CN103821851A

CN103821851A - 双排前倾叶片液力缓速器

Info

Publication number: CN103821851A
Application number: CN201410109786.0A
Authority: CN
Inventors: 郭爱东; 陈锦耀; 刘春宝; 苏欣平; 李华龙; 李玉兰; 柴树峰
Original assignee: Military Transportation University of PLA
Current assignee: Military Transportation University of PLA
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2034-03-21
Also published as: CN103821851B

Abstract

本发明涉及一种双排前倾叶片液力缓速器，包括变速箱箱体、定子、转子和叶片，其特征是：所述定子和转子的双腔分别设置在各自同心圆内构成双排双腔液力缓速结构，所述定子外圆与变速箱箱体内壁固定，所述定子在同心圆上分别设有环形的第一排工作腔和环形的第二排工作腔，所述转子对应定子也设有第一排工作腔和第二排工作腔，且与定子扣合设置，所述定子和转子的第一排工作腔和第二排工作腔内分别设有叶片。有益效果：采用双排工作腔的液力缓速器结构，圆形腔和方形腔，并都安装有叶片，可以以较小的结构尺寸获得较大的制动转矩，轴向尺寸小，泵油能力强，制动扭矩大。本发明应用于公路客车和大吨位载货汽车时，能使车辆以安全速度恒速下长坡。

Description

双排前倾叶片液力缓速器

技术领域

本发明属于车辆制动装置，尤其涉及一种适用于公路客车和重型载重汽车下坡缓速的双排前倾叶片液力缓速器。

背景技术

使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。为了保证车辆行驶安全，车辆上制动系统是必不可少的。根据功用的不同，车辆上的制动系统可以分为行车制动系统、驻车制动系统、第二制动系统和辅助制动系统。前三种制动系统的功能主要是使行驶的车辆减速甚至停止或者是让已经停止的车辆停驻在原地，行车制动、驻车制动及第二制动系统所用的制动器几乎都是摩擦制动器。随着汽车运输业的蓬勃发展，要求车辆有更高的运营效率，车载质量、车辆行驶速度和行驶距离都大幅度提高，又由于我国幅员辽阔地形复杂，很多地方都是以山区和丘陵地形为主，车辆行驶在这种地形时，下坡的情况很多，在此种路况下若是利用摩擦制动器来对车辆进行车速限制，不仅耗费驾驶员体力还会造成摩擦制动器因为长时间工作产生大量热量而功能衰退，严重时导致制动失效，威胁到行车安全。为了解决这一问题，限制车辆下坡时车速保证行车安全的各种车辆辅助制动装置迅速发展。国家强制执行标准《GB7258-2012机动车运行安全技术条件》和交通运输行业标准《JT/T325-2010营运客车类型划分及等级评定》都对大型特大型客车、重型载货车、专项作业车以及危险货物运输车辆安装缓速器或者其他辅助制动器做出了明确的规定。缓速器就是在这种技术要求下产生的一种车辆辅助制动装置。

缓速器作为一种辅助制动装置，在汽车减速或下长坡时，可以使汽车平稳减速或维持较低的速度，减轻汽车传动系的冲击，提高汽车在减速过程中的平稳性，减少制动器的磨损和发热，进而延长制动器的使用寿命，增加车辆行驶的安全性，降低汽车的保养费用和因车辆停运造成的经济损失。

液力缓速器和电涡流缓速器是现在经常使用的缓速器，随着车辆技术向更安全、更高功率、更大负载、更快运营速度、更长作业时间方向发展，对车辆制动性能提出了更高的要求，电涡流缓速器因结构和原理的局限，已很难完全满足这种要求，技术发展和在车辆上的使用都受到了很大的局限。

液力缓速器的制动原理是液力传动，缓速器的制动力矩计算公式根据缓速器在车辆上的布置形式有所不同，其基本计算公式为：M＝λρgD⁵n²，式中：D-转子有效循环圆直径，n-转子转速，λ-制动力矩系数，ρ-流体介质密度，g-重力加速度。液力缓速器制动转矩与其转子转速平方及循环圆直径的五次方成正比，因此其在车辆高速行驶的时候制动效果明显，而且利用较小尺寸的液力缓速器即可获得较大的制动扭矩。基于以上的优点，液力缓速器在重型及大功率车辆上得到了广泛的应用。

不同车辆上安装的液力缓速器结构大致相同，一般由定子、转子、工作腔、输入轴、热交换器、储油箱和壳体组成。其安装方式一般分为与传动轴串连和并连两种，串连时可在变速器前、后安装，如果采取并连，则缓速器和变速器做成一个整体来安装。对于装有带液力变矩器的自动变速器车辆来说，原变速器系统已配备了储油罐、油泵和散热器等部件，因此，在配有自动变速器的客车和载货汽车上安装液力缓速器更为方便。

缓速器工作时，压缩空气经电磁阀进入储油箱，将储油箱内的油液经油路压进缓速器内，缓速器开始工作，转子带动油液绕轴线旋转，同时，油液沿叶片方向运动，甩向定子，定子叶片对油液产生反作用，油液流出定子再转回来冲击转子，这样就形成对转子的阻力矩，阻碍转子的转动，从而实现对车辆的减速作用。工作液在运动过程中使进出口形成压力差，油液循环流动，通过热交换器时，热量被来自发动机冷却系统的冷却水带走。

液力缓速器依靠液力传动油传递转矩，没有机械刚性联接，避免了机械磨损和振动，可以提高运行的稳定性和驾驶的舒适度，散热器可以把液力缓速器制动过程中产生的热量及时散发出去，因此液力缓速器能连续地提供车辆运行需要的制动力矩。下长坡时，在行车制动器不参与制动的情况下，单靠液力缓速器就能使车辆以某一安全的速度恒速行驶。

为了适应社会发展需要，载重车辆的载重量持续增加，其运行功率也在不断地增大，为了保证车辆行驶安全就需要更大能容的液力缓速器。现在常用的液力缓速器为了增大其能容，通常采用左右对称布置的双腔形式以增大制动转矩（见图10），其基本结构是两个工作腔左右对称布置，两个工作腔尺寸相同，两个腔内对应的叶片数量也相同。左右对称布置的双腔形式虽然增大了制动转矩，但占用的车辆空间也加大，给车辆的设计和制造增加了困难。

综上所述，为了增大液力缓速器的应用范围就必须开发出尺寸小能容大的液力缓速器。

发明内容

本发明的目的在于克服传统液力缓速器技术上的不足，提供一种双排前倾叶片液力缓速器，能容大，安装尺寸小，充排油速度快，兼顾能容和空间尺寸两方面要求，不仅能容大而且能做到尺寸不大，非常适合大功率的载重汽车和大型客车使用。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种双排前倾叶片液力缓速器，包括变速箱箱体、定子、转子和叶片，其特征是，所述定子和转子的双腔分别设置在各自同心圆内构成双排双腔液力缓速结构，所述定子外圆与变速箱箱体内壁固定，所述定子在同心圆上分别设有环形的第一排工作腔和环形的第二排工作腔，所述第一排工作腔设于定子大半径处，其横截面形状呈半圆形，第二排工作腔设于定子小半径处，其横截面形状呈矩形，所述转子对应定子也设有第一排工作腔和第二排工作腔，且与定子扣合设置，所述定子和转子的第一排工作腔和第二排工作腔内分别设有叶片，所述定子通过安装在转子上的轴承支承，所述转子通过花键与花键轴连接，所述定子的第一排工作腔上开有出油口，所述定子的第二排工作腔中部开有进油口。

所述定子及转子的第一排工作腔的循环圆直径为260mm～385mm，所述定子及转子的第二排工作腔循环圆直径为第一排工作腔循环圆直径的一半。

所述第一排工作腔内装置的叶片数量为30～43个，叶片倾斜角为32°～40°，第二排工作腔内装置的叶片数量为15～22个，其倾斜角为32°～40°，且两个工作腔叶片的倾斜方向相同。

所述定子的进油口数量为6～8个，直径为12mm～16mm，出油口数量为8～10个，直径为8mm～12mm。

所述定子及转子的第一排工作腔和第二排工作腔之间的间距小于相邻的两个叶片之间的间距，所述定子叶片有半圆形缺口。

所述定子和转子2之间设有2.5mm～3.5mm的轴向装配间距。

所述定子外缘上设有花键并与变速箱箱体内壁的内花键槽插接固定。

有益效果：为了克服传统液力缓速器能容小、轴向尺寸大的缺点，本发明采用了双排工作腔的液力缓速器结构，缓速器内有两排工作腔：圆形腔和方形腔，并都安装有叶片，可以以较小的结构尺寸获得较大的制动转矩。本发明所提出的液力缓速器结构简单，轴向尺寸小，泵油能力强，制动扭矩大。本发明应用于公路客车和大吨位载货汽车时，能使车辆以某一安全速度恒速下长坡。

说明书附图

图1是双排前倾叶片液力缓速器装配示意图；

图2是转子正视图；

图3是转子A-A剖视图；

图4是转子B-B剖视图；

图5是转子C-C剖视图；

图6是定子正视图；

图7是定子D-D剖视图；

图8是定子E-E剖视图；

图9是定子F-F剖视图；

图10是传统双腔液力缓速器结构示意图。

图中，1.变速箱箱体，2.转子，3.花键轴，4.第二排工作腔，5.第一排工作腔，6.出油口，7.定子，8.进油口，9.轴承端盖，10.螺钉，11.密封圈，12.轴承，13.转子圆形腔叶片，14.转子方形腔叶片，15.定子圆形腔叶片，16.叶片半圆形缺口，17.定子方形腔叶片，18.传统双腔液力缓速器定子，19.传统双腔液力缓速器转子，20.传统双腔液力缓速器转子。

图10中，1-1.传统双腔液力缓速器第一腔，1-2.传统双腔液力缓速器第二腔。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

一种双排前倾叶片液力缓速器，包括变速箱箱体、定子7、转子2和叶片，所述定子和转子的双腔分别设置在各自同心圆内构成双排双腔液力缓速结构，所述定子外圆与变速箱箱体内壁固定，所述定子在同心圆上分别设有环形的第一排工作腔5和环形的第二排工作腔4，所述第一排工作腔设于定子大半径处，其横截面形状呈半圆形，第二排工作腔设于定子小半径处，其横截面形状呈矩形，所述转子对应定子也设有第一排工作腔和第二排工作腔，且与定子扣合设置，所述第一排工作腔和第二排工作腔内分别设有叶片，所述定子通过安装在转子上的轴承12支承，所述转子通过花键与花键轴3连接，所述定子的第一排工作腔上开有出油口，所述定子的第二排工作腔中部开有进油口。所述定子及转子的第一排工作腔的循环圆直径为260mm～385mm，所述定子及转子的第二排工作腔循环圆直径为第一排工作腔循环圆直径的一半。所述第一排工作腔内装置的叶片数量为30～43个，叶片倾斜角为32°～40°，第二排工作腔内装置的叶片数量为15～22个，其倾斜角为32°～40°，且两个工作腔叶片的倾斜方向相同。所述定子的进油口数量为6～8个，直径为12mm～16mm，出油口数量为8～10个，直径为8mm～12mm。所述定子及转子的第一排工作腔和第二排工作腔之间的间距小于相邻的两个叶片之间的间距，并且定子圆形腔叶片15和定子方形腔叶片17上都开有半圆形缺口16，这样可以保证进油和排油过程实现迅速均匀地充排油。

实施例1

如图1所示，液力缓速器主要由定子7和转子2组成，转子2通过花键与花键轴3相连接，花键轴3通过键与车辆传动系统的旋转部件相连接，定子7通过外缘的花键安装在变速箱箱体1内固定不动。为了进一步减小轴向尺寸，变速箱箱体1上设计一个桶形结构且加工有内花键，便于缓速器安装。定子7由轴承12支撑，轴承12安装在转子2上，左边利用转子2的轴肩进行定位，右边利用轴承端盖9进行定位。轴承端盖9通过螺钉10固定在定子7上，密封圈11安装在轴承端盖9内用于密封。转子2与定子7之间有Δ=2.5mm的轴向装配间距。车辆在下坡行驶时，液力传动油从进油口8由油泵泵入，迅速充满两个工作腔，发动机怠速，整车重力沿坡道方向的分力拖动传动轴转动，传动轴转动带动花键轴3和转子2旋转，转子2的转子圆形腔叶片13和转子方形腔叶片14搅动液力缓速器腔体内的工作液，使工作液冲击定子圆形腔叶片15和定子方形腔叶片17，在工作液和转子圆形腔叶片13、转子方形腔叶片14的相互作用过程中，工作液对转子叶片产生了转矩，此转矩与整车重力分力产生的转矩方向相反，从而使车辆减速或恒速行驶。

如图2、3、4、5所示，转子2的循环圆直径D_r1=260mm，与常见闭式液力缓速器的结构相比，转子2具有两排工作腔：环形的第一排工作腔5（圆形腔）和环形的第二排工作腔4（方形腔），其圆形腔内设有33个倾斜角为34°的叶片13，方形腔内设有17个倾斜角为34°的叶片14，叶片的倾斜方向与转子的旋转方向相同。

如图6、7、8、9所示，定子7的循环圆直径D_R1=260mm，与转子2相同，其上也有两排工作腔：圆形腔和方形腔，其圆形腔内设有37个倾斜角为34°的叶片15，方形腔内设有十九个倾斜角为34°的叶片17，其倾斜方向与转子叶片13、14的倾斜方向一致，在其方形腔中部开有6个直径为12mm的进油口8，在其圆形腔靠近半径最大处开有8个直径为8mm的出油口6。

实施例2

如图1所示，液力缓速器主要由定子7和转子2组成，转子2通过花键与花键轴3相连接，花键轴3通过键与车辆传动系统的旋转部件相连接，定子7通过外缘的花键安装在变速箱箱体1内固定不动。为了进一步减小轴向尺寸，变速箱箱体1上设计一个桶形结构且加工有内花键，便于缓速器安装。定子7由轴承12支撑，轴承12安装在转子2上，左边利用转子2的轴肩进行定位，右边利用轴承端盖9进行定位。轴承端盖9通过螺钉10固定在定子7上，密封圈11安装在轴承端盖9内用于密封。转子2与定子7之间有Δ=3mm的轴向装配间距。车辆在下坡行驶时，液力传动油从进油口8由油泵泵入，迅速充满两个工作腔，发动机怠速，整车重力沿坡道方向的分力拖动传动轴转动，传动轴转动带动花键轴3和转子2旋转，转子2的叶片13和14搅动液力缓速器腔体内的工作液，使工作液冲击定子的叶片15和17，在工作液和转子叶片13、14的相互作用过程中，工作液对转子叶片产生了转矩，此转矩与整车重力分力产生的转矩方向相反，从而使车辆减速或恒速行驶。

如图2、3、4、5所示，转子2的循环圆直径D_r1=300mm，与常见闭式液力缓速器的结构相比，转子2具有两排工作腔：环形的第一排工作腔5（圆形腔）和环形的第二排工作腔4（方形腔），其圆形腔内设有32个倾斜角为36°的叶片13，方形腔内设有16个倾斜角为36°的叶片14，叶片的倾斜方向与转子的旋转方向相同。

如图6、7、8、9所示，定子7的循环圆直径D_R1=300mm，与转子2相同，其上也有两排工作腔：圆形腔和方形腔，其圆形腔内设有37个倾斜角为36°的叶片15，方形腔内设有18个倾斜角为36°的叶片17，其倾斜方向与转子叶片13、14的倾斜方向一致，在其方形腔中部开有6个直径为12mm的进油口8，在其圆形腔靠近半径最大处开有8个直径为10mm的出油口6。

实施例3

如图2、3、4、5所示，转子2的循环圆直径Dr1=320mm，与常见闭式液力缓速器的结构相比，转子2具有两排工作腔：环形的第一排工作腔5（圆形腔）和环形的第二排工作腔4（方形腔），其圆形腔内设有35个倾斜角为40°的叶片13，方形腔内设有17个倾斜角为40°的叶片14，叶片的倾斜方向与转子的旋转方向相同。

如图6、7、8、9所示，定子7的循环圆直径D_R1=320mm，与转子2相同，其上也有两排工作腔：圆形腔和方形腔，其圆形腔内设有39个倾斜角为40°的叶片15，方形腔内设有20个倾斜角为40°的叶片17，其倾斜方向与转子叶片13、14的倾斜方向一致，在其方形腔中部开有8个直径为12mm的进油口8，在其圆形腔靠近半径最大处开有10个直径为10mm的出油口6。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种双排前倾叶片液力缓速器，包括变速箱箱体、定子、转子和叶片，其特征是：所述定子和转子的双腔分别设置在各自同心圆内构成双排双腔液力缓速结构；所述定子外圆与变速箱箱体内壁固定，所述定子在同心圆上分别设有环形的第一排工作腔和环形的第二排工作腔，所述第一排工作腔设于定子大半径处，其横截面形状呈半圆形，第二排工作腔设于定子小半径处，其横截面形状呈矩形；所述转子对应定子也设有第一排工作腔和第二排工作腔，且与定子扣合设置；所述定子和转子的第一排工作腔和第二排工作腔内分别设有叶片；所述定子通过安装在转子上的轴承支承，所述转子通过花键与花键轴连接；所述定子的第一排工作腔上开有出油口，所述定子的第二排工作腔中部开有进油口。

2.根据权利要求1所述的双排前倾叶片液力缓速器，其特征是：所述定子及转子的第一排工作腔的循环圆直径为260mm～385mm，所述定子及转子的第二排工作腔循环圆直径为第一排工作腔循环圆直径的一半。

3.根据权利要求1或2所述的双排前倾叶片液力缓速器，其特征是：所述第一排工作腔内装置的叶片数量为30～43个，叶片倾斜角为32°～40°，第二排工作腔内装置的叶片数量为15～22个，其倾斜角为32°～40°，且两个工作腔叶片的倾斜方向相同。

4.根据权利要求3所述的双排前倾叶片液力缓速器，其特征是：所述定子的进油口数量为6～8个，直径为12mm～16mm，出油口数量为8～10个，直径为8mm～12mm。

5.根据权利要求4所述的双排前倾叶片液力缓速器，其特征是：所述定子及转子的第一排工作腔和第二排工作腔之间的间距小于相邻的两个叶片之间的间距，所述定子叶片有半圆形缺口。

6.根据权利要求5所述的双排前倾叶片液力缓速器，其特征是：所述定子和转子之间设有2.5mm～3.5mm的轴向装配间距。

7.根据权利要求6所述的双排前倾叶片液力缓速器，其特征是：所述定子外缘上设有花键并与变速箱箱体内壁的内花键槽插接固定。