[發明專利]分體式電磁耦合離合器及以其作動力的電控液壓轉向系統

有效

• 申請號: 201310559212.9
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103633813A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 江浩斌;徐哲;唐斌;趙回
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00;H02P17/00;B62D5/04;B62D5/06
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于電機及汽車轉向控制領域，涉及一種分體式電磁耦合離合器和用分體式電磁耦合離合器作動力傳輸的電控液壓轉向系統。?

背景技術

近年來，隨著我國國民經濟和高等級公路網的快速發展，作為長途公路客運和物流運輸主力裝備的重型車輛的產銷規模也快速增長，重型車輛的節能、安全、環保問題日益受到重視。傳統重型車輛的助力轉向采用的是液壓系統，該系統利用發動機驅動的轉向油泵產生壓力油，轉向油泵與車輛液壓轉向齒輪相連接。由于發動機通過皮帶直接驅動轉向油泵，只要發動機正在運行，它也連續不斷地運行；由于液壓油一直循環地通過轉向齒輪，導致連續不斷的損耗。重型車輛在較高車速下行駛時，由于轉向油泵轉速不能隨車速變化而變化導致路感明顯減弱，直接危害車輛的操縱穩定性和行駛安全性。

一種獲得轉向助力隨車速可變的方案是利用電液比例閥，改善了重型車輛高速行駛的轉向操縱性，但未能解決轉向系統的高能耗問題。這種方案可以利用旁通比例閥和步進電機旁通閥來獲得隨車速可變的助力；這種方案還可以利用組合電磁閥來調節旁通流量，進而可根據車速變化控制電磁閥的組合方式以改變液壓助力。上述新方案都是從控制液壓回路旁通流量的角度實現轉向助力可變，從而改善車輛高速工況的轉向路感，但在車輛運行的大部分時間內，轉向油泵一直處于高速轉動狀態，液壓系統的溢流損失和節流損失無法避免，因此不能降低轉向系統的能耗。

另外一種獲得按需提供助力的方案是利用磁流變液聯軸器，把它集成在附屬驅動和液壓助力轉向泵之間，從而提供一種方法來直接控制由發動機驅動的轉向油泵轉速。磁流變液聯軸器通過控制由驅動軸傳遞給助力轉向泵的轉矩來提供連續可調的轉速。這個方案的主要缺點是會產生轉差功率，轉差功率在聯軸器內產生熱量損耗，從而導致整個系統的效率不高。

綜上可知，目前國內外針對乘用車和輕型商用車的液壓轉向系統已開展了大量研究工作，而針對重型車輛液壓轉向系統的研究還很少，已成功應用于乘用車和輕型商用車的多種新型轉向系統不能滿足重型車輛的使用要求，國內外針對重型車輛所研究開發的新型轉向系統只解決了高速工況的轉向路感差的問題，轉向系統的高能耗問題尚未解決。因此，必須采用新的技術路線探求適合重型車輛特點并能有機協調轉向操縱性與節能要求的新型轉向系統的理論方法和技術方案。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述問題，提供一種基于改進型電磁轉差離合器的分體式電磁耦合離合器，采用這種分體式電磁耦合離合器可以明顯改善重型車輛的燃油經濟性、操縱穩定性和行駛安全性。與傳統的電磁轉差離合器系統相比，分體式電磁耦合離合器的效率得到了明顯地改善，并且同時可以獲得隨發動機轉速可變的助力特性，從而提高了車輛的操縱穩定性和行駛安全性。

本發明通過以下技術方案來實現：

分體式電磁耦合離合器，包括主電機和副電機，主電機固定在固定端上，主電機和副電機通過轉子轉軸同軸連接。

主電機相當于一個雙轉子電機，包括外轉子、內轉子和轉子轉軸，外轉子通過與其固定連接的凸緣部件以及連接于凸緣部件和轉子轉軸之間的軸承與內轉子形成可共同繞轉子轉軸旋轉的結構，內轉子上設置有內轉子繞組，外轉子上設有與所述內轉子繞組相匹配的外轉子繞組。

副電機為直流永磁無刷電機，包括殼體、定子、轉子和轉子轉軸，定子固定在殼體上，殼體固定不動，轉子與轉子轉軸固定連接，并與定子保持同心，轉子上設有永磁體，定子上設有與永磁體相匹配的定子繞組，主電機的內轉子和副電機的轉子通過轉子轉軸連接，形成共軸轉子。

作為本發明的進一步改進，所述共軸轉子為分體式結構，即所述轉子轉軸包括主轉子轉軸和副轉子轉軸，轉子通過鍵連接與副轉子轉軸連接在一起共同旋轉，副轉子轉軸與殼體通過軸承連接，副轉子轉軸可以相對殼體旋轉，主轉子轉軸與副轉子轉軸通過聯軸器機械連接，形成分段式結構的轉子轉軸。

作為本發明的進一步改進，所述共軸轉子為一體式結構，即所述轉子轉軸為主、副電機共用的一體式的轉軸，內轉子通過鍵連接與轉軸連接在一起共同旋轉，轉子通過鍵連接與轉軸連接在一起共同旋轉，轉軸通過軸承與殼體相連，并可以相對殼體旋轉。

作為本發明的進一步改進，所述外轉子的內圓周面沿軸向開有外轉子齒槽，所述外轉子繞組設置于外轉子齒槽內，所述內轉子為隱極式內轉子或凸極式內轉子，所述隱極式內轉子的外圓周面沿軸向開有內轉子齒槽，內轉子繞組設置于內轉子齒槽內，所述的內轉子繞組和外轉子形成沿徑向的磁通結構，所述凸極式內轉子的外圓周面沿軸向設有凸出的磁極，內轉子繞組集中置放于凸出的磁極上。