CN104246274B - 液力减速器 - Google Patents

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Abstract

一种液力减速器，具有装有叶片的转子和装有叶片的定子，其彼此构成了能填充工作介质并且能将其排空的工作腔；具有用于容纳当前不在工作腔内的工作介质的工作介质容器；具有用于向工作介质容器内包含的工作介质施加控制压力介质的控制压力施加系统，从而工作介质或多或少地从工作介质容器内挤入到工作腔内，从而设定所期望的制动力矩；具有用于使工作介质从控制压力介质中分离出来的离心分离器(6)，且其中离心分离器(6)导流地、以控制压力介质施加压力地连接在工作介质容器的用于控制压力介质的排出口上并且由控制压力介质的压力驱动。

Description

液力减速器
技术领域
本发明涉及一种液力减速器。
背景技术
离心分离器包括能由工作介质填充并且能将其排空的工作腔，以便使装有叶片的、也称为转子的初级轮的转矩传递到也称为定子的次级轮上。在已填充的工作腔时，使初级轮和因而特别地与初级轮抗扭地实施的轴、例如间接与车辆的车轮相连的转向轴或减速机从动轴减速。
为了设定液力减速器的工作腔中的确定的填充度并且为了设定制动力矩，施加叠加力到工作介质上、特别是到在工作介质中存储的油上。
因为通常控制压力介质、例如空气，直接施加了压力到液面上，所以出现了其与工作介质的接触。此时，控制压力介质吸收工作介质的小液滴。在关闭液力减速器时，撤回控制压力并从工作介质容器中导出控制压力介质。为了防止排出由控制压力介质夹带的工作介质，并且为了防止由此导致的工作介质容器内的工作介质体积的不断下降，必须从控制压力介质中分离工作介质。
为此，习惯考虑例如具有多孔结构的油分离器，通过该结构引导控制压力介质工作介质混合物。为此需要控制压力介质的较高压力，这导致了额外的能量消耗。这类油分离器的另一缺点为，由于多孔结构，油分离器是易脏的。附着的污物引起多孔结构的弱化，由此降低了分离率并增加了压力损失。对结构的必要的定期更换或清洁提高了具有这种控制压力施加系统的液力减速器的维护成本。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种液力减速器，其避免了现有技术的缺陷。特别是应提供一种具有控制压力施加系统的液力减速器，其对污染物不敏感且需要很少的维护并且其控制压力施加系统具有较小的压力损失。
根据本发明的液力减速器包括装有叶片的转子和装有叶片的定子，其彼此构成了能填充工作介质并且将其排空的工作腔；以及工作介质容器，用于容纳当前不在工作腔内的工作介质。此外，液力减速器设有用于向工作介质容器内包含的工作介质施加控制压力介质的控制压力施加系统，从而工作介质或多或少地从工作介质容器内挤入到工作腔内，以便设定所期望的制动力矩。
根据本发明，设置用于从控制压力介质中分离工作介质的、确切地说是用于从控制压力介质和工作介质的混合物中分离工作介质的离心分离器。此时，离心分离器导流地、以控制压力介质压力施加地连接在工作介质容器的用于控制压力介质的排出口上并且由控制压力介质的压力所驱动。
因此，发明人找到了一种从控制压力介质中的工作介质的简单以及有效的分离。在此，通过关闭液力减速器时的“排气”及由其引起的撤回控制压力介质使离心分离器施加。在控制压力撤回后从工作介质容器中流出的控制压力介质，确切地说控制压力介质工作介质混合物，起到离心分离器的推进流的作用。由此无需额外的辅助能量，因为考虑使用直接通过工作介质容器设定的压力差以驱动离心分离器。后者基于其构造和工作方式、根据离心力原理的分离是对污染物不敏感的且尽可能的不需要维护。
根据一种实施方式，离心分离器包括两个在控制压力介质的流动方向上依次连接的进流缸，进流缸分别具有用于向进流缸输送控制压力介质的控制压力介质进口和用于从中排出控制压力介质的控制压力介质出口，其中控制压力介质首先流经的第一进流缸的控制压力介质出口与第二个，在第一个进流缸下游的第二进流缸的控制压力介质进口导流地连接，并且第二进流缸的控制压力介质出口与工作介质容器的排出口导流地连接。由此达到了从控制压力介质工作介质混合物中的两层式地分离工作介质。当然还可以考虑使用多于两个的依次连接的进流缸。
有利的，离心分离器布置在部分由控制压力介质填充且部分由工作介质填充的工作介质容器内的工作介质的液面的上方。优选地，离心分离器可以布置在工作介质容器中的最高位置，或者还可以在工作介质容器的外部将其布置在壳体上。通过使控制压力介质、如空气与在运行减速器时逐渐加热的工作介质、如油直接接触，使空气变热，由此其有能力吸收更多的液滴形式的工作介质。通过尽可能地远离热工作介质地布置离心分离器，实现对控制压力介质工作介质混合物的最佳冷却，并通过其冷凝引起了工作介质的分离。特别地，混合物流经到其上的进流缸的壁的较低温度导致了高凝结率，除了通过离心力的分离之外，高凝结率附加地改善了分离率。
附图说明
现在要借助实施方式和附图阐述本发明。
附图示出：
图1是布置在冷却循环中的液力减速器的示意图；
图2是具有离心分离器的液力减速器的工作介质容器的优选实施方式。
具体实施方式
图1示出了布置在冷却循环中的液力减速器的示意图。后者包括装有叶片的且旋转的初级轮，在此标识为转子1，以及静止的、非旋转的且同样装有叶片的次级轮，在此标识为定子2。转子1和定子2共同构成了现在的环面状的工作腔3。此外，设置工作介质容器4，用于存储当前未在工作腔3内的工作介质。此时在工作介质的流动方向上观察，工作介质容器4通过汇入部连接到冷却循环上，其中，汇入部在液力减速器的下游。在汇入部之后的流动方向上，现在设置热交换器15，其例如实施为油水热交换器并且用于导出在运行液力减速器时在工作介质内积累的热量。优选地，冷却循环、减速器和热交换器15可以组合为一个唯一的、紧凑的结构单元并且优选地安置在共同的壳体内。
工作腔3能够通过在冷却循环中循环的工作介质来填充并能将其排空。在此，工作腔3的填充通过将处于压力下的控制压力介质施加到工作介质容器4内的工作介质上来实现。排空通过撤回该压力施加来实现。工作介质容器4一部分填充了工作介质、例如油，并且一部分填充了控制压力介质、如空气，从而工作介质的液面使控制压力介质侧从工作介质侧分离。为了给液面施加压力，此时在工作介质容器4与控制压力施加系统5之间设置的(唯一的)导流连接。在此，导流连接构成了流入或流出工作介质容器4的控制压力介质的进入口并同时也是排出口7。
也可以在控制压力施加系统5与工作介质容器4之间设置另一个、平行于导流连接布置的连接管路。在这种情况下，连接管路用于施加压力、即用于通过进入口向工作介质容器4输送控制压力施加系统5的控制压力介质，并且导流连接用于通过排出口7从工作介质容器4排出控制压力介质。
如图1所示，在工作介质容器4的排出口7的区域中布置离心分离器6。后者也可以布置在工作介质容器4的外部，例如在其外壁上。离心分离器6用于从控制压力介质中分离工作介质，确切地说在运行液力减速器时在工作介质容器4内设定的控制压力介质工作介质混合物中分离。通过在排出口7的区域中布置离心分离器6，仅在从工作介质容器4中排出控制压力介质时，由于通过撤回施压而设定的压力差，控制压力介质能够穿流过离心分离器并且向其施加压力。
离心分离器6还可以配有用于绕行离心分离器的支路。此时，在支路中沿着从控制压力介质到控制压力施加系统5的流动方向观察，在离心分离器6的上游可以连接止回阀。在绕行离心分离器6的情况下，止回阀被由控制压力施加系统5到工作介质容器4的方向上的、在施加同样的穿流过支路的控制压力介质意义上的控制压力介质通过。然而，在与流动方向相反的方向上，止回阀自动地完全闭锁了支路中的流体断面，从而控制压力介质为了从工作介质中分离而必须穿流过离心分离器6。优选地，当在控制压力施加系统5与工作介质容器4之间设置唯一的导流连接以便同样地利用控制压力介质选择性地施加压力和排气时，才安装这种支路。因此实现了，仅仅是从工作介质容器4中在到控制压力施加系统5的方向上流动的、不能反向进行的控制压力介质，经过离心分离器6。
图2示出了液力减速器的工作介质容器4的优选实施方式的分解图。在本实例中，工作介质容器4由两个壳层8，9接合成。当然还能考虑不同数量的壳层、例如三个。在本实例中，第一壳层8完全地围绕离心分离器6。此时，后者由至少部段地为环形延伸的壁10构成，该壁分别限定了进流缸11.1，11.2。相应的进流缸11.1，11.2的缸轴线在此基本上垂直地立于第一壳层8的朝向第二壳层9的内表面。此时，相应的进流缸11.1，11.2的壁10构造成与第一壳层8一体的。但是，也可能是其他情况。因此，壁10可以还仅由第二壳层9构成或者也由两个壳层8，9共同构成。替代地，壁10可以作为嵌入到一个或两个壳层8，9中的单独部件。
每个进流缸11.1，11.2分别包括控制压力介质进口12.1，12.2，该进口与工作介质容器4的控制压力介质侧相连，并且用于向相应的进流缸11.1，11.2输送控制压力介质。此外，每个进流缸11.1，11.2都附带用于从中排出控制压力介质的控制压力介质出口13.1，13.2。这两个控制压力介质进口12.1，12.2布置在两个壳层8，9的分界面的区域中、由壁10的环形间隙构成或者由其与一个或两个壳层8，9的壁10共同构成、并且几乎与相应的进流缸11.1，11.2的壁相切地延伸。
如所示，这两个进流缸11.1，11.2在穿流过该进流缸的控制压力介质的流动方向上依次相连。在撤回控制压力介质时，离开工作介质容器4的、确切说离开控制压力介质侧的控制压力介质工作介质混合物穿过控制压力介质进口12.1流入到进流缸11.1中，在此其径向地向外加速并且通过离心力分离工作介质。后者可以通过壁10中的至少一个开口14重新流回到工作介质容器4中。然后，与工作介质分离的控制压力介质继续流向第一进流缸11.1的控制压力介质出口13.1。其位于进流缸11.1的缸轴线的区域中、在此即在进流缸11.1的朝向第二壳层9的轴向端部上。从该处，控制压力介质通过第二壳层9中的导流连接流入到第二进流缸11.2的控制压力介质排出口12.2中，在该处，其再次径向地向外加速，从而能够完全地或除了微小的余量外地分离仍包含在控制压力介质中的工作介质。在起到第二分离层作用的第二进流缸11.2中所分离的工作介质，在此能够通过示例性示出的开口14从进流缸11.2流出，以便流入到工作介质容器4内。
由于在控制压力施加系统5与工作介质容器4之间的驱动性压力差，控制压力介质又沿着缸轴线流到进流缸11.2的朝向第二壳层9的轴向端部上，并在该处通过第二进流缸11.2的控制压力介质排出口13.2向工作介质容器4的排出口7“运输”，从该处其又流回到控制压力施加系统5(图1)中。
参考标号
1 转子
2 定子
3 工作腔
4 工作介质容器
5 控制压力施加系统
6 离心分离器
7 排出口
8，9 壳层
10 壁
11.1，11.2 进流缸
12.1，12.2 控制压力进口
13.1，13.2 控制压力出口
14 开口
15 热交换器

Claims (10)

1.一种液力减速器，
具有装有叶片的转子(1)和装有叶片的定子(2)，所述转子和所述定子彼此构成了能填充工作介质的并且能排空所述工作介质的工作腔(3)；
具有工作介质容器(4)，用于容纳当前不在所述工作腔(3)内的工作介质；
具有控制压力施加系统(5)，用于向所述工作介质容器(4)内包含的所述工作介质施加控制压力介质，从而所述工作介质或多或少地从所述工作介质容器(4)挤入到所述工作腔(3)内，以便设定期望的制动力矩；
其特征在于：
所述液力减速器设有用于使所述工作介质从所述控制压力介质分离出来的离心分离器(6)；
所述离心分离器(6)导流地、以所述控制压力介质进行压力施加地连接在所述工作介质容器(4)的用于所述控制压力介质的排出口(7)上并且由所述控制压力介质的压力来驱动。
2.根据权利要求1所述的液力减速器，其特征在于，所述工作介质容器(4)由至少两个壳层(8，9)接合成，其中第一壳层(8)和/或第二壳层(9)包围所述离心分离器(6)。
3.根据权利要求2所述的液力减速器，其特征在于，所述离心分离器(6)具有至少一个由至少部段地环形延伸的壁(10)限定的进流缸(11.1，11.2)，所述进流缸的缸轴线基本上垂直地处在所述第一壳层(8)的朝向所述第二壳层(9)的内表面上。
4.根据权利要求3所述的液力减速器，其特征在于，所述进流缸(11.1，11.2)的所述壁(10)是与所述第一壳层(8)和/或所述第二壳层(9)一体的。
5.根据权利要求3或4所述的液力减速器，其特征在于，所述离心分离器具有两个在所述控制压力介质的流动方向上依次连接的进流缸(11.1，11.2)，所述进流缸分别具有用于向所述进流缸(11.1，11.2)输送所述控制压力介质的控制压力介质进口(12.1，12.2)和用于从所述进流缸中排出所述控制压力介质的控制压力介质出口(13.1，13.2)；其中第一进流缸(11.1)的所述控制压力介质出口(13.1)与第二进流缸(11.2)的所述控制压力介质进口(12.2)导流连接，并且所述第二进流缸(11.2)的所述控制压力介质出口(13.2)与所述工作介质容器(4)的所述排出口(7)导流连接。
6.根据权利要求5所述的液力减速器，其特征在于，所述导流连接分别由所述第一壳层(8)和/或所述第二壳层(9)构成。
7.根据权利要求3或4所述的液力减速器，其特征在于，所述壁(10)具有至少一个开口(14)，以便使所述工作介质从所述进流缸(11.1，11.2)导出到所述工作介质容器(4)内。
8.根据权利要求6所述的液力减速器，其特征在于，所述壁(10)具有至少一个开口(14)，以便使所述工作介质从所述进流缸(11.1，11.2)导出到所述工作介质容器(4)内。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的液力减速器，其特征在于，所述离心分离器(6)布置在部分由控制压力介质填充且部分由工作介质填充的所述工作介质容器(4)的所述工作介质的液面上方。
10.根据权利要求8所述的液力减速器，其特征在于，所述离心分离器(6)布置在部分由控制压力介质填充且部分由工作介质填充的所述工作介质容器(4)的所述工作介质的液面上方。
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