CN103967972A - 一种液力阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种液力阻尼器,包括转子(1)、定子(2)和传动轴(3)，传动轴(3)驱动转子(1)，转子(1)和定子(2)相互形成工作腔(4)，工作腔(4)内装有液体介质，定子(2)依次设有出口(21)、喷嘴(22)、排气通道(23)、引射通道(24)和入口(25)；出口(21)、排气通道(23)和入口(25)分别与工作腔(4)连通；引射通道(24)分别与出口(21)、排气通道(23)和入口(25)连通；喷嘴(22)设置于出口(21)、排气通道(23)和引射通道(24)的交界处；喷嘴(22)向出口(21)的引出方向延伸至排气通道(23)和引射通道(24)的交界处，且喷嘴(22)的延伸处的通道宽度分别小于出口(21)的通道宽度和引射通道(24)的通道宽度，利用伯努利原理，本申请提供的液力阻尼器可以有效避免工作腔(4)内的液体介质流失。

Description

一种液力阻尼器
技术领域
本申请涉及一种液力阻尼器。
背景技术
液力阻尼器(也称液力缓速器)是一种将机械能转化为液体热能的吸能装置，特别是用于汽车辅助制动。两个叶轮即一个驱动的转子叶轮和一个固定的定子叶轮相对比邻布置，从而形成一个工作腔，在该工作腔内液体介质形成流动回路。转子叶轮带动液体介质绕轴线旋转；同时，液体介质沿转子叶轮的叶片方向运动，甩向定子叶轮。定子叶轮对液体介质产生反作用，液体介质流出定子再转回来冲击转子叶轮，这样就形成对转子叶轮的阻力矩，阻碍转子叶轮的转动，从而实现对传动轴的减速制动作用。
液力阻尼器工作时，随着工作腔内液体介质的温度升高，部分液体介质会汽化，转化成气体介质，如果液力阻尼器工作时温度较高，特别是所用液体介质的蒸汽压力很大时，就必须设法将产生的汽态介质排放出去，否则会因为工作腔内压力过大而造成液力阻尼器损坏，甚至爆炸。
由于液力阻尼器工作时，工作腔内的液体介质与气体介质之间并没有明显的分隔线，多数情况下，工作腔内的液体介质与气体介质是共存的状态。如果要排除工作腔内的气体介质，难免会将部分液体介质也排出去，其结果导致工作腔内的液体介质过度流失。
发明内容
当液力阻尼器工作时，针对工作腔内的液体介质流失的问题，本申请提供一种液力阻尼器，包括转子、定子和传动轴，传动轴驱动转子，转子和定子相互形成工作腔，工作腔内装有液体介质，定子依次设有出口、喷嘴、排气通道、引射通道和入口；
出口、排气通道和入口分别与工作腔连通；
引射通道分别与所述出口、排气通道和入口连通；
喷嘴设置于所述出口、排气通道和引射通道的交界处；
喷嘴向所述出口的引出方向延伸至排气通道和引射通道的交界处，且喷嘴的延伸处的通道宽度分别小于出口的通道宽度和引射通道的通道宽度。
在一种实施例中，出口的引出方向与工作腔内邻近的液体介质的速度方向的夹角小于90°，入口的引入方向与工作腔内邻近的液体介质的速度方向的夹角小于90°。
在一种实施例中，定子包括前定子和后定子，工作腔包括第一工作腔和第二工作腔；
前定子置于转子前侧，且前定子与转子前侧相互形成所述第一工作腔；
后定子置于转子后侧，且后定子与转子后侧相互形成所述第二工作腔。
在一种实施例中，排气通道的出口与外界大气连通。
在一种实施例中，液力阻尼器还包括用于存储液体介质的存储箱；存储箱与工作腔连通。
在一种实施例中，液体介质为液态水。
本申请的有益效果是：本申请提供一种液力阻尼器，其定子上依次设有出口、喷嘴、排气通道、引射通道和入口，当液力阻尼器工作时，工作腔内的液体介质从出口引出，通过喷嘴进入引射通道，由于喷嘴的延伸处的通道宽度分别小于出口的通道宽度和引射通道的通道宽度，所以当液体介质通过喷嘴时，变成高速的液体介质，根据伯努利原理，在靠近排气通道和引射通道的交界处，高速液体介质动压增大，静压变低，因而具有吸附作用，可以把排气通道排出的少量液体介质吸附，并通过引射通道和入口返回到工作腔，从而避免工作腔内的液体介质流失。
附图说明
图1为本申请实施例的液力阻尼器结构示意图；
图2为本申请实施例的定子结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本申请中用到伯努利原理，伯努利原理是丹尼尔·伯努利在1726年首先提出的，其内容就是：对于流动的液体或气体，如果速度小，当地的静态压强就大；如果速度大，当地的静态压强就小。
如图1所示，本例提供的液力阻尼器包括转子1、定子2和传动轴3，传动轴3驱动转子1，转子1和定子2之间设有一定的间隙，且转子1和定子2相互形成工作腔4，工作时，工作腔4内装有液体介质。
转子1和定子2均设有叶片，且该叶片均按照流体力学设计，为了向工作腔4内充入液体介质，本例提供的液力阻尼器还包括存储箱5，存储箱5与工作腔4连通，存储箱5内装有大量的液体介质，存储箱5内的液体介质根据需要通过管道进入工作腔4 内；液力阻尼器工作时，转子1的叶片将工作腔4内的液体介质吸入并对该液体介质加速，最后将加速的液体介质从工作腔4半径大的一侧，甩向定子2；定子2的叶片将该液体介质的速度大幅度降低甚至反向，在工作腔4半径小的一侧，定子2将该液体介质又送回转子1；如此反复，在这个过程中，转子1不断将自身的动能传递给液体介质，液体介质又将动能通过在定子2急剧改变方向时(也包括在转子内的方向改变)受到的巨大压力转换成热量，从而达到将转子动能以热量形式耗散，实现对转子1的阻尼作用。
本例提供的液力阻尼器，其工作腔4内的液体介质采用的是液态水，在其他实施例中，工作腔4内的液体介质可以采用除液态水之外的其他液态物质。
本例的液力阻尼器工作时，液态水将转子1的动能转换成热量，因温度较高，使得液态水变成水蒸汽，需要将水蒸汽从工作腔4内排出，而在排出水蒸汽时，部分液态水也将被排出，为了减少工作腔4内液态水的流失，本例主要对液力阻尼器的定子2作了改进，其定子2依次设有出口21、喷嘴22、排气通道23、引射通道24和入口25，如图2所示；出口21、排气通道23和入口25分别与工作腔4连通；引射通道24分别与所出口21、排气通道23和入口25连通；喷嘴22设置于出口21、排气通道23和引射通道24的交界处；喷嘴22向出口21的引出方向延伸至排气通道23和引射通道24的交界处，且喷嘴22的延伸处的通道宽度分别小于出口21的通道宽度和引射通道24的通道宽度。
本例提供的液力阻尼器的定子2的特殊结构的设计，可以有效回收排气通道23排出的液体介质，避免工作腔4内的液体介质流失，定子2回收排气通道23排出的液体介质的具体方式是：当液力阻尼器工作时，工作腔4内的液体介质从定子2的出口21处引出，液体介质通过喷嘴22进入引射通道24，由于喷嘴21的延伸处的通道宽度分别小于出口21的通道宽度和引射通道24的通道宽度，所以当液体介质通过喷嘴22时，变成高速的液体介质，根据伯努利原理，在靠近排气通道23和引射通道24的交界处，高速液体介质的压强小，动压增大，静压变低，因而具有吸附作用，高速液体介质可以把排气通道23排出的少量液体介质吸附，并通过引射通道24和入口25返回到工作腔4内，从而避免工作腔4内的液体介质流失。
由于本例是通过出口21引出工作腔4内的液体介质，通过入口25将引射通道24内的液体介质返回到工作腔4内，所以出口21的引出方向与工作腔4内邻近的液体介质的速度方向的夹角小于90°，入口25的引入方向与工作腔4内邻近的液体介质的速度方向的夹角小于90°；具体的，出口21设计是为了能尽量多地引出工作腔4内液体介质的能量，入口25设计是为了尽量减少液体介质返回工作腔4内所需的能量，本例中，出口21的数量为多个，入口25的数量也为多个；排气通道23设置多个排气口，排气通道23将工作腔4内的气体排出至外界，因此，排气通道23的出口与外界大气连通。
本例的液力阻尼器的工作腔4包括前工作腔41和后工作腔42，具体的，本例的定子2包括前定子和后定子，前定子置于转子1前侧，后定子置于转子1后侧，前定子与转子1前侧相互形成前工作腔41，后定子与转子1后侧形成后工作腔42，通过前定子和后定子共同作用于转子1，可以有效提高阻尼转子1的效果，进一步提高液力阻尼器的阻尼效果，根据实际需要，在其他实施例中，液力阻尼器可以只设置前工作腔41或后工作腔42。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (6)

1.一种液力阻尼器, 包括转子(1)、定子(2)和传动轴(3)，所述传动轴(3)驱动所述转子(1)，所述转子(1)和所述定子(2)相互形成工作腔(4)，所述工作腔(4)内装有液体介质，其特征在于，所述定子(2)依次设有出口(21)、喷嘴(22)、排气通道(23)、引射通道(24)和入口(25)；
所述出口(21)、排气通道(23)和入口(25)分别与所述工作腔(4)连通；
所述引射通道(24)分别与所述出口(21)、排气通道(23)和入口(25)连通；
所述喷嘴(22)设置于所述出口(21)、排气通道(23)和引射通道(24)的交界处；
所述喷嘴(22)向所述出口(21)的引出方向延伸至所述排气通道(23)和引射通道(24)的交界处，且所述喷嘴(22)的延伸处的通道宽度分别小于所述出口(21)的通道宽度和所述引射通道(24)的通道宽度。
2.如权利要求1所述的液力阻尼器，其特征在于，所述出口(21)的引出方向与所述工作腔(4)内邻近的所述液体介质的速度方向的夹角小于90°，所述入口(25)的引入方向与所述工作腔(4)内邻近的所述液体介质的速度方向的夹角小于90°。
3.如权利要求2所述的液力阻尼器，其特征在于，所述定子(2)包括前定子和后定子，所述工作腔(4)包括前工作腔(41)和后工作腔(42)；
所述前定子置于所述转子(1)前侧，且所述前定子与所述转子(1)前侧相互形成所述前工作腔(41)；
所述后定子置于所述转子(1)后侧，且所述后定子与所述转子(1)后侧相互形成所述后工作腔(42)。
4.如权利要求1所述的液力阻尼器，其特征在于，所述排气通道(23)的出口与外界大气连通。
5.如权利要求1所述的液力阻尼器，其特征在于，还包括用于存储所述液体介质的存储箱(5)；
所述存储箱(5)与所述工作腔(4)连通。
6.如权利要求1-5任一项所述的液力阻尼器，其特征在于，所述液体介质为液态水。
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