CN105593081A - 用于液力机械的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于产生制动力矩的液力机械，特别是液力缓速器，其包括第一叶轮，特别是转子(1)，以及与它同心地布置的第二叶轮，特别是定子(2)，它们共同形成环面形的工作腔(4)，该液力机械带有液压系统，该液压系统具有控制和调节单元(22)、泵、热交换器、阀、工作介质储存器(10)以及线路系统，其中，借助泵能够产生工作介质穿过线路系统和工作腔的体积流环流。根据本发明建议的是，借助压力调节阀控制/调节制动功率或者制动力矩。

Description

用于液力机械的液压系统

技术领域

本发明涉及一种借助流体产生制动力矩的液力机械，特别是液力缓速器。

背景技术

液力机械或者液力缓速器通常包括壳体，在其中布置有第一叶轮，尤其是转子，以及与其同心地布置的第二叶轮，尤其是定子，它们共同形成了环面形的工作腔且它们围绕共同的转动轴线地成组。

缓速器或者液力制动器可以在传动系中布置在马达侧或者传动装置侧。用工作流体，例如油或者含有或不含添加物的水填充缓速器的程度决定“转子-制动力矩”。在操作缓速器时，例如把油泵送到工作腔中。在制动运行中，受驱动的转子使油加速，并且在工作腔的外直径处将油转交给定子。在那里使油减速，并且经由工作腔的内直径返回到转子中。通过通常已知的转子和定子之间的相互作用产生制动力矩。

液压系统引起的是：在非制动运行下和/或制动运行下，用相应的工作介质体积来供给或者填充工作腔。在此具有特殊含义的是：借助工作介质把在两种运行方式下生成的热从工作腔引出并输送至用于在冷却器中进行冷却的冷却回路。特别是在非制动运行中需要导引最小体积穿过工作腔，以便即使在非运行状态下也冷却缓速器。

工作腔经由流体进入部和流体排出部与工作流体回路联接，该工作流体回路基本上由工作流体存储器、冷却器、泵和多个阀组成。控制和调节单元与液压系统的组件如此相连，即，可以控制或调节制动力矩和/或工作介质流。

此种液压系统例如由文献DE102006030791A1已知。该液压系统基本上涉及：在所有运行方式下导引工作介质通过冷却器，以便实现理想的温度调节。其中，工作介质是油，其同时用于传动装置的润滑。为了调节体积流设置的是：对液压系统的泵进行调节。

发明内容

本发明的任务在于，建议了一种用于液力机械的改进的液压系统。目的特别在于，在制动功率的可调整性方面改进电动液压系统。

根据本发明的任务通过具有根据权利要求1的区别技术特征的、该类属的液力机械来解决。

本发明包含液力机械或缓速器，特别是液力缓速器，其包括第一叶轮，特别是转子，以及与它同心地布置的第二叶轮，特别是定子，它们共同形成了环面形的工作腔。此外该液力机械具有电动液压系统，该电动液压系统具有控制和调节单元、泵、热交换器、阀、工作介质储存器、以及线路系统，其中，借助泵能够产生工作介质穿过线路系统和工作腔的体积流环流。电动液压系统的特征在于，阀是压力调节阀，借助其可以控制/调节制动功率或者制动力矩。

通过使用压力调节阀，可以以有利的方式与转矩或者制动力矩成比例地调节系统压力。在此，压力调节阀可以是3/3换向阀或者3/2换向阀。

另外，用于控制/调节压力调节阀的电动液压系统包括压力差调节装置。在本发明的意义上，该压力差调节装置包括至少一个比例阀以及控制和调节单元。

此外，用于转矩测量的传感器与控制和调节单元耦联，从而也可以采用转矩测量值来进行压力差调节。

另外，泵以如下方式接入到液力系统中，即，泵可以在两种运行状态中进行切换，第一运行状态，即非制动运行，以及第二运行状态，即制动运行，其中，该线路系统，设计成使得在两种运行状态下均能借助泵来泵送体积流环流穿过工作腔。

通过与切换阀相组合地使用泵用以确保在所有运行状态下向工作腔供给工作介质，可以降低线路系统或者液压系统的复杂性。因而得到降低的液压阻力，以及在系统安全性、维护以及经济性方面的优势。

泵可以是与转子耦联或者抗相对转动地(drehfest)相连的盖劳特泵(Gerotor-pumpe)。

另外，在第一实施方式中，为了切换运行状态，切换阀布置在泵的排挤侧，其中，旁通线路设置用于绕开阀和泵地回到工作介质容器中。在该布置中进行：在泵的排挤侧特别是通过后置的液压或线路系统对工作介质体积进行基本的调节。非必要的工作介质在阀之前和/或之后被引回到工作介质存储器中。

在第二实施方式中，为了切换运行状态，切换阀布置在泵的抽吸侧，其中，在该实施方式中，旁通线路设置用于绕开阀，穿过该旁通线路可以通过泵吸取工作介质。

为了在该实施方式中将工作介质或部分体积流在第一运行状态也就是非制动运行中泵送到工作腔中，设置了第二旁通线路。在其中可以设置工作介质过滤器。

此外在该实施方式中，比例阀可以有利地在工作介质过滤器之后与旁通线路耦联，借助该比例阀控制/调节压力调节阀。这具有两个优势。一方面仅需对少量的工作介质进行过滤，由此大幅减少用于“过滤”功能的成本。另外，比例阀由于与旁通线路耦联而始终保持为准备运行状态，这是因为，始终施加有一定的工作介质压力。

参照附图地由优选实施例的以下说明得出根据本发明的设备的其它特征和本发明的其它优势。

附图说明

下面，凭借附图进一步阐明本发明。附图中：

图1以截面图示出了缓速器，

图2示出了液压系统的构建的第一实施方式，

图3示出了液压系统的构建的第二实施方式。

具体实施方式

图1示例性地以截面图示出了缓速器，其特别是用于公共汽车和商用车中。

缓速器包括：由多个壳体部分构成的壳体、转子1和定子2，它们彼此形成了环面形的环形腔或者说工作腔4。

该缓速器用工作流体，特别是油来运行，该工作流体借助泵11经由线路系统泵送到输入通道6或者说螺旋通道中。油从输入通道6穿过分离缝3抵达工作腔4中。在制动运行期间，在工作腔4中形成了循环流动。被驱动的转子1使油加速，并且将油在外直径处转交给定子。在此，油碰到静止的定子叶片并且被减速。油在内直径处重新流向转子2。所生成的制动能量主要转化成热，从而需要借助热交换器19持续地对油的一部分进行冷却。经由流体输出部或者说输出通道7将油的这一部分从循环流动中导出。被导出的油随后穿过热交换器19并且接着根据运行状态而定地被泵送回到工作腔4中，从而产生循环流动。在非制动运行状态下，油被泵送回到工作介质存储器10中。

图2示出了液压系统的构建的第一实施例。该实施方案的实质性特征之一为：泵11布置在阀9之前。该阀在此处于非制动运行位置。只要驱动该泵，油就会从工作介质存储器中经由阀泵送到旁通线路27、28中。在旁通线路27中装入了节流阀14，其可以调整为使得一小部分工作介质被泵送到工作腔4中。体积流选择为如下大小，即，确保从工作腔中充分引出热量。另外，该体积流不允许大到产生提高的空转阻力。油从工作腔4中穿过热交换器19地泵送回工作介质存储器10中。因而，在非制动运行下始终借助热交换器19来冷却少量的油。

第二旁通线路28导引其余的、基本上更大的体积流直接返回到工作介质存储器10中。泵11因而几乎以空转运行，由此可以把非制动运行下的损失最小化，而无需对泵进行调节。在此可以采用直接由转子轴来驱动的盖劳特泵作为泵。

针对制动运行(该位置未示出)，对阀9、16和20进行切换。只要切换布置在泵11的排挤侧的切换阀9，工作介质就会经由工作线路30、31和阀16抵达工作腔4中。

阀16是压力补偿器，其通过在工作腔4中测得的压力以及由比例阀21预先给定的压力切换至相应的切换位置。压力补偿器是差压阀或者压力调节阀，其可以调节在外部输送的测量位置与在阀上施加的压力的压力差。阀16可以实施为3/3换向阀(正如此处示出)或者2/3换向阀。借助压力补偿器，可以与在转子轴上的所期望的制动转矩成比例地调节工作腔4中的系统压力。为此可以例如在转子轴上设置转矩传感器。只有当切换至制动位置时，才在切换中向比例阀21供给系统压力。为了保护比例阀21设置了过滤器13，其对所有对于制动运行来说必要的工作介质进行过滤。

通过对阀20的切换形成在工作腔4与冷却器19之间的闭合回路，其中，通过调节压力补偿器来调节系统压力。

图3示出了液压系统的构建的第二实施例。其基本上不同于第一实施方案，其中，在该实施方案中，在非制动运行中也有一定体积的工作介质借助泵11泵送到工作腔4中。在该构建中，阀9布置在泵11的抽吸侧。

在非制动运行下，通过泵11经由借助抽吸节流阀17节流的旁通线路26从工作介质存储器10中持续地吸取工作介质，并且经由旁通线路27泵送到工作腔4中。在此，旁通线路27以如下方式终止于输入通道6中，即，工作介质基本上穿过工作腔4地泵送到输出通道7中。

在旁通线路27中，安装有另一节流阀14，并且在该节流阀之前，用于调节借助阀25的压力补偿器的比例阀21联接到旁通线路27上。因此确保了，在比例阀21处始终施加有足够的系统压力，并且因而实现对制动效果的快速的、无延时的调节。此外，过滤器13，特别是精细过滤器，在旁通线路27中安装在比例阀21之前，由此仅对用于非制动运行以及用于驱控比例阀21所需的相对小的体积进行过滤。

为了制动运行(其位置未示出)，对阀9、20和25进行切换。油经由工作线路30、31和阀25抵达工作腔4。阀25是压力补偿器，其根据工作腔4中测得的压力以及由比例阀21预先给定的压力切换到相应的切换位置。阀25可以实施为2/3换向阀(如在此所述)或者还实施为3/3换向阀。借助压力补偿器，可以与在转子轴上所期望的制动力矩成比例地调节工作腔4中的系统压力。为此，可以例如在转子轴上设置转矩传感器。

与转子轴抗相对转动地相连的盖劳特泵11设置为泵。在两个实施例中确保的是，泵阻力在非制动运行下非常小而在制动运行下对制动进行支持地作用。

通常还提到的是，在图中示出的过滤器、回流至工作介质存储器10中的线路和在线路中安装的节流阀或止回阀虽然对于整个功能来说是必要的，但是却由本领域技术人员按常规地应用。

附图标记列表

1转子

2定子

3分离缝

4工作腔

5转动轴线

6输入通道

7输出通道

8电动液压系统

9阀

10工作介质存储器

11泵

12过压阀

13a/b油筛/过滤器

14节流阀

15止回阀

16压力差阀3/3换向阀

17抽吸节流阀

18过压阀

19热交换器

20切换阀

21比例阀

22控制和调节单元

23控制线路

24控制线路

25压力差阀

26-29旁通线路

30-31工作线路

32到冷却器的线路

Claims (11)

1.一种用于产生制动力矩的液力机械，特别是液力缓速器，所述液力机械包括第一叶轮，特别是转子(1)，以及与它同心地布置的第二叶轮，特别是定子(2)，所述第一叶轮和所述第二叶轮共同形成环面形的工作腔(4)，所述液力机械还带有液压系统，所述液压系统具有控制和调节单元(22)、泵(11)、热交换器、阀(16、25)、工作介质储存器(10)以及线路系统，其中，借助所述泵(11)能够产生工作介质穿过所述线路系统和所述工作腔的体积流环流，

其特征在于，

所述阀(16、25)是压力调节阀，借助所述压力调节阀可以控制/调节制动功率或制动力矩。

2.根据权利要求1所述的液力机械，

其特征在于，

所述压力调节阀是3/3换向阀(16)或者3/2换向阀(25)。

3.根据权利要求1或2所述的液力机械，

其特征在于，

所述压力调节阀(16、25)通过压力差调节装置(21、22、23)来控制/调节。

4.根据权利要求3所述的液力机械，

其特征在于，

用于转矩测量的传感器与所述控制和调节单元(22)耦联，并且转矩测量值被用来进行压力差调节。

5.根据权利要求1至4的任意一项所述的液力机械，

其特征在于，

所述泵(11)以如下方式接入到液力系统中，即，所述泵(11)能够在两种运行状态中进行切换，第一运行状态也就是非制动运行，以及第二运行状态也就是制动运行，其中，所述线路系统设计成使得在两种运行状态下均能借助所述泵(11)来泵送体积流环流穿过所述工作腔(4)。

6.根据权利要求1所述的液力机械，

其特征在于，

所述泵(11)是与所述转子(1)耦联的盖劳特泵。

7.根据权利要求1至6的任意一项所述的液力机械，

其特征在于，

为了切换运行状态，在所述泵(11)的排挤侧布置有阀(9)，而旁通线路(28)设置用于绕开所述阀和所述泵(11)地返回到所述工作介质存储器(10)中。

8.根据权利要求1至6的任意一项所述的液力机械，

其特征在于，

为了切换运行状态，在所述泵(11)的抽吸侧布置有阀(9)，而旁通线路(26)设置用于绕开所述阀(9)。

9.根据权利要求1至6的任意一项所述的液力机械，

其特征在于，

设置有第二旁通线路(27)，通过所述第二旁通线路能够在第一运行状态也就是非制动运行下将部分体积流泵送到所述工作腔(4)中。

10.根据权利要求8所述的液力机械，

其特征在于，

在所述第二旁通线路(27)中设置有工作介质过滤器(13)。

11.根据权利要求10所述的液力机械，

其特征在于，

借助比例阀(21)控制/调节所述压力调节阀(25)，所述比例阀在所述工作介质过滤器(13)之后与所述旁通线路(27)耦联。