器,其特征在于使用永磁场力实现联轴器传动 工况和滑差传动工况,在滑差传动工况时能改变扭矩,其特征具体结 构由复杂磁盘、简单磁盘、磁盘架、永磁体、发条弹簧、控制销和轴 承部分组成;输入轴(1)同轴连接磁盘架(2),复杂磁盘(3)按安 装位置可分为第一复杂磁盘(3_1)、第二复杂磁盘(3_2)和第三复 杂磁盘(3_3)(不考虑其安装位置统称为复杂磁盘(3)),所述第一 复杂磁盘(3_1)通过外圆筒(46)同轴连接安装所述第二复杂磁盘 (3_2),复杂磁盘内孔(15)同轴安装有复杂磁盘轴承(57),所述 复杂磁盘轴承(57)与磁盘架内环(48)的外圆同轴安装,所述磁盘 架内环(48)的内孔同轴安装支撑轴承(7),所述支撑轴承(7)内 孔同轴安装简单磁盘支撑轴(4),简单磁盘(5)同轴安装连接所述 简单磁盘支撑轴(4),所述简单磁盘(5)同轴安装连接输出轴(6), 所述复杂磁盘(3)安装有正向扇形主磁体(10)、正向副磁体(9)、 反向扇形主磁体(12)和反向扇形副磁体(13),所述正向扇形主磁 体(10)、所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形主磁体(12)和 所述反向扇形副磁体(13)组成一组永磁体,在所述复杂磁盘(3) 上共有2组这样的永磁体,所述正向扇形主磁体(10)和所述反向扇 形主磁体(12)具有主磁体扇形角(16),所述正向扇形副磁体(9) 和所述反向扇形副磁体(13)具有副磁体扇形角(18),所述正向扇 形主磁体(10)和所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形副磁体(13) 和所述反向扇形主磁体(12)之间具有主副磁体间的夹角(17),所 述复杂磁盘(3)具有简单磁盘扇形永磁体(32)中心对称线转过的 复杂磁盘与简单磁盘相对转角(14),所述复杂磁盘(3)上开设有复 杂磁盘锁止孔(11),所述简单磁盘(5)上安装有所述简单磁盘扇形 永磁体(32),所述简单磁盘扇形永磁体(32)具有简单磁盘永磁体 扇形角角度(36),所述简单磁盘扇形永磁体(32)的具有简单磁盘 永磁体起始偏置角度(31),所述简单磁盘永磁体起始偏置角度(31) 的角度范围为40°-60°,所述简单磁盘永磁体扇形角角度(36)为 60°-90°,所述简单磁盘扇形永磁体(32)具有简单磁盘减重扇形槽 (33)。

2.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述复 杂磁盘(3)具有外侧反向叠加磁体(19)和外侧正向叠加磁体(20), 所述外侧反向叠加磁体(19)具有外侧反向叠加磁体扇形角(22), 所述外侧正向叠加磁体(20)具有外侧正向叠加磁体扇形角(21), 所述外侧反向叠加磁体(19)和所述外侧正向叠加磁体(20)具有偏 离对称线的外侧叠加磁体的初始偏置角(23)。

3.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述简 单磁盘扇形永磁体(32)具有控制环(34),所述控制环(34)两端 具有控制环过渡端(35),所述控制环(34)在过渡区具有控制环过 渡圆角(37),控制环起始偏置角(30)的角度为40°-55°,控制环 的圆弧角(58)的角度为80°-100°。

4.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述简单磁 盘(5)的滑差控制锁止环底平面(39)和滑差控制锁止销大头(38) 相接触,滑差控制锁止销销杆(41)穿过所述复杂磁盘(3)上的所 述复杂磁盘锁止孔(11),当所述简单磁盘(5)的滑差控制锁止环底 平面(39)在滑差控制锁止销回位弹簧(40)作用下和滑差控制锁止 销大头(38)相接触,所述滑差控制锁止销销杆(41)的端部和所述 磁盘架(2)留有滑差控制销杆与复杂磁盘面间的间隙(43),在滑差 传动工况下,此时就存在复杂磁盘回弹角度(29),所述复杂磁盘回 弹角度(29)的扇形角范围为0°-120°,当所述简单磁盘(5)上的 所述控制环(34)接触所述滑差控制锁止销大头(38),所述磁盘架 (2)开设有磁盘架环形槽(42),所述滑差控制锁止销销杆(41)插 入所述磁盘架环形槽(42),在所述磁盘架环形槽(42)中具有磁盘 架环形槽挡块(49)。

5.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述复 杂磁盘(3)根据传递扭矩的规律要求可以具有内侧反向叠加磁体(24) 和内侧正向叠加磁体(25),所述内侧反向叠加磁体(24)具有内侧 反向叠加磁体扇形角(27),,所述内侧正向叠加磁体(25)具有内侧 正向叠加磁体扇形角(26),所述内侧正向叠加磁体扇形角(26)的 扇形角度为18°-30°,所述内侧反向叠加磁体(24)和所述内侧正向 叠加磁体(25)具有内侧叠加磁体的初始偏置角(28),所述内侧叠 加磁体的初始偏置角(28)的的扇形角度为7°-20°。

6.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述所 述主磁体扇形角(16)的扇形角度为35°-48°,所述副磁体扇形角 (18)的扇形角度为18°-40°,所述主副磁体间的夹角(17)的扇 形角度为0°-5°,所述复杂磁盘与简单磁盘相对转角(14)的扇形角 度为80°-120°,所述外侧正向叠加磁体扇形角(21)的扇形角度为 20°-48°,所述外侧叠加磁体的初始偏置角(23)的扇形角度为7°-20 °,所述内侧反向叠加磁体扇形角(27)的扇形角度为20°-30°,所 述外侧反向叠加磁体扇形角(22)的扇形角度为20°-50°。

7.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述磁 盘架(2)外侧安装有操纵杠杆支架(51),所述操纵杠杆支架(51) 通过铰链连接安装操纵杠杆关节(52),操纵杠杆(50)的内端为施 加力端,操纵锁止销(53)同轴安装操纵锁止销回位弹簧(55),所 述锁止销回位弹簧(55)为压式弹簧,所述锁止销回位弹簧(55)一 端与所述磁盘架(2)接触,所述锁止销回位弹簧(55)另一端与所 述操纵锁止销(53)上的凸起接触,所述锁止销回位弹簧(55)的端 部开设有操纵锁止销环槽(54),所述操纵杠杆(50)的外端滑动连 接安装于所述操纵锁止销环槽(54),所述磁盘架(2)开设有磁盘架 操纵锁止销孔(56),内压所述操纵杠杆(50)的内端,所述操纵锁 止销(53)被拔出所述磁盘架操纵锁止销孔(56),系统即可以滑差 传动,所述复杂磁盘内孔(15)通过第一螺钉发条弹簧固定螺钉(44) 固定连接发条弹簧(8)的一端,所述发条弹簧(8)的另一端通过第 二螺钉发条弹簧固定螺钉(47)固定连接磁盘架凸台(45)的外圆。

8.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述复杂磁 盘(3)上的磁铁可以对调安装到所述简单磁盘(5),所述简单磁盘 (5)上的其它结构和安装位置不变,所述简单磁盘(5)上的磁铁可 以对调安装到所述复杂磁盘(3)上,所述复杂磁盘(3)上的其它结 构和安装位置不变。

9.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述复杂磁 盘(3)侧面通过铆钉(60)固定连接弹性杆(59),所述磁盘架(2) 侧面安装有销钉(61),所述弹性杆(59)的自由端卡在所述销钉(61) 之间。

10.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述第二复 杂磁盘(3_2)同轴连接安装所述第三复杂磁盘(3_3),在所述复杂 磁盘(3_2)旁边轴向再加上一个所述简单磁盘(5)和所述复杂磁盘 (3_3)。

11.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述销钉 (61)加装在所述复杂磁盘(3_1)配套的所述磁盘架(2)上,也可 以加装在所述复杂磁盘(3_3)配套的所述磁盘架(2)上,如果有所 述复杂磁盘(3_1)、所述复杂磁盘(3_2)和所述复杂磁盘(3_3), 则所述销钉(61)需同时加装在所述复杂磁盘(3_1)和所述复杂磁 盘(3_3)配套的所述磁盘架(2)上。

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一种永磁变矩器,其特征在于使用永磁场力实现联轴器传动工况和滑差传动工况,在滑差传动工况时能改变扭矩,其特征具体结构由复杂磁盘、简单磁盘、磁盘架、永磁体、发条弹簧、控制销和轴承部分组成;输入轴(1)同轴连接磁盘架(2),复杂磁盘(3)按安装位置可分为第一复杂磁盘(3_1)、第二复杂磁盘(3_2)和第三复杂磁盘(3_3)(不考虑其安装位置统称为复杂磁盘(3)),所述第一复杂磁盘(3_1)通过外圆筒(46)同轴连接安装所述第二复杂磁盘(3_2),复杂磁盘内孔(15)同轴安装有复杂磁盘轴承(57),所述复杂磁盘轴承(57)与磁盘架内环(48)的外圆同轴安装,所述磁盘架内环(48)的内孔同轴安装支撑轴承(7),所述支撑轴承(7)内孔同轴安装简单磁盘支撑轴(4),简单磁盘(5)同轴安装连接所述简单磁盘支撑轴(4),所述简单磁盘(5)同轴安装连接输出轴(6),所述复杂磁盘(3)安装有正向扇形主磁体(10)、正向副磁体(9)、反向扇形主磁体(12)和反向扇形副磁体(13),所述正向扇形主磁体(10)、所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形主磁体(12)和所述反向扇形副磁体(13)组成一组永磁体,在所述复杂磁盘(3)上共有2组这样的永磁体,所述正向扇形主磁体(10)和所述反向扇形主磁体(12)具有主磁体扇形角(16),所述正向扇形副磁体(9)和所述反向扇形副磁体(13)具有副磁体扇形角(18),所述正向扇形主磁体(10)和所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形副磁体(13)和所述反向扇形主磁体(12)之间具有主副磁体间的夹角(17),所述复杂磁盘(3)具有简单磁盘扇形永磁体(32)中心对称线转过的复杂磁盘与简单磁盘相对转角(14),所述复杂磁盘(3)上开设有复杂磁盘锁止孔(11),所述简单磁盘(5)上安装有所述简单磁盘扇形永磁体(32),所述简单磁盘扇形永磁体(32)具有简单磁盘永磁体扇形角角度(36),所述简单磁盘扇形永磁体(32)的具有简单磁盘永磁体起始偏置角度(31),所述简单磁盘永磁体起始偏置角度(31)的角度范围为40°-60°,所述简单磁盘永磁体扇形角角度(36)为60°-90°,所述简单磁盘扇形永磁体(32)具有简单磁盘减重扇形槽(33)。
原文:

1.一种永磁变矩器,其特征在于使用永磁场力实现联轴器传动 工况和滑差传动工况,在滑差传动工况时能改变扭矩,其特征具体结 构由复杂磁盘、简单磁盘、磁盘架、永磁体、发条弹簧、控制销和轴 承部分组成;输入轴(1)同轴连接磁盘架(2),复杂磁盘(3)按安 装位置可分为第一复杂磁盘(3_1)、第二复杂磁盘(3_2)和第三复 杂磁盘(3_3)(不考虑其安装位置统称为复杂磁盘(3)),所述第一 复杂磁盘(3_1)通过外圆筒(46)同轴连接安装所述第二复杂磁盘 (3_2),复杂磁盘内孔(15)同轴安装有复杂磁盘轴承(57),所述 复杂磁盘轴承(57)与磁盘架内环(48)的外圆同轴安装,所述磁盘 架内环(48)的内孔同轴安装支撑轴承(7),所述支撑轴承(7)内 孔同轴安装简单磁盘支撑轴(4),简单磁盘(5)同轴安装连接所述 简单磁盘支撑轴(4),所述简单磁盘(5)同轴安装连接输出轴(6), 所述复杂磁盘(3)安装有正向扇形主磁体(10)、正向副磁体(9)、 反向扇形主磁体(12)和反向扇形副磁体(13),所述正向扇形主磁 体(10)、所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形主磁体(12)和 所述反向扇形副磁体(13)组成一组永磁体,在所述复杂磁盘(3) 上共有2组这样的永磁体,所述正向扇形主磁体(10)和所述反向扇 形主磁体(12)具有主磁体扇形角(16),所述正向扇形副磁体(9) 和所述反向扇形副磁体(13)具有副磁体扇形角(18),所述正向扇 形主磁体(10)和所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形副磁体(13) 和所述反向扇形主磁体(12)之间具有主副磁体间的夹角(17),所 述复杂磁盘(3)具有简单磁盘扇形永磁体(32)中心对称线转过的 复杂磁盘与简单磁盘相对转角(14),所述复杂磁盘(3)上开设有复 杂磁盘锁止孔(11),所述简单磁盘(5)上安装有所述简单磁盘扇形 永磁体(32),所述简单磁盘扇形永磁体(32)具有简单磁盘永磁体 扇形角角度(36),所述简单磁盘扇形永磁体(32)的具有简单磁盘 永磁体起始偏置角度(31),所述简单磁盘永磁体起始偏置角度(31) 的角度范围为40°-60°,所述简单磁盘永磁体扇形角角度(36)为 60°-90°,所述简单磁盘扇形永磁体(32)具有简单磁盘减重扇形槽 (33)。

2.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述复 杂磁盘(3)具有外侧反向叠加磁体(19)和外侧正向叠加磁体(20), 所述外侧反向叠加磁体(19)具有外侧反向叠加磁体扇形角(22), 所述外侧正向叠加磁体(20)具有外侧正向叠加磁体扇形角(21), 所述外侧反向叠加磁体(19)和所述外侧正向叠加磁体(20)具有偏 离对称线的外侧叠加磁体的初始偏置角(23)。

3.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述简 单磁盘扇形永磁体(32)具有控制环(34),所述控制环(34)两端 具有控制环过渡端(35),所述控制环(34)在过渡区具有控制环过 渡圆角(37),控制环起始偏置角(30)的角度为40°-55°,控制环 的圆弧角(58)的角度为80°-100°。

4.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述简单磁 盘(5)的滑差控制锁止环底平面(39)和滑差控制锁止销大头(38) 相接触,滑差控制锁止销销杆(41)穿过所述复杂磁盘(3)上的所 述复杂磁盘锁止孔(11),当所述简单磁盘(5)的滑差控制锁止环底 平面(39)在滑差控制锁止销回位弹簧(40)作用下和滑差控制锁止 销大头(38)相接触,所述滑差控制锁止销销杆(41)的端部和所述 磁盘架(2)留有滑差控制销杆与复杂磁盘面间的间隙(43),在滑差 传动工况下,此时就存在复杂磁盘回弹角度(29),所述复杂磁盘回 弹角度(29)的扇形角范围为0°-120°,当所述简单磁盘(5)上的 所述控制环(34)接触所述滑差控制锁止销大头(38),所述磁盘架 (2)开设有磁盘架环形槽(42),所述滑差控制锁止销销杆(41)插 入所述磁盘架环形槽(42),在所述磁盘架环形槽(42)中具有磁盘 架环形槽挡块(49)。

5.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述复 杂磁盘(3)根据传递扭矩的规律要求可以具有内侧反向叠加磁体(24) 和内侧正向叠加磁体(25),所述内侧反向叠加磁体(24)具有内侧 反向叠加磁体扇形角(27),,所述内侧正向叠加磁体(25)具有内侧 正向叠加磁体扇形角(26),所述内侧正向叠加磁体扇形角(26)的 扇形角度为18°-30°,所述内侧反向叠加磁体(24)和所述内侧正向 叠加磁体(25)具有内侧叠加磁体的初始偏置角(28),所述内侧叠 加磁体的初始偏置角(28)的的扇形角度为7°-20°。

6.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述所 述主磁体扇形角(16)的扇形角度为35°-48°,所述副磁体扇形角 (18)的扇形角度为18°-40°,所述主副磁体间的夹角(17)的扇 形角度为0°-5°,所述复杂磁盘与简单磁盘相对转角(14)的扇形角 度为80°-120°,所述外侧正向叠加磁体扇形角(21)的扇形角度为 20°-48°,所述外侧叠加磁体的初始偏置角(23)的扇形角度为7°-20 °,所述内侧反向叠加磁体扇形角(27)的扇形角度为20°-30°,所 述外侧反向叠加磁体扇形角(22)的扇形角度为20°-50°。

7.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述磁 盘架(2)外侧安装有操纵杠杆支架(51),所述操纵杠杆支架(51) 通过铰链连接安装操纵杠杆关节(52),操纵杠杆(50)的内端为施 加力端,操纵锁止销(53)同轴安装操纵锁止销回位弹簧(55),所 述锁止销回位弹簧(55)为压式弹簧,所述锁止销回位弹簧(55)一 端与所述磁盘架(2)接触,所述锁止销回位弹簧(55)另一端与所 述操纵锁止销(53)上的凸起接触,所述锁止销回位弹簧(55)的端 部开设有操纵锁止销环槽(54),所述操纵杠杆(50)的外端滑动连 接安装于所述操纵锁止销环槽(54),所述磁盘架(2)开设有磁盘架 操纵锁止销孔(56),内压所述操纵杠杆(50)的内端,所述操纵锁 止销(53)被拔出所述磁盘架操纵锁止销孔(56),系统即可以滑差 传动,所述复杂磁盘内孔(15)通过第一螺钉发条弹簧固定螺钉(44) 固定连接发条弹簧(8)的一端,所述发条弹簧(8)的另一端通过第 二螺钉发条弹簧固定螺钉(47)固定连接磁盘架凸台(45)的外圆。

8.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述复杂磁 盘(3)上的磁铁可以对调安装到所述简单磁盘(5),所述简单磁盘 (5)上的其它结构和安装位置不变,所述简单磁盘(5)上的磁铁可 以对调安装到所述复杂磁盘(3)上,所述复杂磁盘(3)上的其它结 构和安装位置不变。

9.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述复杂磁 盘(3)侧面通过铆钉(60)固定连接弹性杆(59),所述磁盘架(2) 侧面安装有销钉(61),所述弹性杆(59)的自由端卡在所述销钉(61) 之间。

10.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述第二复 杂磁盘(3_2)同轴连接安装所述第三复杂磁盘(3_3),在所述复杂 磁盘(3_2)旁边轴向再加上一个所述简单磁盘(5)和所述复杂磁盘 (3_3)。

11.根据权利要求1所述的一种永磁变矩器,其特征在于所述销钉 (61)加装在所述复杂磁盘(3_1)配套的所述磁盘架(2)上,也可 以加装在所述复杂磁盘(3_3)配套的所述磁盘架(2)上,如果有所 述复杂磁盘(3_1)、所述复杂磁盘(3_2)和所述复杂磁盘(3_3), 则所述销钉(61)需同时加装在所述复杂磁盘(3_1)和所述复杂磁 盘(3_3)配套的所述磁盘架(2)上。

翻译:
一种永磁变矩器

技术领域

本发明涉及的是一种永磁变矩器,适用于各种传统汽车、轨道车 辆、新能源汽车、电动自行车、摩托车、工矿机械、船舶、飞行器等 作传动部件使用,特别适合新能源汽车、传统汽车和轨道车辆使用。

背景技术

在机械传动路线中,需要有滑差传动的部件,例如离合器和液力 变矩器等,但是干式离合器在半联动工况存在磨损和粉尘污染问题; 湿式离合器和液力变矩器存在工作液污染和成本高的问题;目前市场 上现用的永磁传动机构有永磁联轴器、永磁齿轮和永磁涡流传动装置 能实现非接触传动,解决了部分磨损和环境污染问题,但是永磁联轴 器的输入输出轴之间平均速度一致,限制其在某些场合的使用,永磁 齿轮只能以固定速比传动,永磁涡流传动装置的体积较大,不适合一 些场合的使用,本发明提出了一种永磁体按一定规律排列,能实现联 轴器工况,同时也能实现滑差传动工况,在实现滑差传动工况时能改 变扭矩,实现主动轴和从动轴的转速差在一定范围内的无级变化,且 可以根据要求升高或降低传递扭矩的大小。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处提供一种永磁变矩器,在主动盘 和从动盘上设置按一定规律排列的永磁体,实现主动盘和从动盘在相 对转角为90度左右范围内,传递的扭矩始终为正向且较平稳,磁盘 与磁盘架之间锁止,在顺延后的另一个90度左右范围内,传递的扭 矩也为正向且较平稳,此时磁盘与磁盘架之间解除锁止,因此在有转 速差时连续输出正向扭矩,而在没有滑差时,以联轴器工况输出扭矩, 具体结构是复杂磁盘、简单磁盘、磁盘架、永磁体、发条弹簧、控制 销和轴承部分组成。

为实现上述目的,本发明采用如下技术措施:

一种永磁变矩器,其特征在于使用永磁场力实现联轴器传动工况 和滑差传动工况,在滑差传动工况时能改变扭矩,复杂磁盘排列有较 多永磁体,在简单磁盘上排列2块永磁体,动力依靠永磁磁场力传递, 复杂磁盘可以作为输入磁盘,也可以作为输出磁盘,简单磁盘相应的 作为输出磁盘或输入磁盘,输入磁盘和磁盘架之间通过发条弹簧连 接,在磁盘和轴之间根据需要安装了轴承,这样就可以在输入磁盘和 输出磁盘之间有相对转速差时持续输出正向平稳扭矩,且扭矩可变, 在没有转速差时按联轴器工况传递动力。

该方法具体包括以下步骤:

1)软启动工况:启动时操纵锁止销53被拔起,复杂磁盘3_1被 释放,随简单磁盘5一起转动,复杂磁盘3_2传动动力给简单磁盘5, 此时传递的扭矩为正常传递扭矩的一半以下,复杂磁盘3_1与简单磁 盘5之间的相对转角达到约90度后,复杂磁盘3_2被释放回弹,由 作用力与反作用力的关系知磁扭矩仍然传递给简单磁盘5,此时传递 的扭矩规律为图12中的a、b点之间,其中a点随转速差变化,而b 点不变,复杂磁盘3_2回弹一个角度后磁盘架环形槽挡块49被锁止, 复杂磁盘3_1开始传递动力给简单磁盘5,此时传递的扭矩显著增加, 但仍然没有达到稳定传动的扭矩大小,等到复杂磁盘3_1与简单磁盘 5之间的相对转角达到约90度后,复杂磁盘3_1被锁止而复杂磁盘3 被释放,如此循环直到复杂磁盘3_1、复杂磁盘3_2与简单磁盘5之 间的相对转速接近0;

2)稳定传动工况:复杂磁盘3_1、复杂磁盘3_2与简单磁盘5 之间的相对转速接近0时,操纵锁止销53压下锁止复杂磁盘3_1, 此时复杂磁盘3_1、复杂磁盘3_2与简单磁盘5之间传递的扭矩为图 12中c点左侧的某一点,并且能一定程度缓解传动时出现的扭矩的 瞬时波峰和波谷;

3)升挡过渡工况:操纵锁止销53被拔起,复杂磁盘3_1和复杂 磁盘3_2的转速高,而简单磁盘5在换完挡转速低,动力机的转速需 要适当降低,此时的工况类似于软启动工况,只是简单磁盘5转速不 为0,换挡时传递的扭矩小于稳定传动工况的扭矩,达到换挡时减小 冲击和降低换挡难度,一般情况下复杂磁盘3_1、复杂磁盘3_2与简 单磁盘5之间的转速差也较软启动时小,以减小换挡冲击;

4)降挡过渡工况:操纵锁止销53被拔起,复杂磁盘3_1和复杂 磁盘3_2的转速低,而简单磁盘5在换完挡转速高,动力机的转速需 要做提高,此时永磁变矩器工作于滑差传动工况,换挡时传递的扭矩 小于稳定传动工况的扭矩,达到换挡时减小冲击和降低换挡难度,一 般情况下复杂磁盘3_1、复杂磁盘3_2与简单磁盘5之间的转速差也 较软启动时小,以减小换挡冲击;

5)在碰到阻力突然增加的情况下,两个或三个复杂磁盘同步参 与滑差传动,此时由于转速差小,又是非接触传动,不会引起太多的 振动。

一种永磁变矩器是采取以下方案实现的:一种永磁变矩器结构具 有利用永磁场力达到非接触传动动力的滑差传动装置,其特征在于结 构具有复杂磁盘、简单磁盘、磁盘架、永磁体、发条弹簧、控制销和 轴承部分组成;输入轴(1)同轴连接磁盘架(2),复杂磁盘(3)按 安装位置可分为第一复杂磁盘(3_1)、第二复杂磁盘(3_2)和第三 复杂磁盘(3_3)(不考虑其安装位置统称为复杂磁盘(3)),所述第 一复杂磁盘(3_1)通过外圆筒(46)同轴连接安装所述第二复杂磁 盘(3_2),所述第二复杂磁盘(3_2)同轴连接安装所述第三复杂磁 盘(3_3),复杂磁盘内孔(15)同轴安装有复杂磁盘轴承(57),所 述复杂磁盘轴承(57)与磁盘架内环(48)的外圆同轴安装,所述磁 盘架内环(48)的内孔同轴安装支撑轴承(7),所述支撑轴承(7) 内孔同轴安装简单磁盘支撑轴(4),简单磁盘(5)同轴安装连接所 述简单磁盘支撑轴(4),所述简单磁盘(5)同轴安装连接输出轴(6), 所述复杂磁盘(3)安装有正向扇形主磁体(10)、正向副磁体(9)、 反向扇形主磁体(12)和反向扇形副磁体(13),所述正向扇形主磁 体(10)、所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形主磁体(12)和 所述反向扇形副磁体(13)组成一组永磁体,在所述复杂磁盘(3) 上共有2组这样的永磁体,也可以有3-6组,相应的角度要做调整, 所述正向扇形主磁体(10)和所述反向扇形主磁体(12)具有主磁体 扇形角(16),所述主磁体扇形角(16)的扇形角度为35°-48°,所 述正向扇形副磁体(9)和所述反向扇形副磁体(13)具有副磁体扇 形角(18),所述副磁体扇形角(18)的扇形角度为18°-40°,所述 正向扇形主磁体(10)和所述正向扇形副磁体(9)、所述反向扇形副 磁体(13)和所述反向扇形主磁体(12)之间具有主副磁体间的夹角 (17),所述主副磁体间的夹角(17)的扇形角度为0°-5°,所述复 杂磁盘(3)具有简单磁盘扇形永磁体(32)中心对称线转过的复杂 磁盘与简单磁盘相对转角(14),所述复杂磁盘与简单磁盘相对转角 (14)的扇形角度为80°-120°,所述复杂磁盘(3)上开设有复杂磁 盘锁止孔(11),所述复杂磁盘(3)根据传递扭矩的规律要求可以具 有外侧反向叠加磁体(19)和外侧正向叠加磁体(20),所述外侧反 向叠加磁体(19)具有外侧反向叠加磁体扇形角(22),所述外侧反 向叠加磁体扇形角(22)的扇形角度为20°-50°,所述外侧正向叠加 磁体(20)具有外侧正向叠加磁体扇形角(21),所述外侧正向叠加 磁体扇形角(21)的扇形角度为20°-48°,所述外侧反向叠加磁体(19) 和所述外侧正向叠加磁体(20)具有偏离对称线的外侧叠加磁体的初 始偏置角(23),所述外侧叠加磁体的初始偏置角(23)的扇形角度 为7°-20°,所述复杂磁盘(3)根据传递扭矩的规律要求可以具有内 侧反向叠加磁体(24)和内侧正向叠加磁体(25),所述内侧反向叠 加磁体(24)具有内侧反向叠加磁体扇形角(27),所述内侧反向叠 加磁体扇形角(27)的扇形角度为20°-30°,所述内侧正向叠加磁体 (25)具有内侧正向叠加磁体扇形角(26),所述内侧正向叠加磁体 扇形角(26)的扇形角度为18°-30°,所述内侧反向叠加磁体(24) 和所述内侧正向叠加磁体(25)具有内侧叠加磁体的初始偏置角(28), 所述内侧叠加磁体的初始偏置角(28)的的扇形角度为7°-20°,所 述简单磁盘(5)上安装有所述简单磁盘扇形永磁体(32),所述简单 磁盘扇形永磁体(32)具有简单磁盘永磁体扇形角角度(36),所述 简单磁盘扇形永磁体(32)的具有简单磁盘永磁体起始偏置角度(31), 所述简单磁盘永磁体起始偏置角度(31)的角度范围为40°-60°, 所述简单磁盘永磁体扇形角角度(36)为60°-90°,所述简单磁盘 扇形永磁体(32)具有简单磁盘减重扇形槽(33),所述简单磁盘扇 形永磁体(32)具有控制环(34),所述控制环(34)两端具有控制 环过渡端(35),所述控制环(34)在过渡区具有控制环过渡圆角(37), 控制环起始偏置角(30)的角度为40°-55°,控制环的圆弧角(58) 的角度为80°-100°,所述简单磁盘(5)的滑差控制锁止环底平面(39) 和滑差控制锁止销大头(38)相接触,滑差控制锁止销销杆(41)穿 过所述复杂磁盘(3)上的所述复杂磁盘锁止孔(11),当所述简单磁 盘(5)的滑差控制锁止环底平面(39)在滑差控制锁止销回位弹簧 (40)作用下和滑差控制锁止销大头(38)相接触,所述滑差控制锁 止销销杆(41)的端部和所述磁盘架(2)留有滑差控制销杆与复杂 磁盘面间的间隙(43),在滑差传动工况下,此时就存在复杂磁盘回 弹角度(29),所述复杂磁盘回弹角度(29)的扇形角范围为0°-120 °,具体数值由滑差角速度差决定,当所述简单磁盘(5)上的所述控 制环(34)接触所述滑差控制锁止销大头(38),所述磁盘架(2)开 设有磁盘架环形槽(42),所述滑差控制锁止销销杆(41)插入所述 磁盘架环形槽(42),在所述磁盘架环形槽(42)中具有磁盘架环形 槽挡块(49);所述磁盘架(2)外侧安装有操纵杠杆支架(51),所 述操纵杠杆支架(51)通过铰链连接安装操纵杠杆关节(52),操纵 杠杆(50)的内端为施加力端,操纵锁止销(53)同轴安装操纵锁止 销回位弹簧(55),所述锁止销回位弹簧(55)为压式弹簧,所述锁 止销回位弹簧(55)一端与所述磁盘架(2)接触,所述锁止销回位 弹簧(55)另一端与所述操纵锁止销(53)上的凸起接触,所述锁止 销回位弹簧(55)的端部开设有操纵锁止销环槽(54),所述操纵杠 杆(50)的外端滑动连接安装于所述操纵锁止销环槽(54),所述磁 盘架(2)开设有磁盘架操纵锁止销孔(56),内压所述操纵杠杆(50) 的内端,所述操纵锁止销(53)被拔出所述磁盘架操纵锁止销孔(56), 系统即可以滑差传动,所述复杂磁盘内孔(15)通过第一螺钉发条弹 簧固定螺钉(44)固定连接发条弹簧(8)的一端,所述发条弹簧(8) 的另一端通过第二螺钉发条弹簧固定螺钉(47)固定连接磁盘架凸台 (45)的外圆;所述复杂磁盘(3)上的磁铁可以对调安装到所述简 单磁盘(5),所述简单磁盘(5)上的其它结构和安装位置不变,所 述简单磁盘(5)上的磁铁可以对调安装到所述复杂磁盘(3)上,所 述复杂磁盘(3)上的其它结构和安装位置不变;所述复杂磁盘(3) 侧面通过铆钉(60)固定连接弹性杆(59),所述磁盘架(2)侧面安 装有销钉(61),所述弹性杆(59)的自由端卡在所述销钉(61)之 间;在所述复杂磁盘(3_2)旁边轴向再加上一个所述简单磁盘(5) 和所述复杂磁盘(3_3),则装置能传递的扭矩增加1倍;所述销钉(61) 加装在所述复杂磁盘(3_1)配套的所述磁盘架(2)上,也可以加装 在所述复杂磁盘(3_3)配套的所述磁盘架(2)上,如果有所述复杂 磁盘(3_1)、所述复杂磁盘(3_2)和所述复杂磁盘(3_3),则所述 销钉(61)需同时加装在所述复杂磁盘(3_1)和所述复杂磁盘(3_3) 配套的所述磁盘架(2)上。

本发明“一种永磁变矩器”是把永磁场力用于可实现滑差传动的 传动机构中,同时在无滑差传动时能实现联轴器工况,保证有较高的 效率;适用于各种传统汽车、轨道车辆、新能源汽车、电动自行车、 摩托车、工矿机械、船舶、飞行器等作传动部件使用,特别适合新能 源汽车、传统汽车和轨道车辆使用;其工作原理是:在滑差传动时能 改变扭矩,实现无级变速,实现设备的软启动和提高换挡品质;在稳 定传动时以联轴器工况运行,可实现高效率传动;具体结构是复杂磁 盘、简单磁盘、磁盘架、发条弹簧、控制销和轴承部分组成;

本发明一种永磁变矩器特点:

1、利用永磁传动实现滑差传动,相比于永磁涡流传动具有体积 小、重量轻、成本低和更易轴向叠加的特点;

2、具有联轴器工况和滑差变矩传动工况,既满足稳定传动的高 效率,又具有较好适应过渡工况传动平顺性的要求;

3、在一定转速差范围内能实现速比的无级变化,对改善换挡品 质和起动性能具有较好的帮助,特别是对电动汽车的软启动具有很好 的帮助;

4、在换挡时能有效降低扭矩到平稳传递扭矩的一半甚至以下, 有效降低了换挡的难度,降低了对换挡元件的要求,同时一半左右的 扭矩传递又保证了动力不中断,提高了换挡平顺性;

5、本机构和液力变矩器具有类似的功能,但不需要工作液,有 效降低了成本和对环境的污染;

6、本机构和双离合器自动变速器中的双离合器具有类似的功能, 但没有摩擦片,对降低维护和降低对环境的粉尘污染具有一定的帮 助;

7、本机构用于电动汽车传动时,在提高电机的转速的前提下, 能在解决自动换挡的同时,能有效降低自重和提高换挡品质。

本发明涉及的是一种永磁变矩器,适用于各种汽车、轨道车辆、 新能源汽车、电动自行车、摩托车、工矿机械、船舶、飞行器等作传 动元件使用,特别适合各种传统汽车、轨道车辆、新能源汽车、电动 自行车、摩托车、工矿机械、飞行器等作传动部件使用,特别适合新 能源汽车、传统汽车和轨道车辆使用。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明。

附图1-附图13是一种永磁变矩器实施实例,本发明的实际使用 并不局限于实施例。

具体实施方式

参照附图1-附图13,一种永磁变矩器结构特征为:输入轴1同 轴连接磁盘架2,磁盘架2的直径为260mm,复杂磁盘3的直径为 235mm,所述复杂磁盘3安装有正向扇形主磁体10、正向副磁体9、 反向扇形主磁体12和反向扇形副磁体13,所述正向扇形主磁体10 的内径为100mm,外径为220mm,扇形角为42°,所述正向扇形副磁 体9内径100mm,外径为220mm,扇形角为20°,所述反向扇形主磁 体12的内径为100mm,外径为220mm,扇形角为42°,所述反向扇 形副磁体13内径100mm,外径为220mm,扇形角为20°,在所述复杂 磁盘3上共有8块永磁体,所述反向扇形副磁体13和所述反向扇形 主磁体12之间具有主副磁体间的夹角17,所述主副磁体间的夹角17 扇形角度为2°,外侧反向叠加磁体19和外侧正向叠加磁体20,所述 外侧反向叠加磁体19的扇形角度为40°,磁体内径100mm,外径为 220mm,外侧正向叠加磁体扇形角21为40°,磁体内径100mm,外径 为220mm,外侧叠加磁体的初始偏置角23为12°,简单磁盘5上安装 有简单磁盘扇形永磁体32,磁体扇形角80°,磁体内径100mm,外 径为220mm,共有2块对称分布,改该装置在所述复杂磁盘3和所述 复杂磁盘5之间的间隙为6mm、磁体厚度为5mm时实际测得的扭矩为 图12所示。

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