CN101639116A - 固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置，包括泵轮和涡轮，其中，泵轮罩的侧壁上设置有喷嘴，泵轮罩的外侧设置有外罩，外罩内侧上设置有叶片，外罩上设置有与由泵轮和涡轮形成的工作腔相连通的油孔，外罩内设置有固定导管，固定导管的开口方向迎向外罩内工作油高速旋转循环来油方向，固定导管上设置有单向阀，在工作腔入口处的油路上设置有气动比例调节阀、电动比例调节阀或气电两用比例调节阀。本发明突出优点是：通过调节比例调节阀，可以实现偶合器的快速“离、合”功能，同时也可以实现对工作腔充液量的无级调节，实现对偶合器输出转速的无级调节。

Description

固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置

技术领域：

本发明涉及液力偶合器技术领域，特别涉及一种固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置。

背景技术：

液力偶合器是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。液力偶合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上，涡轮装在输出轴上。动力机(内燃机、电动机等)带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出，泵轮将动力机的机械能转变为工作油的动能。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，涡轮将工作油的动能转变机械能，将获得的能量传递给输出轴，通过输出轴驱动负载。最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。液力偶合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等於输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小於输入扭矩。液力偶合器输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间不存在刚性联接。

目前，国内液力调速及快速离合响应技术普遍采用了如下技术方案：(1)伸缩移动导管出口调节调速技术。(2)阀控调速技术。(3)(快速)排油阀快速离合技术。伸缩移动导管出口调节调速技术普遍采用电动(气动或液压)执行机构拖动移动导管，控制行程长，响应时间长，结构复杂；由于导管无法达到叶轮工作腔的顶端位置，工作油不能完全排空，因而不能实现完全“离合”；由于导管属于薄壁长管类零件，自身刚性差，在叶轮工作腔内工作油的高速扰动与冲击下容易变形、卡滞，结构可靠性差。进口阀控调速技术一般不能单独使用，单独控制进口充油速度基本不能满足快速“离合”响应需要，一般需要在偶合器出油口处设置相应的控制元件，即：需要进、出口调节相配合。(快速)排油阀快速离合技术同样需要与进口阀控调节技术配合使用才能够实现调速及快速“离合”功能，其核心部件快速排油阀安装在高速旋转的工作腔辅助腔壳体上且需要复杂的控制油路对其进行控制，正常工作时(“合”状态)偶合器控制油路确保其关闭，脱离状态时(“离”状态)，关闭控制油路，快速排油阀在离心力的作用下打开，实现快速排油及离合功能。该机构结构复杂，工艺性差且易于发生排油阀卡滞故障，从而造成系统不稳定、可靠性低。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供了一种能够实现调速运行及快速离合响应的固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置，包括泵轮和涡轮，其中，所述泵轮罩的侧壁上设置有喷嘴，所述泵轮罩的外侧设置有外罩，所述外罩内侧上设置有能够带动工作油旋转的叶片，所述外罩上设置有与由所述泵轮和所述涡轮形成的工作腔相连通的油孔，所述外罩内设置有固定导管，所述固定导管的开口方向迎向所述外罩内工作油高速旋转循环来油方向，所述固定导管上设置有单向阀，在所述工作腔入口处的油路上设置有气动比例调节阀、电动比例调节阀或气电两用比例调节阀。

所述泵轮与所述外罩刚性连接。

所述气动比例调节阀、电动比例调节阀或气电两用比例调节阀至少设置有一个进油口、一个出油口和一个旁通出油口。

本发明突出优点是：增加了一个与偶合器主动轮泵轮刚性连接的外罩，外罩与工作腔通过油孔相连通；外罩中设计安装有固定导管，外罩带动偶合器工作油高速回转，固定导管的开口方向迎向外罩中高速回转的工作油的来油方向，固定导管相当于一个油泵，将工作腔中的工作油经单向阀、主油路、机油冷却器、控制阀旁通出油口送回偶合器油箱，从而实现快速排油；在偶合器工作腔进油口处设计安装有比例调节阀，通过调节比例调节阀既可以实现偶合器的“离、合”功能，同时也可以实现对工作腔充液量的无级调节，实现对偶合器输出转速的无级调节。

附图说明：

图1为本发明实施例的工作原理框图。

图2为本发明实施例的局部结构剖视图。

图3为本发明实施例的气动比例调节阀结构剖视图。

具体实施方式：

本发明的实施例实施时其设计主体机构包括涡轮1、泵轮罩2、固定导管3、外罩4、径向叶片41、单向阀5、油孔6、机油冷却器7、主油路8、喷嘴9、气动比例调节阀10和泵轮11。泵轮罩2的侧壁上设置有喷嘴9；泵轮罩2的外侧刚性连接设置有外罩4，外罩4的内侧上设置有径向叶片41，外罩4上设置有与由泵轮11和涡轮1形成的工作腔相连通的油孔6，外罩4内设置有固定导管3，固定导管3的开口方向迎向外罩4内工作油高速旋转循环来油方向，固定导管3上设置有单向阀5，在由泵轮11和涡轮1形成的工作腔入口处的油路上设置有气动比例调节阀10。

气动比例调节阀10包括设置在端部的膜片气缸101，设置在侧面的控制阀旁通出油口102、控制阀进油口103和控制阀出油口104。

外罩4的内侧上设置有径向叶片41，即外罩4的腔体内设计有多片径向叶片41，当外罩4在动力机的驱动下高速旋转时，工作腔内工作油由油孔6进入外罩4的腔体内，外罩4的腔体内的多片径向叶片41带动工作油旋转，为工作油提供必需的排油旋转速度。

如图1所示，其为本发明实施例的工作原理框图，下面结合附图1对本发明的工作原理及结构作进一步的说明如下：

偶合器“合”状态：

偶合器工作油从油箱经粗滤油器、油泵、精滤油器、机油冷却器7、气动比例调节阀10的控制阀进油口103及控制阀出油口104(此时气动比例调节阀10处于“开”状态)进入工作腔。一部分工作油沿固定导管3、单向阀5、机油冷却器7、气动比例调节阀10及工作腔进行循环，此循环过程导管虽然在排油，但排出的工作油最终又流向工作腔，因循环管路的容积是固定的，因而整个过程不会改变工作腔的充液率；最终工作油经喷嘴9流回油箱，从而完成整个循环过程。

偶合器“离”状态：

此时比例调节控制阀处于“关”状态，工作腔进油被切断。工作腔内工作油经固定导管3、单向阀5、机油冷却器7及气动比例调节阀10的控制阀旁通出油口102快速排回至油箱，从而实现快速离合响应。

偶合器“调速”状态：

通过调节设置在偶合器工作腔进油口处的气动比例调节阀10，可以实现对偶合器工作腔充液量的无级调节，从而实现对偶合器输出转速的无级调节。

当采用其他形式的比例调节阀时，如电动比例调节阀、气电两用比例调节阀或其他形式的比例调节阀时，其工作原理相同。

采用该技术的液力偶合器还可后置或前置不同形式的机械减速箱形成不同形式的固定导管喷嘴阀控式液力偶合器传动装置，从而实现与多种工作机的匹配。

与背景技术中提到的国内液力调速及快速离合响应技术的三种现有的技术方案相比较，本发明所涉及的固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置具有以下明显技术优势：1.仅采用一个进口控制比例调节阀即可实现调速及快速“离合”功能，机构简洁、结构紧凑，工艺性、实用性强；2.进口控制比例调节阀控制行程短(≤10mm)，响应时间短，“离合”快速、灵敏。本发明所涉及的固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置为液力偶合器调速及快速“离合”技术提供了一条简洁、实用的思路和技术方案，将发展成为继上述三种技术方案之后的又一创新性液力偶合器调速形式。

Claims (3)

1、一种固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置，包括泵轮和涡轮，其特征在于，所述泵轮罩的侧壁上设置有喷嘴，所述泵轮罩的外侧设置有外罩，所述外罩内侧上设置有叶片，所述外罩上设置有与由所述泵轮和所述涡轮形成的工作腔相连通的油孔，所述外罩内设置有固定导管，所述固定导管的开口方向迎向所述外罩内工作油高速旋转循环来油方向，所述固定导管上设置有单向阀，在所述工作腔入口处的油路上设置有气动比例调节阀、电动比例调节阀或气电两用比例调节阀。

2、根据权利要求1所述的固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置，其特征在于，所述泵轮与所述外罩刚性连接。

3、根据权利要求1或2所述的固定导管喷嘴阀控式液力偶合器调速装置，其特征在于，所述气动比例调节阀、电动比例调节阀或气电两用比例调节阀至少设置有一个进油口、一个出油口和一个旁通出油口。

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