CN108425967B - 可调节工作温度的液力缓速器及温度调节方法 - Google Patents

可调节工作温度的液力缓速器及温度调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可调节工作温度的液力缓速器及温度调节方法，冷却液在定子叶片内部不断转折180°的蛇形内冷通道内流动，并且在内冷通道的侧壁上设置了扰流肋板进行强化换热来吸取定子叶片外侧的热量；本发明通过将液力缓速器定子叶片设计成具有内冷通道的结构，并且结合液压控制管路使工作温度可控制，从而使液力传动油始终工作在最佳温度范围内，实现控制缓速器工作温度的目的，进而提高缓速器的工作性能。

Description

可调节工作温度的液力缓速器及温度调节方法
技术领域
本发明属于液力传动技术领域，具体涉及一种可调节工作温度的液力缓速器及温度调节方法。
背景技术
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。转子旋转带动液体旋转并冲击定子，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。
液力缓速器在工作过程中，在转子带动下的油温会不断升高。如果冷却系统不能达到很好的散热效果，当油温超过一定范围时，就会导致一系列问题，例如工作油变质、制动效率下降、密封件失效漏油等，严重影响了液力缓速器的工作可靠性和稳定性。因此，解决液力缓速器的热平衡问题显得尤为重要。
目前，液力缓速器工作时产生的热量主要通过外接换热器散发出去。虽然使用换热器可以达到对温度的使用要求，但是并不能很好地控制在液力传动油的最佳工作范围(8号液力传动油工作时最佳温度范围是60℃～95℃)。
因此，如何提供一种使液力传动油温度始终保持在最佳工作温度范围内的可调节工作温度的液力缓速器及温度调节方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可调节工作温度的液力缓速器及温度调节方法，冷却液在定子叶片内部不断转折180°的蛇形内冷通道内流动，并且在内冷通道的侧壁上设置了扰流肋板进行强化换热来吸取定子叶片外侧的热量；本发明通过将液力缓速器定子叶片设计成具有内冷通道的结构，并且结合液压控制管路使工作温度可控制，从而使液力传动油始终工作在最佳温度范围内，实现控制缓速器工作温度的目的，进而提高缓速器的工作性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器，包括：转子、定子、传动油箱、液压控制管路和温度传感器；其中，所述定子上设置有定子叶片，并且所述定子叶片内设置有沿叶片径向布置的蛇形内冷通道，所述内冷通道内设置有加强散热的扰流肋板；所述转子上设置有转子叶片；所述转子与所述定子之间形成传动油腔，所述传动油腔与所述传动油箱连通；
所述内冷通道的冷却液进口开设在所述定子的外环端盖上，所述内冷通道的冷却液出口开设在所述定子的内环端盖上；所述温度传感器设置在所述定子的外环处实时检测传动油温度，所述温度传感器通过ECU与所述液压控制管路电性连接，所述ECU接收所述温度传感器检测的温度信号，并控制所述液压控制管路动作调节冷却液进入所述内冷通道的流量，进而控制液力缓速器工作温度。
所述液压控制管路由比例调速阀、主控换向阀、液压泵、滤清器、安全阀、冷却液箱和冷却器组成；所述滤清器、所述安全阀、所述冷却器的下端均与所述冷却液箱连通；所述滤清器上端依次通过所述液压泵、所述主控换向阀与所述冷却液出口连通；所述滤清器上端依次通过所述液压泵、所述主控换向阀、所述比例调速阀与所述冷却液进口连通。
优选地，在上述一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器中，所述传动油箱和所述传动油腔内充有传动油，所述传动油箱为传动油腔提供循环的传动油，所述转子旋转带传动油旋转并冲击所述定子，所述定子通过传动油产生一个反作用力作用在所述转子上，从而阻碍所述转子的转动。
优选地，在上述一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器中，所述内冷通道和所述液压控制管路中充有冷却液，所述液压控制管路为所述内冷通道提供循环的冷却液，从而对所述定子叶片进行冷却。
优选地，在上述一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器中，所述比例调速阀直接与冷却液进口连通，从而控制进入所述内冷通道内冷却液的流量。
优选地，在上述一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器中，所述安全阀连接在所述液压控制管路的液压回路上，控制所述液压控制管路整个液压回路的压力，保护整个液压回路的油压不超过设定阈值。
优选地，在上述一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器中，所述温度传感器通过A/D转换器与所述ECU电性连接，所述ECU 通过D/A转换器与所述比例调速阀电性连接。
优选地，在上述一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器中，所述D/A转换器通过信号放大器与所述比例调速阀电性连接，所述信号放大器将D/A转换器的模拟信号放大后发送给所述比例调速阀，从而调节冷却液的流量。
一种带冷却叶片和控制油路液力缓速器的工作温度调节方法，温度传感器采集液力缓速器传动油油温，并通过A/D转换器将模拟信号转化为数字信号发送给ECU，ECU中设定有开启升温指令温度阈值和开启冷却指令温度阈值，当温度传感器采集的温度信息介于开启升温指令温度阈值和开启冷却指令温度阈值之间时，ECU不发出指令，整个系统维持现状；
当温度传感器采集的液力缓速器传动油油温低于开启升温指令温度阈值时，ECU发出减小阀开度数字信号给D/A转换器，D/A转换器将减小阀开度数字信号转化为减小阀开度模拟信号，减小阀开度模拟信号经模拟信号放大器放大后发送到比例调速阀，使比例调速阀动作，减小冷却液进入内冷通道的流量；
当温度传感器采集的液力缓速器传动油油温高于开启冷却指令温度阈值时，ECU发出增大阀开度数字信号给D/A转换器，D/A转换器将增大阀开度数字信号转化为增大阀开度模拟信号，增大阀开度模拟信号经模拟信号放大器放大后发送到比例调速阀，使比例调速阀动作，增大冷却液进入内冷通道的流量。
优选地，在上述一种带冷却叶片和控制油路液力缓速器的工作温度调节方法中，所述开启升温指令温度阈值为60℃，所述开启冷却指令温度阈值为 95℃。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种可调节工作温度的液力缓速器及温度调节方法，冷却液在定子叶片内部不断转折180°的蛇形通道内流动，并且在内冷通道的侧壁上设置了扰流肋板进行强化换热来吸取定子叶片外侧的热量；本发明通过将液力缓速器定子叶片设计成具有内冷通道的结构，并且结合液压控制管路使工作温度可控制，从而使液力传动油始终工作在最佳温度范围内，实现控制缓速器工作温度的目的，进而提高缓速器的工作性能；
本发明中的比例调速阀的开口根据温度传感器的信号实时调节，将液力缓速器的工作油温控制在最佳范围内，从而提升制动效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是定子叶片沿叶片径向的截面剖视图；
图3是图2中区域A的局部放大图；
图4是本发明中液压控制管路的液压控制图；
图5是本发明的控制流程图；
图6是本发明的控制结构图；
1.转子、2.转子叶片、3.定子叶片、4.定子、5.冷却液箱、
6.传动油箱、7.内冷通道、8.扰流肋板、9.比例调速阀、10.主控换向阀、
11.液压泵、12.滤清器、13.安全阀、14.冷却器、15.液压控制管路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种可调节工作温度的液力缓速器及温度调节方法，冷却液在定子叶片内部不断转折180°的蛇形通道内流动，并且在内冷通道的侧壁上设置了扰流肋板进行强化换热来吸取定子叶片外侧的热量；本发明通过将液力缓速器定子叶片设计成具有内冷通道的结构，并且结合液压控制管路使工作温度可控制，从而使液力传动油始终工作在最佳温度范围内，实现控制缓速器工作温度的目的，进而提高缓速器的工作性能。
结合附图1-6本发明公开了一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器，包括：转子1、定子4、传动油箱6、液压控制管路15和温度传感器；其中，定子4上设置有定子叶片3，并且定子叶片3内设置有沿叶片径向布置的蛇形内冷通道7，内冷通道7内设置有加强散热的扰流肋板8；转子1上设置有转子叶片2；转子1与定子4之间形成传动油腔，传动油腔与传动油箱6连通；
内冷通道7的冷却液进口开设在定子4的外环端盖上，内冷通道7的冷却液出口开设在定子4的内环端盖上；温度传感器设置在定子4的外环处实时检测传动油温度，温度传感器通过ECU与液压控制管路15电性连接，ECU 接收温度传感器检测的温度信号，并控制液压控制管路15动作调节冷却液进入内冷通道7的流量，进而控制液力缓速器工作温度。
液压控制管路15由比例调速阀9、主控换向阀10、液压泵11、滤清器 12、安全阀13、冷却液箱5和冷却器14组成；滤清器12、安全阀13、冷却器14的下端均与冷却液箱5连通；滤清器12上端依次通过液压泵11、主控换向阀10与冷却液出口连通；滤清器12上端依次通过液压泵11、主控换向阀10、比例调速阀9与冷却液进口连通；冷却器14实现对液力缓速器流出冷却液的冷却，使得液力缓速器产生的热量得以散出，缓速器内部温度就能够保持在液力传动油最佳使用温度区间内。
为了进一步优化上述技术方案，传动油箱6和传动油腔内充有传动油，传动油箱6为传动油腔提供循环的传动油，转子1旋转带传动油旋转并冲击定子4，定子4通过传动油产生一个反作用力作用在转子1上，从而阻碍转子 1的转动。
为了进一步优化上述技术方案，内冷通道7和液压控制管路15中充有冷却液，液压控制管路15为内冷通道7提供循环的冷却液，从而对定子叶片3 进行冷却。
为了进一步优化上述技术方案，比例调速阀9直接与冷却液进口连通，从而控制进入内冷通道7内冷却液的流量。
为了进一步优化上述技术方案，安全阀13连接在液压控制管路15的液压回路上，控制液压控制管路15整个液压回路的压力，保护整个液压回路的油压不超过设定阈值。
为了进一步优化上述技术方案，温度传感器通过A/D转换器与ECU电性连接，ECU通过D/A转换器与比例调速阀9电性连接。
为了进一步优化上述技术方案，D/A转换器通过信号放大器与比例调速阀9电性连接，信号放大器将D/A转换器的模拟信号放大后发送给比例调速阀9，从而调节冷却液的流量。
一种带冷却叶片和控制油路液力缓速器的工作温度调节方法，缓速器不工作时，比例调速阀9通过外控口使其始终保持在关闭位置上，需要缓速器工作时，主控换向阀10的控制线圈1DT得电工作，同时比例调速阀9从关闭位置移到调节位置，冷却液进入到定子叶片3的内冷通道7中，避免了起动跳动。
温度传感器采集液力缓速器传动油油温，并通过A/D转换器将模拟信号转化为数字信号发送给ECU，ECU中设定有开启升温指令温度阈值和开启冷却指令温度阈值，当温度传感器采集的温度信息介于开启升温指令温度阈值和开启冷却指令温度阈值之间时，ECU不发出指令，整个系统维持现状；
当温度传感器采集的液力缓速器传动油油温低于开启升温指令温度阈值时，ECU发出减小阀开度数字信号给D/A转换器，D/A转换器将减小阀开度数字信号转化为减小阀开度模拟信号，减小阀开度模拟信号经模拟信号放大器放大后发送到比例调速阀9，使比例调速阀9动作，减小冷却液进入内冷通道7的流量，实现传动油的升温；
当温度传感器采集的液力缓速器传动油油温高于开启冷却指令温度阈值时，ECU发出增大阀开度数字信号给D/A转换器，D/A转换器将增大阀开度数字信号转化为增大阀开度模拟信号，增大阀开度模拟信号经模拟信号放大器放大后发送到比例调速阀9，使比例调速阀9动作，增大冷却液进入内冷通道7的流量，实现传动油的降温。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器，其特征在于，包括：转子、定子、传动油箱、液压控制管路和温度传感器；其中，所述定子上设置有定子叶片，并且所述定子叶片内设置有沿叶片径向布置的蛇形内冷通道，所述内冷通道内设置有加强散热的扰流肋板；所述转子上设置有转子叶片；所述转子与所述定子之间形成传动油腔，所述传动油腔与所述传动油箱连通；
所述内冷通道的冷却液进口开设在所述定子的外环端盖上，所述内冷通道的冷却液出口开设在所述定子的内环端盖上；所述温度传感器设置在所述定子的外环处实时检测传动油温度，所述温度传感器通过ECU与所述液压控制管路电性连接，所述ECU接收所述温度传感器检测的温度信号，并控制所述液压控制管路动作调节冷却液进入所述内冷通道的流量，进而控制液力缓速器工作温度；所述ECU中设定有开启升温指令温度阈值和开启冷却指令温度阈值，当温度传感器采集的温度信息介于开启升温指令温度阈值和开启冷却指令温度阈值之间时，ECU不发出指令，整个系统维持现状；当温度传感器采集的液力缓速器传动油油温低于开启升温指令温度阈值时，ECU发出指令，减少冷却液进入所述内冷通道的流量；当温度传感器采集的液力缓速器传动油油温高于开启冷却指令温度阈值时，ECU发出指令，增大冷却液进入所述内冷通道的流量；
所述液压控制管路由比例调速阀、主控换向阀、液压泵、滤清器、安全阀、冷却液箱和冷却器组成；所述滤清器、所述安全阀、所述冷却器的下端均与所述冷却液箱连通；所述滤清器上端依次通过所述液压泵、所述主控换向阀与所述冷却液出口连通；所述滤清器上端依次通过所述液压泵、所述主控换向阀、所述比例调速阀与所述冷却液进口连通。
2.根据权利要求1所述的一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器，其特征在于，所述传动油箱和所述传动油腔内充有传动油。
3.根据权利要求1所述的一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器，其特征在于，所述内冷通道和所述液压控制管路中充有冷却液。
4.根据权利要求1所述的一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器，其特征在于，所述比例调速阀直接与冷却液进口连通，控制进入所述内冷通道内冷却液的流量。
5.根据权利要求1所述的一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器，其特征在于，所述安全阀连接在所述液压控制管路的液压回路上，控制所述液压控制管路整个液压回路的压力，保护整个液压回路的油压不超过设定阈值。
6.根据权利要求1所述的一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器，其特征在于，所述温度传感器通过A/D转换器与所述ECU电性连接，所述ECU通过D/A转换器与所述比例调速阀电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器，其特征在于，所述D/A转换器通过信号放大器与所述比例调速阀电性连接，所述信号放大器将D/A转换器的模拟信号放大后发送给所述比例调速阀。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种带冷却叶片和控制油路的可调节工作温度的液力缓速器的工作温度调节方法，其特征在于，温度传感器采集液力缓速器传动油油温，并通过A/D转换器将模拟信号转化为数字信号发送给 ECU，所述ECU中设定有开启升温指令温度阈值和开启冷却指令温度阈值，当温度传感器采集的温度信息介于开启升温指令温度阈值和开启冷却指令温度阈值之间时，ECU不发出指令，整个系统维持现状；
当温度传感器采集的液力缓速器传动油油温低于开启升温指令温度阈值时，ECU发出减小阀开度数字信号给D/A转换器，D/A转换器将减小阀开度数字信号转化为减小阀开度模拟信号，减小阀开度模拟信号经模拟信号放大器放大后发送到比例调速阀，使比例调速阀动作，减小冷却液进入内冷通道的流量；
当温度传感器采集的液力缓速器传动油油温高于开启冷却指令温度阈值时，ECU发出增大阀开度数字信号给D/A转换器，D/A转换器将增大阀开度数字信号转化为增大阀开度模拟信号，增大阀开度模拟信号经模拟信号放大器放大后发送到比例调速阀，使比例调速阀动作，增大冷却液进入内冷通道的流量。
9.根据权利要求8所述的一种带冷却叶片和控制油路液力缓速器的工作温度调节方法，其特征在于，所述开启升温指令温度阈值为60℃，所述开启冷却指令温度阈值为95℃。
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