CN108233671A - 一种内置泵的电液复合缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置泵的电液复合缓速器，该缓速器包括电涡流缓速部分、液力缓速部分和内置泵部分。电涡流缓速部分包括：定子、转子外圈导磁部分、励磁线圈及密封挡板；液力缓速部分包括侧盖与转子中间液力部分；内置泵部分包括转子内圈泵叶片部分和侧盖泵蜗壳部分；本发明创新性的将泵内置于电液复合缓速器内。成功设计一体化转子，外圈集成了电涡流缓速部分，中间集成了液力缓速部分的循环圆，内圈集成了泵的叶片。通过不耗电的内置泵完成工作液的循环动作及缓速器不工作后将工作液抽出的功能。内置泵增加了工作液进入液力缓速部分之前的压力，利于工作液快速进入液力缓速器循环圆内，提高液力缓速部分的反应速度。

Description

一种内置泵的电液复合缓速器

技术领域

本发明涉及一种内置泵的电液复合缓速器，属于非接触式汽车制动领域。

背景技术

针对重型车辆制动下长坡制动能力不足及频繁制动导致的主制动器和轮系磨损严重等问题，研发制动系统安全辅助装置缓速器，它采用非接触工作方式将制动力作用到车辆传动部件上，起到消耗有害能量，降低车辆行驶速度的作用。

电涡流缓速器的基本原理是：金属平面或弧面在做切割磁感线运动时，气隙磁密随转子的旋转而发生周期性变化，在定子表面及一定深度范围内将产生涡流电势，并产生涡流，该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用,就产生了制动转矩。车辆的动能通过磁场这一介质转化为热能消耗掉，进而起到非接触减速制动作用。电涡流缓速器最大的特点是非接触式制动，反应快，低速制动效果好，改善了汽车制动性能，但是其功率密度较低，为满足车辆制动功率需要增加电涡流缓速器的直径及质量，降低了车辆运输的经济性。

液力缓速器工作时，压缩空气经电磁阀进入储油箱，将储油箱内的工作液经油路压进缓速器内，液力缓速器开始工作。转子带动工作液绕轴线旋转；同时，工作液沿叶片方向运动，甩向定子。定子叶片对工作液产生反作用，工作液流出定子再转回来冲击转子，这样就形成对转子的阻力矩，阻碍转子的转动，从而实现对车辆的减速作用。工作液在运动过程中使进出口形成压力差，油液循环流动，通过热交换器时，热量被来自发动机冷却系统的冷却水带走。液力缓速器特点是高速下功率密度大；但是低速下功率小，响应时间长，工作时由于内部高速高压流场环境，工作液进入循环圆工作腔难度大，需要较大压力压入。

为实现缓速器全速段高功率密度运行且能够快速反应，结合电涡流缓速器与液力缓速器特性互补的特点，采用电液复合缓速设计，该设计将电涡流缓速器与液力缓速器进行一体化设计，其转子结构既完成电涡流缓速器功能，又附带液力缓速器功能。由于其结构复杂，控制难度大，工作过程中液力部分内部高速高压流场使得工作液进入难度大，需要外部辅助装置增加进口油压，在缓速器不工作时，需外部辅助装置将缓速器内部的工作液抽出，降低空损。

发明内容

本发明的目的是突破已有缓速器的不足，创新性的将泵与电液复合转子进行一体化设计，提供了一种全速段功率密度高、响应时间快、开式液力控制和实施成本低廉的新型内置泵的电液复合缓速器。

本发明解决上述技术问题的方案如下：

一种内置泵的电液复合缓速器，该缓速器主要包括：电涡流缓速部分、液力缓速部分和内置泵部分。

所述电涡流缓速部分主要包括：定子、转子外圈导磁部分、励磁线圈及密封挡板；定子为圆筒形，内圈加工凸起的磁极，多组励磁线圈分别绕制在定子的磁极上并采用密封挡板将励磁线圈固定、密封，励磁线圈从定子上的出线孔出线，转子外圈导磁部分为转子的外部结构，转子外圈导磁部分为圆筒形；定子固定于机架上，相对静止，转子与传动轴固定，转子相对定子同轴转动且两者之间有间隙。

所述液力缓速部分主要包括侧盖与转子中间液力部分；侧盖为圆盘件，侧盖与转子相对应的侧面做液力缓速部分的循环圆结构，转子中间液力部分做液力缓速器的循环圆结构；两端侧盖固定于定子上，用以支撑、定位转子并起到密封的作用；液力缓速部分的工作液从侧盖循环圆外部进入；转子中间液力部分与转子外圈导磁部分之间设有液路，将转子中间液力部分内的工作液甩到转子与定子之间。

所述内置泵部分主要包括转子内圈泵叶片部分和侧盖泵蜗壳部分；转子内圈泵叶片部分设置在转子内圈两侧，侧盖泵蜗壳部分设置在侧盖内圈；内置泵部分的一侧将外部工作液从侧盖上的工作液进口抽入，压入液力缓速部分的循环圆中，内置泵部分的另一侧将内部的工作液抽出到侧盖上的工作液出口，完成工作液循环及缓速器不工作时将内部工作液抽空。

电液复合缓速器的工作液液路为从侧盖外侧工作液进口进入，然后由一侧泵泵送至侧盖液力部分的循环圆内，工作液在液力部分的循环圆内工作后，一部分工作液从转子中间的液力循环圆内甩到外圈，工作液进入电涡流缓速部分转子外圈与定子内圈的空间内，为电涡流缓速部分降温后汇聚到缓速器底部集油槽内，由另一侧泵从侧盖将工作液从缓速器底部抽出到侧盖上的工作液出口。

通过控制从进液口进入的工作液流量控制液力缓速器部分的力矩；通过调节励磁线圈的电流，调节电涡流缓速部分的制动力矩。

本发明双定子双线圈电磁液冷缓速器的工作原理如下：

工作时，励磁线圈通电，在定子、转子外圈和两者之间的气隙上形成NS交替的闭合回路。随着转子的转动，转子切割磁感线，在转子外圈导磁部分产生涡流，涡流激发感应磁场，与原磁场相互作用，产生制动力矩，该制动力矩通过转子作用于传动轴上，即起到非接触制动的作用。转子外圈导磁部分的电涡流转化为热能，转子外圈发热。

内置泵将工作液从缓速器外部压入液力缓速部分，工作液在液力缓速部分的循环圆里循环流动，产生制动力矩通过转子作用于传动轴，传动轴动能转化为工作液内能。循环圆内的一部分工作液通过转子上的液路被甩到转子外圈与定子之间的间隙内为电涡流缓速部分的工作部件降温，高温工作液汇聚到缓速器底部，通过另一侧的内置泵抽到缓速器外部。

缓速器不工作时停止对缓速器输送工作液，内置泵将会把工作液从缓速器中抽空。缓速器内为一定真空度的无液环境，液力缓速部分停止工作，空损降低。励磁线圈断电，电涡流缓速部分停止工作。

所述一种新型内置泵的电液复合缓速器，可通过控制从进液口进入的工作液流量控制液力缓速器部分的力矩；通过调节励磁线圈的电流，调节电涡流缓速部分的制动力矩。

与现有缓速器相比，本发明优点如下。

本发明作为一种汽车辅助制动装置，创新性的将泵内置于电液复合缓速器内。成功设计一体化转子，外圈集成了电涡流缓速部分，中间集成了液力缓速部分的循环圆，内圈集成了泵的叶片。通过不耗电的内置泵完成工作液的循环动作及缓速器不工作后将工作液抽出的功能。内置泵增加了工作液进入液力缓速部分之前的压力，利于工作液快速进入液力缓速器循环圆内，提高液力缓速部分的反应速度。基于上述特征，内置泵增加了液力缓速部分的功率密度，缓速器整体实现了全速段高功率密度，快速相应，利于控制及成本较同类产品低廉等多方面优点。

附图说明

图1为本发明一种内置泵的电液复合缓速器结构轴面原理示意图；

图2为本发明一种内置泵的电液复合缓速器轴面截面图。

图3为本发明一种内置泵的电液复合缓速器轴面液路图。

图4为本发明一种内置泵的电液复合缓速器转子示意图。

图中：1电涡流缓速部分，2液力缓速部分，3内置泵部分，4定子，5励磁线圈，6转子，7侧盖，8缓速器底部集油槽转子，9出线孔，10工作液进口，11缓速器液路，12工作液出口，13转子外圈导磁部分，14转子中间液力部分，15转子内圈泵叶片部分。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进一步描述。

如图1、2所示，一种新型内置泵的电液复合缓速器主要包括：电涡流缓速部分1、液力缓速部分2和内置泵部分3；零部件主要包括：定子4、转子6、励磁线圈5、密封挡板、侧盖7；如图4所示：其高度集成的转子主要由外圈导磁部分13，中间液力部分14、内圈泵叶片部分15三大部分组成；其侧盖主要由侧面的液力部分和内圈泵蜗壳两大部分组成。

所述电涡流缓速部分主要包括：定子、转子外圈导磁部分、励磁线圈及密封挡板；定子为圆筒形，内侧加工凸起的磁极，多组励磁线圈分别绕制在定子磁极上并采用密封挡板将励磁线圈固定、密封与定子上，从定子上的出线孔9出线，转子外圈导磁部分为圆筒形；定子固定于机架上，相对静止，转子与传动轴固定，相对定子同轴转动且之间有间隙。

所述液力缓速部分主要包括侧盖与转子中间液力部分；侧盖为圆盘件，与转子相对应的侧面做液力缓速部分的循环圆结构，转子中间液力部分做液力缓速器的循环圆结构；两端侧盖固定于定子上，支撑、定位转子并起到密封的作用；液力缓速部分的工作液从侧盖循环圆外部进入；转子中间液力部分与转子外圈导磁部分之间有液路设计，可将液力部分内的工作液甩到转子与定子之间。

所述内置泵部分主要包括转子内圈泵叶片部分和侧盖泵蜗壳部分；在转子内圈两侧做泵的叶片，侧盖内圈做泵的蜗壳；一侧内置泵将外部工作液从侧盖上的工作液进口10抽入，压入液力缓速部分的循环圆中，另一侧内置泵将缓速器内的工作液抽出到侧盖上的工作液出口12，完成工作液循环及缓速器不工作时将内部工作液抽空。

如图2、3所示：所述一种新型内置泵的电液复合缓速器，其液路11为从侧盖外侧工作液进口进入由一侧泵泵送至侧盖液力部分的循环圆内，工作液在液力部分的循环圆内工作后，一部分从转子中间的液力循环圆内甩到外圈，进入电涡流缓速部分转子外圈与定子内圈的空间内，为电涡流缓速部分降温后汇聚到缓速器底部集油槽8内，由另一侧泵从侧盖将工作液从缓速器底部抽出到侧盖上的工作液出口。

所述一种新型内置泵的电液复合缓速器，可通过控制从进液口进入的工作液流量控制液力缓速器部分的力矩；通过调节励磁线圈的电流，调节电涡流缓速部分的制动力矩。

Claims (5)

1.一种内置泵的电液复合缓速器，其特征在于：该缓速器主要包括：电涡流缓速部分、液力缓速部分和内置泵部分；

所述电涡流缓速部分主要包括：定子、转子外圈导磁部分、励磁线圈及密封挡板；定子为圆筒形，内圈加工凸起的磁极，多组励磁线圈分别绕制在定子的磁极上并采用密封挡板将励磁线圈固定、密封，励磁线圈从定子上的出线孔出线，转子外圈导磁部分为转子的外部结构，转子外圈导磁部分为圆筒形；定子固定于机架上，相对静止，转子与传动轴固定，转子相对定子同轴转动且两者之间有间隙；

所述液力缓速部分主要包括侧盖与转子中间液力部分；侧盖为圆盘件，侧盖与转子相对应的侧面做液力缓速部分的循环圆结构，转子中间液力部分做液力缓速器的循环圆结构；两端侧盖固定于定子上，用以支撑、定位转子并起到密封的作用；液力缓速部分的工作液从侧盖循环圆外部进入；转子中间液力部分与转子外圈导磁部分之间设有液路，将转子中间液力部分内的工作液甩到转子与定子之间；

所述内置泵部分主要包括转子内圈泵叶片部分和侧盖泵蜗壳部分；转子内圈泵叶片部分设置在转子内圈两侧，侧盖泵蜗壳部分设置在侧盖内圈；内置泵部分的一侧将外部工作液从侧盖上的工作液进口抽入，压入液力缓速部分的循环圆中，内置泵部分的另一侧将内部的工作液抽出到侧盖上的工作液出口，完成工作液循环及缓速器不工作时将内部工作液抽空。

2.根据权利要求1所述的一种内置泵的电液复合缓速器，其特征在于：电液复合缓速器的工作液液路为从侧盖外侧工作液进口进入，然后由一侧泵泵送至侧盖液力部分的循环圆内，工作液在液力部分的循环圆内工作后，一部分工作液从转子中间的液力循环圆内甩到外圈，工作液进入电涡流缓速部分转子外圈与定子内圈的空间内，为电涡流缓速部分降温后汇聚到缓速器底部集油槽内，由另一侧泵从侧盖将工作液从缓速器底部抽出到侧盖上的工作液出口。

3.根据权利要求1所述的一种内置泵的电液复合缓速器，其特征在于：通过控制从进液口进入的工作液流量控制液力缓速器部分的力矩；通过调节励磁线圈的电流，调节电涡流缓速部分的制动力矩。

4.根据权利要求1所述的一种内置泵的电液复合缓速器，其特征在于：

工作时，励磁线圈通电，在定子、转子外圈和两者之间的气隙上形成NS交替的闭合回路；随着转子的转动，转子切割磁感线，在转子外圈导磁部分产生涡流，涡流激发感应磁场，与原磁场相互作用，产生制动力矩，该制动力矩通过转子作用于传动轴上，即起到非接触制动的作用；转子外圈导磁部分的电涡流转化为热能，转子外圈发热；

内置泵将工作液从缓速器外部压入液力缓速部分，工作液在液力缓速部分的循环圆里循环流动，产生制动力矩通过转子作用于传动轴，传动轴动能转化为工作液内能；循环圆内的一部分工作液通过转子上的液路被甩到转子外圈与定子之间的间隙内为电涡流缓速部分的工作部件降温，高温工作液汇聚到缓速器底部，通过另一侧的内置泵抽到缓速器外部；

缓速器不工作时停止对缓速器输送工作液，内置泵将会把工作液从缓速器中抽空；缓速器内为一定真空度的无液环境，液力缓速部分停止工作，空损降低；励磁线圈断电，电涡流缓速部分停止工作。

5.根据权利要求1所述的一种内置泵的电液复合缓速器，其特征在于：

通过控制从进液口进入的工作液流量控制液力缓速器部分的力矩；通过调节励磁线圈的电流，调节电涡流缓速部分的制动力矩。