CN105370767A - 集成行星排的水介质缓速器组件及包含其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成行星排的水介质缓速器组件，其特征在于，包括：缓速器，其包括壳体、定子和转子；行星排，其包括齿圈、行星架和太阳轮；以及传动轴，其包括动力输入端和动力输出端；其中，所述转子与所述行星架连接，所述传动轴的动力输入端与所述太阳轮连接，所述传动轴的动力输出端与所述行星架连接，所述齿圈固定在所述缓速器的壳体上。本发明能够降低转子的转速，减少轴密封程度，以及能够保证工作液升温不超多上限、输出功率不变的前提下，减少泵水能力，进而减少缓速器对原发动机冷却水泵的冲击，进一步减少出口流量阀的控制压力，增加缓速器的使用寿命。

Description

集成行星排的水介质缓速器组件及包含其的车辆

技术领域

本发明涉及汽车构造技术领域，具有涉及一种集成行星排装置的水介质缓速器组件以及具备该缓速器组件的车辆。

背景技术

安装了水介质缓速器的车辆在制动的时候，缓速器处于打开状态，乙二醇水溶液或者油等工作液没有进入工作腔。此时转子随着传动轴旋转，定子固定。缓速器的液体进出口与工作腔之间产生较大的压差，压差驱动工作液流动，工作液的流量随着转速的升高而增大，如此超过原发动机水泵的泵水能力。即在水介质缓速器工作的时候，缓速器的泵水能力会大于发动机水泵的泵水能力，这样对水泵造成较大影响。并且由于泵水能力的超载，对出口流量控制阀的要求也会非常苛刻，容易造成阀体的损坏。

由于水介质缓速器的整体产品很少，并没有有效且实际的方法来减小这种结构的缓速器的泵水能力。现有的结构是在缓速器工作的时候，使得水泵退出工作，以减少能量损失，但这种控制策略对整车布置要求严格，由于发动机附近空间有限，缓速器和水泵都需要传动轴驱动，驱动力都来自发动机曲轴，因而需要将水泵与缓速器集成为一体，以减少缓速器和水泵所需的空间，因此实用性较差，并且也需要对原发动机系统进行非常大的修改，即需要将风扇与水泵位置进行改动，成本非常大，实用性低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种能够减少对原发动机冷却水泵的冲击的经济实用的集成行星排的水介质缓速器组件，以及具备该水介质缓速器组件的车辆。

本发明采用的技术方案如下：

一种集成行星排的水介质缓速器组件，其特征在于，包括：

缓速器，其包括壳体、定子和转子；

行星排，其包括齿圈、行星架和太阳轮；以及

传动轴，其包括动力输入端和动力输出端；

其中，所述转子与所述行星架连接，所述传动轴的动力输入端与所述太阳轮连接，所述齿圈固定在所述缓速器的壳体上。

优选地，所述缓速器设置在所述行星排的径向外侧。

优选地，所述缓速器设置在所述行星排轴向方向的前方或后方。

优选地，所述转子与所述行星架可拆卸连接。

优选地，所述传动轴与所述太阳轮可拆卸连接。

优选地，所述定子外端与所述壳体连接，所述定子的内端套设在所述传动轴的外面。

优选地，所述定子的内端与所述传动轴之间设置有滚动轴承。

优选地，所述定子与所述壳体整体形成。

优选地，所述定子与所述壳体可拆卸连接。

一种车辆，包括以上所述的水介质缓速器组件。

本发明的水介质缓速器由于包含了在缓速器和传动轴之间设置了行星排装置，因此，通过传动轴传递的动力会通过行星排进行缩减，从而到达缓速器转子上的转速会减少，因此能够降低转子的转速，减少轴密封程度，以及能够保证工作液升温不超多上限、输出功率不变的前提下，减少泵水能力，进而减少缓速器对原发动机冷却水泵的冲击，进一步减少出口流量阀的控制压力，增加缓速器的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的水介质缓速器组件一实施例的结构示意图。

图2是本发明的水介质缓速器组件另一实施例的结构示意图。

图3是本发明的缓速器的泵水能力曲线图。

具体实施方式

首先，参考附图对本发明的集成行星排的水介质缓速器组件进行介绍。

图1是本发明的水介质缓速器组件一实施例的结构示意图。如图1所示，本发明的一实施例的集成行星排的水介质缓速器组件100包括缓速器1、行星排2和传动轴3。缓速器1设置在行星排2的轴向径向外侧，以节省轴向空间。缓速器1包括壳体、转子12和定子11，行星排2包括齿圈21、行星架22和太阳轮23，以及行星轮(未图示)。行星轮的动力经过行星架22传递给缓速器1的转子12。传动轴3包括动力输入端和动力输出端。其中，定子11与缓速器1的壳体连接，转子12与行星架22相连，传动轴3的动力输入端与太阳轮23连接，所述传动轴的动力输出端与所述行星架22连接，齿圈21固定在缓速器1的壳体上，例如可通过花键固定在壳体上。这样齿圈21一直处于固定状态，太阳轮23是输入端，与传动轴的动力输入端相连，行星架22是输出端，与传动轴的动力输出端相连。

在图1所示的结构中，转子22与传动轴3一同旋转，但是由于行星排2的减速作用，即通过太阳轮23和行星轮的旋转，传动轴3的动力得到了减速，因而它们之间存在转速差，此时转子22的转速小于传动轴3的转速。车辆行驶时，当缓速器1处于非工作状态时，相比于直接将缓速器1连接在传动轴3上的结构，此种结构能够降低转子22的转速。可以理解的是，缓速器2已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里对于缓速器的具体结构和工作原理不再详细说明。

在本发明中，传动轴3与太阳轮23之间的连接可以是刚性连接或者可拆卸的连接，即传动轴3可通过花毽或一体铸成与太阳轮23相连。转子11可以与行星排2一体铸成。但是并不限于此，转子11也可以通过花毽，或者法兰螺栓与行星排2的行星架22连接。

此外，为方便定子11与缓速器1的壳体整体加工制造，定子21可以与缓速器1的壳体一体铸造形成。但是并不限于此，定子11也可与缓速器1的壳体可拆卸地相连，例如，定子11与缓速器1的壳体采用螺栓紧固，这样在缓速器1损坏时，可以方便地将缓速器1从传动轴3上拆下维修或进行更换。

此外，定子11套设在传动轴3的外面，且定子11与传动轴3之间设置有滚动轴承，换言之，定子11是空套在传动轴3上的，通过在定子11和传动轴3之间设置滚动轴承可以大大降低两者间的摩擦，改善传动轴3与定子11的磨损情况，增加传动轴3与定子11的寿命。

本发明中的缓速器1具有进液口和出液口，缓速器1采用的液体介质可以是水和乙二醇，其液体介质可来源于发动机的冷却系统。具体地，进液口和出液口适于连通至发动机的冷却系统，这样在冷却系统内的冷却液循环时，工作液可通过进液口进入到缓速器1内以便缓速器1工作并制动传动轴3，而当需要解除缓速器1对传动轴3的制动状态时，工作液可从出液口流回冷却系统。

可以理解的是，在进液口和出液口处可以分别设置有用于打开或关闭进液口以及出液口的控制阀门，控制阀门可由车辆的ECU来控制，也可单独控制。

需要说明一点，上述的冷却系统已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此在此对冷却系统的具体结构这里不作详细说明。

此外，在具体应用本发明的水介质缓速器组件时，车辆传动系轴，具体地说，就是发动机曲轴输出端与传动轴3相连，可以与传动轴3一体铸造形成。这样，方便车辆传动系与传动轴3的整体加工制造。但是并不限于此，车辆传动系轴可以与传动轴3焊接成一体，单独小部件成型相对容易，因此将车辆传动系轴与传动轴3分别单独加工，然后再通过焊接的方式固定成一体结构可以简化制造工艺，有利于成本的降低。

图2是本发明的水介质缓速器组件另一实施例的结构示意图。在图所示的水介质缓速器组件200中，水介质缓速器5布置在行星排4的轴向前方或者后方，这种布置的好处是，如果缓速器1的内径较小，则行星排4无法布置在缓速器5的径向内侧，就只能将行星排布置在轴向位置，水介质缓速器组件200的结构、连接方式与原理与上述描述的缓速器组件100相同。

即，水介质缓速器组件200包括缓速器5、行星排4和传动轴6。缓速器5包括转子51和定子52，行星排4包括齿圈41、行星架42和太阳轮43，传动轴6包括动力输入端和动力输出端，转子51与行星排42相连，太阳轮43与所述传动轴6输入端相连，所述传动轴6的动力输出端与所述行星架42连接，齿圈41固定在缓速器壳体上。关于水介质缓速器组件200的其余具体结构和连接方式，由于与水介质缓速器组件100相同，因而为避免累赘，在此省略具体说明。

图3是本发明的缓速器的泵水能力曲线图。如图3所示，可知在保持功率不变的前提下，随着缓速器转子转速的降低，泵水能力大幅下降。

图3中示出的4组曲线表示的是在制动功率相同的情况下，泵水能力与额定转速之间的关系的四组仿真模型。通过图3所示出的4组曲线可知，额定转速越高，泵水能力就越大，即泵水能力与额定转速之间呈正比的关系。由此可知，本发明的缓速器组件能够有效的减低缓速器的工作转速，从而能够大大地降低缓速器的泵水能力，提高缓速器的使用寿命。

根据本发明实施例的水介质缓速器组件100，200，正常行驶的时候输出扭矩与转速成函数关系，发动机转速又与车速成比例关系。缓速器工作状态时，在保证工作液升温不超过上限，输出功率不变的前提下，通过降低转子的转速，大幅降低缓速器的泵水能力，缓解了缓速器对原发动机冷却水泵的冲击，并且进一步减小出口流量阀的控制压力，增加了水泵的使用寿命，减小流量控制难度，减小轴密封难度，减少轴承的磨损程度。

接下来，对具备本发明的集成行星排的水介质缓速器组件的车辆进行说明。

本发明的车辆，包括根据以上介绍的集成行星排的水介质缓速器组件100，200。车辆可以是汽车、卡车或客车等。

需要说明的是，根据本发明实施例的车辆的其它构成例如变速器、制动系统、传动系统、车身等均已为现有技术，且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里不再一一详细说明。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种集成行星排的水介质缓速器组件，其特征在于，包括：

缓速器，其包括壳体、定子和转子；

行星排，其包括齿圈、行星架和太阳轮；以及

传动轴，其包括动力输入端和动力输出端；

其中，所述转子与所述行星架连接，所述传动轴的动力输入端与所述太阳轮连接，所述传动轴的动力输出端与所述行星架连接，所述齿圈固定在所述缓速器的壳体上。

2.根据权利要求1所述的水介质缓速器组件，其特征在于，所述缓速器设置在所述行星排的径向外侧。

3.根据权利要求1所述的水介质缓速器组件，其特征在于，所述缓速器设置在所述行星排轴向方向的前方或后方。

4.根据权利要求1至3任一项所述的水介质缓速器组件，其特征在于，所转子与所述行星架可拆卸连接。

5.根据权利要求1至3任一项1所述的水介质缓速器组件，其特征在于，所述传动轴与所述太阳轮可拆卸连接。

6.根据权利要求1至3任一项所述的水介质缓速器组件，其特征在于，所述定子外端与所述壳体连接，所述定子的内端套设在所述传动轴的外面。

7.根据权利要求6所述的水介质缓速器组件，其特征在于，所述定子的内端与所述传动轴之间设置有滚动轴承。

8.根据权利要求7所述的水介质缓速器组件，其特征在于，所述定子与所述壳体整体形成。

9.根据权利要求7所述的水介质缓速器组件，其特征在于，所述定子与所述壳体可拆卸连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的水介质缓速器组件。