[发明专利]电磁力差速器

说明书

本发明电磁力差速器，由多个电磁力变矩器构成，所述电磁力变矩器包含传动机械与控制装置，传动机械是二自由度决定系统的行星排结构，其行星排结构方程简化后的形式是：N1‑k1*N2‑k2*N3＝0,1>k1>k2>0，以N3所对应的旋转构件作为被控制端，其余两个旋转构件作为输入端、输出端。控制装置是制动器与电磁感应电机并联装置、感应电机与控制电路等。电磁感应电机、感应电机与控制电路形成即时吸能回馈系统，可以从被控制端吸收能量即时回馈功率到输出端，形成自动变矩功能。所述多个电磁力变矩器，用于从总动力输入端向各分动力输出端传输分配动力，利用其自动变矩功能自动分配动力，也就是多个成套、平行并联、分布使用，作为差速器系统。

技术领域

本发明涉及一种行星排传动器，具体为由多个电磁力变矩器构成的差速器。

背景技术

传统机动车辆采用的差速器有轮间差速器与轴间差速器这两种，轮间差速器如锥齿轮行星排差速器，在差速操作中易出现总转矩不足，性能不佳。轴间差速器如托森差速器，性能较好，但结构复杂一般只用于轴间差速器，不易推广至每一输出端驱动轮的传动路径。机动车辆需要新的差速器系统。

发明内容

本发明提出由多个电磁力变矩器构成的差速器，称为电磁力差速器。

行星排由两个中心轮(太阳轮或内齿圈)与带行星轮的行星架三个部件组成，三个部件的啮合排列关系决定行星排种类。现有行星排按行星架上行星轮层级数的单与双可分为单层星行星排、双层星行星排。设Zt为太阳轮齿数，Zq为内齿圈齿数，Nt为太阳轮转速,Nq为内齿圈转速,Nj为行星架转速，定义行星排特性参数a,单层星行星排的运动特性方程为：Nt+a*Nq-(1+a)*Nj＝0，双层星行星排的运动特性方程为：Nt-a*Nq-(1-a)*Nj＝0。多个行星排可以组成行星排结构，其运动规律服从其行星排结构方程。行星排结构中的几个部件连接并拥有一个确定的转速，形成一个旋转构件，每一个旋转构件具有一个转速。传统观点认为，多排行星排组成的行星排结构的自由度，等于行星排结构中所有旋转构件数减去行星排数，即：行星排结构自由度＝旋转构件数-行星排数。本发明提出，二自由度决定系统的行星排结构就是行星排中两个旋转构件的转速确定后，所有旋转构件的转速被决定。二自由度决定系统的行星排结构，其行星排结构方程简化后是具有三个独立转速项的等式，其普遍形式为：+d*N1+e*N2+f*N3＝0，其中N1、N2、N3分别为行星排结构中不特定的两个转速确定的旋转构件以及它们决定的不特定第三个旋转构件的转速项，d、e、f分别为三个独立转速项的绝对值系数，可以是数值或代数式，各独立转速项绝对值系数前的各符号分别可以是正是负。“不特定”指行星排结构的任意旋转构件的转速都可以有相应的各绝对值系数与各符号来形成等式。单排行星排是二自由度决定系统，单排行星排具有三个旋转构件，就是行星排的三个部件，单排行星排结构有一个行星排结构方程，就是其行星排运动方程。多排行星排结构可以具有多个行星排结构方程。

本发明所述电磁力变矩器由传动机械与控制装置两部分组成。传动机械是二自由度决定系统的行星排结构，由单排或多排行星排组成。其行星排结构方程简化后的形式是：N1-k1*N2-k2*N3＝0,1>k1>k2>0。以N3对应的旋转构件作为被控制端，其余两个旋转构件作为输入端、输出端。这种形式的被控制端转速大转矩小，可以通过控制小转矩的被控制端来控制大转矩的输入端、输出端之间的传动。控制装置是制动器与电磁感应电机并联装置、感应电机、控制电路等。制动器与电磁感应电机并联装置作用于被控制端，可以控制被控制端的转速，并可从被控制端吸收能量；感应电机作用于输出端，可以对输出端回馈能量；电磁感应电机、感应电机、控制电路形成即时吸能回馈系统，从被控制端吸收的能量不加以储存，即时回馈到输出端；控制电路可以控制调节即时吸能回馈系统。

下面分析本发明所述电磁力变矩器的控制过程，设输入端的转速为确定值，设输出端的负载为随转速上升而加大的被动负载，设控制装置对被控制端的作用为被动作用。具体控制过程描述如下：