CN104033512A - 一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器 - Google Patents
一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，主要包括输入轴，通过轴承安装于输入轴上的定子和转子，定子通过螺栓固定在壳体上；通过铆钉与转子固连并通过轴承安装于输入轴上的花键套；通过花键与输入轴直接相连的闭锁离合器的主动摩擦片，其可以在花键轴上滑动；通过花键与花键套直接相连的从动摩擦片，其可以在花键套上滑动；通过螺栓与壳体的内法兰固连的端盖；液压控制系统通过控制液压油实现摩擦式闭锁离合器主从摩擦片的结合、分离以及缓速器的快速充放液。本发明不仅消除了液力缓速器的鼓风损失，降低了发动机的功率损失，而且本发明结构简单，工作稳定可靠，操作方便。
Description
技术领域
本发明属于重型车辆技术领域，特别涉及一种用于重型车辆辅助制动系统的、带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器。
技术背景
液力缓速器是一种车辆用辅助制动系统装置，由定子和转子两部分组成。转子旋转带动液力旋转并冲击定子，定子通过液体产生一个反作用力作用在转子上，从而阻碍转子的转动。液力缓速器将设备的机械能转化为液体的热能，并通过冷却系统对其进行散热。
与其他的制动系统相比：液力缓速器的制动转矩与其转速的平方和循环圆直径的五次方成正比，因而高转速大循环圆直径的液力缓速器有更大的制动转矩；液力缓速器无机械磨损，可长期无检修的运行，使用寿命更长。
液力缓速器在公路上应用时，可以大大改善制动和传动品质。在长大坡道下行时，它能够准确无误而且可靠地连续提供下行速度的阻力，保证行车安全；在平路制动时，它能够平稳地无磨损地提供车辆所需的约90％的制动力，最后靠摩擦制动使车辆停车。在整个制动过程中，速度变化均匀，不出现冲击现象。另外，由于车辆的平稳制动，减少对路面的损伤，因而减少路面维修工作量。德国交通规则规定，5.5t以上的公共汽车和9t以上的载重汽车必须备有正常制动以外的辅助制动，以保证汽车行驶灵活、安全可靠。规则要求这种车辆须在长6km，坡度7％的坡道上，能够以30km/h的速度安全可靠地行驶。实践证明：装有液力缓速器的车辆能够很好的满足上述要求。
当车辆需要辅助制动时，液力缓速器通过转子、油液和定子产生车辆所需要的制动力矩；当车辆正常行驶时，液力缓速器内补充油，但是转子一直处于转动状态，转子转动时腔内气体进行循环流动，造成鼓风损失，其约占持续制动功率的6％左右。所以如果能够消除液力缓速器的鼓风损失，将会大大节省不必要的能源浪费。
在已有可查询的通过摩擦来切断缓速器动力输入来消除液力缓速器鼓风损失的信息中，与本发明最相关的是公开号为CN101239616A的中国发明专利请公布号为CN103407435A的中国发明专利。在消除鼓风损失方面，它们都是在液力缓速器的输入轴前端增加了一个离合器装置，实现动力源的传入和切断，但是极大的增加了液力缓速器的轴向长度，给其他部件的布置增加了一定的困难； 而且受制于离合器壳体的大小，只能依靠增加摩擦片的数目来提供足够的摩擦转矩，否则缓速器的工作是不可靠的。
发明内容
针对现有技术中的技术缺陷，提出一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，它不仅可以消除鼓风损失，而且还可以提高液力缓速器的工作稳定性，其结构简单紧凑，工作可靠。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，主要包括输入轴3，通过轴承安装于输入轴3上的定子1和转子2，定子1通过螺栓固定在壳体12上；通过铆钉与转子2固连并通过轴承安装于输入轴3上的花键套9；通过花键与输入轴3直接相连的闭锁离合器的主动摩擦片5，其可以在花键轴上滑动；通过花键与花键套9直接相连的从动摩擦片4，其可以在花键套9上滑动；通过螺栓与壳体12的内法兰固连的端盖10；通过花键与输入轴3固连的活塞支撑8，其轴向位置由弹性挡圈和轴套6来保证，通过密封圈安装于活塞支撑8和花键套9之间的活塞11；
所述的活塞11、活塞支撑8、轴套6、端盖10和花键套9构成了一个封闭的腔，液压控制系统2-1通过控制液压油实现摩擦式闭锁离合器主从摩擦片的结合、分离以及缓速器的快速充放液。
所述的液压控制系统2-1由滤清器13、液压泵14、安全阀15、单向阀16、压力控制阀17、保压卸荷换向阀18、可调节流阀19、辅助换向阀20、主控换向阀21、冷却器22和油箱23组成，其中，所述的滤清器13、安全阀15、压力控制阀17、保压卸荷换向阀18和冷却器22的下端与油箱23连通，滤清器13上端依次通过液压泵14、单向阀16与端盖10的进出油通道连通，压力控制阀17和保压卸荷换向阀18直接与端盖10的进油通道连通，压力控制阀17控制进入摩擦式闭锁离合器内的液压油的油压；
需要缓速器工作时，保压卸荷换向阀18的控制线圈1DT得电工作，液压油经油路和端盖10的进出油通道进入到摩擦式闭锁离合器内部，待其内部的压力油的压力为压力控制阀17的控制压力后，辅助换向阀20的控制线圈3DT和主控换向阀21的控制线圈2DT同时得电工作，实现对液力缓速器的快速充液，其时间是由一个延时环节控制；
缓速器充油的过程中，必须保证摩擦式闭锁离合器内部的压力油油压保持不变，本发明中的单向阀16、压力控制阀17和保压卸荷换向阀18共同作用，是闭锁离合器的保压回路的非常重要的环节，保证了缓速器在充油的过程中闭锁离合器内部的压力油的压力不变；
缓速器快速充油的过程中，要保证充液量大于流出量，辅助换向阀14通电后，可调节流阀19起到了回油节流调速的作用，确保了缓速器快速充液的过程中进油量大于出油量；
调节可调节流阀19的压力，并结合辅助换向阀20可实现无级调节缓速器的充液率；
液压回路上安全阀15控制整个液压回路的压力，使得保护整个液压回路的油压不能太高；
冷却器22实现对液力缓速器流出液压油的冷却，使得缓速器产生的热量得以散出。这样，缓速器就能为车辆源源不断的提供辅助制动力矩。
所述的控制油路系统2-1的触发按钮布置在方向盘上，驾驶员通过控制按钮的闭合与断开来控制液压回路，从而控制缓速器的工作与否。
本发明的工作过程如下：
(1)当车辆需要辅助制动时，驾驶员通过方向盘上的按钮发出指令，液压控制系统2-1的保压卸荷换向阀18控制线圈1DT得电工作，液压油通过油路和缓速器端盖10的进油口进入摩擦式闭锁离合器内部，液压油推动活塞11使得闭锁离合器主动摩擦片5、从动摩擦片4接合，动力从输入轴3经主动摩擦片5、从动摩擦片4，并通过铆钉传递到缓速器转子2；
(2)当闭锁离合器内部的油压达到压力控制阀17设定的压力后，辅助换向阀20控制线圈2DT和主控换向阀21控制线圈3DT同时得电工作，液压控制系统2-1对缓速器实现快速充油，实现缓速器的工作；
(3)当需要停止缓速器提供辅助制动时，只需再次按动方向盘上的同一个按钮，切断对控制油路系统2-1的电力供应，保压卸荷换向阀18、辅助换向阀20和主控换向阀21处于不工作状态，液压控制系统2-1卸荷，闭锁离合器主动摩擦片5、从动摩擦片4在复位弹簧7在作用下分离，转子2静止，动力无法从输入轴3传递到缓速器转子2，转子2停止转动，缓速器停止工作；为了保证液压系统卸荷后缓速器内液力油快速放出，辅助换向阀20断电后，可调节流阀19不起作用，保证了缓速器内部的液力油快速流出。
本发明的有益效果在于：本发明不仅消除了液力缓速器的鼓风损失，降低了发动机的功率损失，而且本发明结构简单，工作稳定可靠，操作方便。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的液压控制图；
图3是本发明的液压控制系统的控制过程表；
图中：
1.定子、2.转子、3.输入轴、4.从动摩擦片、5.主动摩擦片、6.轴套；
7.复位弹簧、8.活塞支撑、9.花键套、10.端盖、11.活塞；
12.壳体、13.滤清器、14.液压泵、15安全阀、16.单向阀；
17.压力控制阀、18.保压卸荷换向阀、19.可调节流阀、20辅助换向阀；
21.主控换向阀、22.冷却器、23.油箱。
表中：
加号“+”表示得电，减号“-”表示断电，1DT为保压卸荷换向阀18的控制线圈、2DT为主控换向阀21的控制线圈、3DT为辅助换向阀20的控制线圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细介绍。
图1是本发明的整体结构示意图，可见本发明所述的一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，主要包括输入轴3，通过轴承安装于输入轴3上的定子1和转子2，定子1通过螺栓固定在壳体12上；通过铆钉与转子2固连并通过轴承安装于输入轴3上的花键套9；通过花键与输入轴3直接相连的闭锁离合器的主动摩擦片5，其可以在花键轴上滑动；通过花键与花键套9直接相连的从动摩擦片4，其可以在花键套9上滑动；通过螺栓与壳体12的内法兰固连的端盖10；通过花键与输入轴3固连的活塞支撑8，其轴向位置由弹性挡圈和轴套6来保证，通过密封圈安装于活塞支撑8和花键套9之间的活塞11；
所述的活塞11、活塞支撑8、轴套6、端盖10和花键套9构成了一个封闭的腔，液压控制系统2-1通过控制液压油实现摩擦式闭锁离合器主从摩擦片的结合、分离以及缓速器的快速充放液。
图2是本发明的液压控制图，可见所述的液压控制系统2-1由滤清器13、液压泵14、安全阀15、单向阀16、压力控制阀17、保压卸荷换向阀18、可调节流阀19、辅助换向阀20、主控换向阀21、冷却器22和油箱23组成，其中，所述的滤清器13、安全阀15、压力控制阀17、保压卸荷换向阀18和冷却器22的下端与油箱23连通，滤清器13上端依次通过液压泵14、单向阀16与端盖10的进出油通道连通，压力控制阀17和保压卸荷换向阀18直接与端盖10的进油通道连通，压力控制阀17控制进入摩擦式闭锁离合器内的液压油的油压；
需要缓速器工作时，保压卸荷换向阀18的控制线圈1DT得电工作，液压油经油路和端盖10的进出油通道进入到摩擦式闭锁离合器内部，待其内部的压力油的压力为压力控制阀17的控制压力后，辅助换向阀20的控制线圈3DT和主控换向阀21的控制线圈2DT同时得电工作，实现对液力缓速器的快速充液，其 时间是由一个延时环节控制；
缓速器充油的过程中，必须保证摩擦式闭锁离合器内部的压力油油压保持不变，本发明中的单向阀16、压力控制阀17和保压卸荷换向阀18共同作用，是闭锁离合器的保压回路的非常重要的环节，保证了缓速器在充油的过程中闭锁离合器内部的压力油的压力不变；
缓速器快速充油的过程中，要保证充液量大于流出量，辅助换向阀14通电后，可调节流阀19起到了回油节流调速的作用，确保了缓速器快速充液的过程中进油量大于出油量；
调节可调节流阀19的压力，并结合辅助换向阀20可实现无级调节缓速器的充液率；
液压回路上安全阀15控制整个液压回路的压力，使得保护整个液压回路的油压不能太高；
冷却器22实现对液力缓速器流出液压油的冷却，使得缓速器产生的热量得以散出。这样，缓速器就能为车辆源源不断的提供辅助制动力矩。
所述的控制油路系统2-1的触发按钮布置在方向盘上，驾驶员通过控制按钮的闭合与断开来控制液压回路，从而控制缓速器的工作与否。
结合图3所示的液压控制系统的控制过程表，对本发明的工作过程介绍如下：
(1)当车辆需要辅助制动时，驾驶员通过方向盘上的按钮发出指令，液压控制系统2-1的保压卸荷换向阀18控制线圈1DT得电工作，液压油通过油路和缓速器端盖10的进油口进入摩擦式闭锁离合器内部，液压油推动活塞11使得闭锁离合器主动摩擦片5、从动摩擦片4接合，动力从输入轴3经主动摩擦片5、从动摩擦片4，并通过铆钉传递到缓速器转子2；
(2)当闭锁离合器内部的油压达到压力控制阀17设定的压力后，辅助换向阀20控制线圈2DT和主控换向阀21控制线圈3DT同时得电工作，液压控制系统2-1对缓速器实现快速充油，实现缓速器的工作；
(3)当需要停止缓速器提供辅助制动时，只需再次按动方向盘上的同一个按钮，切断对控制油路系统2-1的电力供应，保压卸荷换向阀18、辅助换向阀20和主控换向阀21处于不工作状态，液压控制系统2-1卸荷，闭锁离合器主动摩擦片5、从动摩擦片4在复位弹簧7在作用下分离，转子2静止，动力无法从输入轴3传递到缓速器转子2，转子2停止转动，缓速器停止工作；为了保证液压系统卸荷后缓速器内液力油快速放出，辅助换向阀20断电后，可调节流阀19不起作用，保证了缓速器内部的液力油快速流出。
上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有 所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (9)
1.一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，包括输入轴(3)，通过轴承安装于输入轴(3)上的定子(1)和转子(2)，定子(1)固定在壳体(12)上；其特征在于：
还包括与转子(2)固连并通过轴承安装于输入轴(3)上的花键套(9)；通过花键与输入轴(3)直接相连的闭锁离合器的主动摩擦片(5)，其在花键轴上滑动；通过花键与花键套(9)直接相连的从动摩擦片(4)，其在花键套(9)上滑动；
与壳体(12)的内法兰固连的端盖(10)，通过花键与输入轴(3)固连的活塞支撑(8)，其轴向位置由弹性挡圈和轴套(6)来保证；通过密封圈安装于活塞支撑(8)和花键套(9)之间的活塞(11)；
所述的活塞(11)、活塞支撑(8)、轴套(6)、端盖(10)和花键套(9)构成了一个封闭的腔，液压控制系统(2-1)控制摩擦式闭锁离合器主从摩擦片的结合、分离以及缓速器的快速充放液。
2.根据权利要求1所述的一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的液压控制系统(2-1)由滤清器(13)、液压泵(14)、安全阀(15)、单向阀(16)、压力控制阀(17)、保压卸荷换向阀(18)、可调节流阀(19)、辅助换向阀(20)、主控换向阀(21)、冷却器(22)和油箱(23)组成；
所述的滤清器(13)、安全阀(15)、压力控制阀(17)、保压卸荷换向阀(18)和冷却器(22)的下端与油箱(23)连通，滤清器(13)上端依次通过液压泵(14)、单向阀(16)与端盖(10)的进出油通道连通，压力控制阀(17)和保压卸荷换向阀(18)直接与端盖(10)的进油通道连通，压力控制阀(17)控制进入摩擦式闭锁离合器内的液压油的油压。
3.根据权利要求2所述的一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的保压卸荷换向阀(18)的控制线圈1DT得电时，液压油经油路和端盖(10)的进出油通道进入到摩擦式闭锁离合器内部，待其内部的压力油的压力为压力控制阀(17)的控制压力后，辅助换向阀(20)的控制线圈3DT和主控换向阀(21)的控制线圈2DT同时得电工作，对缓速器进行快速充液，其时间是由一个延时环节控制。
4.根据权利要求2所述的一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的单向阀(16)、压力控制阀(17)和保压卸荷换向阀(18)共同作用，组成闭锁离合器的保压回路，保证缓速器在充油的过程中闭锁离合器内部的压力油的压力不变。
5.根据权利要求2所述的一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的辅助换向阀(14)通电后，可调节流阀(19)进行回油节流调速，确保缓速器快速充液的过程中进油量大于出油量。
6.根据权利要求2所述的一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
调节所述的可调节流阀(19)的压力，并结合辅助换向阀(20)，进行缓速器充液率的无级调节。
7.根据权利要求2所述的一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
液压回路上安全阀(15)控制整个液压回路的压力。
8.根据权利要求2所述的一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的冷却器(22)对缓速器流出的液压油进行冷却。
9.根据权利要求2所述的一种带摩擦闭锁和控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的控制油路系统(2-1)的触发按钮布置在方向盘上，驾驶员通过控制按钮的闭合与断开来控制液压回路，从而控制缓速器的工作与否。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Yubo Inventor after: Ma Wenxing Inventor after: Cai Wei Inventor after: Xu Wen Inventor before: Zhang Yubo Inventor before: Ma Wenxing Inventor before: Liu Chunbao Inventor before: Xu Wen |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHANG YUBO MA WENXING LIU CHUNBAO XU WEN TO: ZHANG YUBO MA WENXING CAI WEI XU WEN |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160504 Termination date: 20170620 |