CN101403433A - 新型牵引制动型液力变矩器 - Google Patents

Abstract

一种新型牵引制动型液力变矩器，涉及机械传动领域，属于一种液力机械传动。本发明提供了一种新型牵引制动型液力变矩器，将液力变矩器与液力减速器合二为一，可以实现牵引、制动、闭锁三个工况的转换。这种新型牵引制动型液力变矩器不改变普通液力变矩器的基本结构，在普通液力变矩器的基础上增加一些控制液力元件运动状态的离合器，通过对离合器的控制，就可以实现三个工况的转换。与同类产品相比，它具有结构简单、成本低、传动效率高的特点。

Description

新型牵引制动型液力变矩器

技术领域

本发明涉及机械传动领域，属于一种液力机械传动装置。

技术背景

液力变矩器和液力减速器都是现代车辆中普遍应用的液力元件，在工程机械及军用重型车辆中应用的应用尤其广泛。近年来，由于车辆发动机功率增大、车重增加、车速提高等因素，对车辆的减速制动性能提出了更高的要求，单一的制动器已经很难满足车辆制动性能的要求，即使能够满足，制动器的工作条件也变得极为恶劣。为减少闸瓦和轮箍的磨损，增强车辆制动的平稳性和舒适性，提高车辆运行的平均速度。在国外，液力减速器已有较为广泛的应用，安装在大型公共汽车、旅游车、重型运输汽车以及军用车辆、坦克等车辆上，大大提高了这些车辆的行驶性能和操纵灵活性。因此，现代车辆普遍采用液力和机械制动器联合作用，来满足车辆制动性能的要求。

由于车辆对减速制动性能的要求不断提高，更重要的是如何减小车辆部件的结构尺寸，使得整车质量降低并简化操纵，所有这些因素促使人们致力于研究一种能在功能上将液力变矩器和液力减速器合二为一，且不增加传动系统整体尺寸的新型液力传动装置。这种液力传动装置在牵引工况时，具有液力变矩器的性能；在制动工况时，具有减速制动性能。俄罗斯全俄运输车辆研究所已经研制出了一种牵引制动型液力变矩器，它同时具有液力变矩器和液力制动器的功能，北京理工大学对这种液力变矩器进行了引进和研究。如附图3所示，俄罗斯的这种牵引制动型液力变矩器是在三元件液力变矩器的基础上增加了一个大制动轮和一个小制动轮，同时增加了一些用于控制构件运动的离合器。由于增加了两个制动轮，这种牵引制动型液力变矩器由原来的三元件变为五元件，它存在两个缺陷：一是结构变得更加复杂；二是由于接合缝的增多，使内泄漏现象更加严重，传动效率下降。

发明内容

本发明的目的：为提高车辆的减速制动性能，克服已有牵引制动型液力变矩器的存在的缺陷，本发明提供一种结构简单、性能可靠、同时具有液力变矩器和液力减速器功能的新型牵引制动型液力变矩器。

本发明的技术方案：为使新型牵引制动型液力变矩器结构简单，生产制造成本低，在不改变三元件液力变矩器基本结构的基础上，增加一些控制液力元件运动状态的离合器，以实现液力变矩器工作状态的变化。通过对离合器的控制，可以实现牵引、制动、闭锁三种工况的转换。

附图说明

图1新型牵引制动型液力变矩器结构简图

图2新型牵引制动型液力变矩器的控制油路

图3全俄运输车辆研究所研制的牵引制动型液力变矩器

图4新型牵引制动型液力变矩器的另一种结构

图中：1、输入轴，2、泵轮，3、涡轮，4、导轮，5、导轮离合器，6、制动离合器，7、单向联轴器，8、闭锁离合器，9、输出轴

本发明具体实施方式

新型牵引制动型液力变矩器的结构如图1所示，输入轴(1)与泵轮(2)固连，泵轮(2)通过闭锁离合器(8)与输出轴(9)相连，涡轮(3)通过制动离合器(6)与机架相连，涡轮(3)通过单向联轴器(7)与输出轴(9)相连。输入轴(1)一般与原动机相连，输出轴(9)一般与变速器相连。

泵轮(2)与输出轴(9)相联的闭锁离合器(8)为片式摩擦离合器，涡轮(3)与机架相连的制动离合器(6)也是片式摩擦离合器。闭锁离合器(8)和制动离合器(6)的结合与分离通过液压控制，向离合器油缸中输入压力油时，油缸活塞在油压的作用下将离合器的主动片和从动片压紧，在摩擦力的作用下主动片与从动片连为一体，此时离合器处于结合状态；如果截断进入离合器油缸的压力油，油缸活塞在弹簧力的作用下回位，主动片与从动片分离，它们之间相互没有约束，此时离合器处于分离状态。

导轮(4)通过导轮离合器(5)与机架相连，导轮离合器(5)为一单向离合器。当涡轮(3)与泵轮(2)的转速比小于偶合点转速比时，导轮离合器(5)楔紧不转，导轮(3)固定；当涡轮(3)与泵轮(2)的转速比大于等于偶合点转速比时，导轮离合器(5)可自由转动，导轮(3)可自由转动。

涡轮(3)与输出轴(9)通过单向联轴器(7)相连，涡轮(3)与输出轴(9)之间的动力是单向传递的，动力只能由涡轮(3)传递到输出轴(9)。

现分三种工况分别说明新型牵引制动型液力变矩器的工作过程。

牵引工况：制动离合器(6)和闭锁离合器(8)都处于分离状态，泵轮(2)与涡轮(3)都不受离合器的约束。动力由原动机经输入轴(1)传递到泵轮(2)，泵轮(2)将动力传递给涡轮(3)，涡轮(3)经单向联轴器(7)将动力传递到输出轴(9)。在该种工况下，新型牵引制动型液力变矩器的工作状态与普通液力变矩器的工作状态相同。牵引工况适用于载荷较大或载荷变化较大的情况。

闭锁工况：制动离合器(6)分离，闭锁离合器(8)结合，泵轮(2)与输出轴(9)连为一体，涡轮(3)不受制动离合器(6)的约束。动力不经过涡轮(3)传递，由输入轴(1)经泵轮(2)直接传递到输出轴(9)，涡轮(3)和导轮(4)在液流的冲击下以近似于泵轮(2)的速度旋转。在该种工况下，新型牵引制动型液力变矩器的传动为机械传动，不再是液力传动。闭锁工况适用于载荷较小且变化不大的情况，因为机械传动的效率高于液力传动，所以闭锁工况的传动效率比牵引工况的传动效率高。

制动工况：原动机传递到输入轴(1)的动力断开，并且制动离合器(6)和闭锁离合器(8)都处于结合状态，泵轮(2)与输出轴(9)连为一体，涡轮(3)固定不动。泵轮(2)与输出轴(9)一起转动，带动液流冲击涡轮(3)，由于涡轮(3)固定不动，液流就会产生一个阻止泵轮(2)转动的反作用力矩，这个反作用力矩就是液力制动力矩。由液力传动理论可知，液力制动力矩的大小与泵轮(2)转速的平方成正比，在制动过程中，随着车速的下降，泵轮(2)的转速越来越小，液力制动力矩也越来载小。液力制动力矩不能保持为定值，它的大小以抛物线的方式下降，在车速高时制动效果好，在车速低时制动效果差。因此，液力制动要和机械制动器联合工作。在下长坡时，如果液力制动可使车辆速度稳定在一个安全值内，就可以不使用机械制动器。在制动过程中，车辆减速所消耗的能量转化为热能，使牵引制动型液力变矩器内的油液温度升高，通过散热器将热量散发出去。

本发明所述的新型牵引制动型液力变矩器可以实现牵引、制动、闭锁三种工况，这三种工况的转换主要是通过控制制动离合器(6)和闭锁离合器(8)的结合与分离来实现。三种工况的转换可以通过图2所示的液压控制油路实现：当三位四通阀处于左位时，制动离合器(6)的油缸和闭锁离合器(8)的油缸都与油泵相通，在压力油的作用下，两个离合器都处于结合状态，此时牵引制动型液力变矩器处于制动工况。当三位四通阀处于中位时，制动离合器(6)的油缸和闭锁离合器(8)的油缸都与油池相通，两个离合器都处于分离状态，此时牵引制动型液力变矩器处于牵引工况。当三位四通阀处于右位时，闭锁离合器(8)的油缸与油泵相通，闭锁离合器(8)处于结合状态，制动离合器(6)的油缸与油池相通，制动离合器(6)处于分离状态，此时牵引制动型液力变矩器处于闭锁工况。

本发明所述的新型牵引制动型液力变矩器的导轮(4)既可通过导轮离合器(5)与机架相连，也可与机架固连。图4为导轮直接与机架相连的结构形式。

Claims (6)

1、一种新型牵引制动型液力变矩器，主要由输入轴(1)、泵轮(2)、涡轮(3)、导轮(4)、导轮离合器(5)、制动离合器(6)、单向联轴器(7)、闭锁离合器(8)和输出轴(9)组成，其特征在于：不改变普通液力变矩器的基本结构，在普通液力变矩器的基础上增加一些控制液力元件运动状态的离合器，通过对离合器的控制，可以实现工作状态的转换；它具有液力变矩器和液力制动器的功能，将液力变矩器和液力制动器合二为一，具有牵引、制动、闭锁三种工作状态。

2、根据权利要求1所述的牵引制动型液力变矩器，其特征在于：泵轮(2)与输出轴(9)通过闭锁离合器(8)相连。

3、根据权利要求1所述的牵引制动型液力变矩器，其特征在于：涡轮(3)与机架通过制动离合器(6)相连。

4、根据权利要求1所述的牵引制动型液力变矩器，其特征在于：涡轮(3)与输出轴(9)通过单向联轴器(7)相连，动力单向传递，只能由涡轮(3)传递到输出轴(9)。

5、根据权利要求1所述的牵引制动型液力变矩器，其特征在于：导轮(4)既可通过导轮离合器(5)与机架相连，也可与机架固连。

6、根据权利要求1所述的牵引制动型液力变矩器，其特征在于：制动离合器(6)和闭锁离合器(8)一般采用液压片式摩擦离合器，也可以采用其它形式的离合器。

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