CN112815023B - 液力缓速器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液力缓速器及车辆，液力缓速器包括壳体，具有一工作腔；变速箱输出轴，轴向穿设于所述壳体内；转子，设置于工作腔内并与变速箱输出轴联接；定子，固定于壳体上并位于所述工作腔内；以及扰流结构，安装于壳体上且并相对壳体可伸缩地设置于工作腔内；其中，扰流片在液力缓速器处于工作状态时移出工作腔，且在液力缓速器处于非工作状态时回位工作腔内；位于工作腔内的所述扰流片阻挡于所述转子与所述定子之间，且所述扰流片在径向上仅覆盖所述转子与所述定子两者远离中心点的外缘。本申请中液力缓速器有利于降低非工作状态由于转子搅动空气而产生的空载制动力矩，达到降低液力缓速器空载损耗。

Description

液力缓速器及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种液力缓速器及车辆。

背景技术

液力缓速器是利用油液流动时的阻尼效果对车辆产生反拖力矩的装置，目前常匹配于牵引车重型载货卡车上承担辅助制动作用，以保证重型卡车在长下坡过程中减少主制动作用时间，有效的保证主制动系统的寿命与车辆的安全。

其中，液力缓速器主要结构为转子和定子。液力缓速器在工作状态时，油液进入到位于转子与定子之间的工作腔后，油液在转子的作用下加速旋转并冲击定子，经过定子叶片冲击后又反向作用于转子，使转子受到反向的制动力并通过转子的内花键把制动力矩传递到转子轴外花键上，从而把制动力矩通过传动轴传递到车轮使车辆减速。而当液力缓速器在非工作状态时，转子搅动空气流动并作用于定子叶片上，从而产生空载制动力矩，不利于整车的燃油经济性的需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够有效降低空载损耗以提高车辆燃油经济性能的液力缓速器。

根据本申请的一个方面，一种液力缓速器具有工作状态与非工作状态，且包括：

壳体，具有一工作腔；

变速箱输出轴，轴向穿设于所述壳体内；

转子，设置于所述工作腔内并与所述变速箱输出轴联接；

定子，固定于所述壳体上并位于所述工作腔内；以及

扰流结构，安装于所述壳体上且并相对所述壳体可伸缩地设置于所述工作腔内；所述扰流结构包括扰流片、固定组件以及弹性件，所述扰流片为沿所述工作腔周向延伸的圆弧形片状结构，所述扰流片凸出的一侧为背部且凹入的一侧为前部；所述固定组件设置于所述扰流片的背部，并沿所述扰流片的径向滑动连接于所述壳体上；所述弹性件沿所述扰流片的径向可伸缩地设置于所述扰流片与所述壳体之间；

其中，所述扰流片在所述液力缓速器处于工作状态时移出所述工作腔，且在所述液力缓速器处于非工作状态时回位所述工作腔内；位于所述工作腔内的所述扰流片阻挡于所述转子与所述定子之间，且所述扰流片在径向上仅覆盖所述转子与所述定子两者远离中心点的外缘。

在其中一个实施例中，所述壳体包括转子壳与中壳，所述转子壳一侧开设具有第一开口的第一半腔，所述中壳一侧开设具有第二开口的第二半腔；

其中，所述转子壳与所述中壳以所述第一开口正对所述第二开口的方式对接形成所述工作腔。

在其中一个实施例中，所述第一半腔的腔壁上沿周向凹陷形成一收容槽，所述扰流片在所述液力缓速器处于非工作状态时容纳于所述收容槽内。

在其中一个实施例中，所述固定组件包括固定柱，所述固定柱沿轴向凸出于所述扰流片的背部；所述转子壳上沿所述第一半腔的径向开设固定孔，所述固定孔连通于所述收容槽与外界之间；

所述固定柱沿自身轴向滑动配接于所述固定孔内，所述弹性件的一端套设于所述固定柱的内腔中，另一端套设于所述固定孔内。

在其中一个实施例中，所述固定组件还包括导向柱，所述导向柱位于所述固定柱的内腔中，并沿所述固定柱的轴向凸设于所述扰流片的背部；

所述弹性件安装于所述固定柱的一端套装于所述导向柱上。

在其中一个实施例中，所述固定柱的外周面沿周向开设沟槽，所述固定组件还包括密封圈，所述密封圈嵌设于所述沟槽内并与所述固定孔的孔壁配合。

在其中一个实施例中，所述扰流结构还包括封堵件，所述封堵件安装于所述固定孔远离所述收容槽的一端；

所述封堵件具有相互连接的头部与中空圆柱状的尾部，所述头部的外径大于所述固定孔的孔径并限位于所述固定孔外，所述尾部的外径小于所述固定孔的孔径并伸入所述固定孔内，所述弹性件远离所述固定柱的另一端套设于所述封堵件中所述尾部内。

在其中一个实施例中，所述固定柱的内壁面上凸出形成有第一固定钩，所述封堵件中所述尾部的内壁面上凸出形成有第二固定钩；

所述弹性件的一端套设于所述固定柱内并与所述第一固定钩固定联接，另一端套设于所述封堵件中所述尾部内并与所述第二固定钩固定联接。

在其中一个实施例中，所述封堵件的所述头部贯穿开设有连通于外部与所述固定孔之间的通气孔。

根据本申请的又一个方面，提供一种车辆，包括如上述实施例所述的液力缓速器。

上述的液力缓速器和车辆，当液力缓速器处于工作状态时，工作腔内的扰流片在油压的作用下使其径向向外移动，不影响工作腔内高压油液的流动，使液力缓速器快速产生制动力矩；当液力缓速器进入非工作状态时，扰流片在弹性件的作用下径向向内移动，扰流片阻挡于转子与定子之间，且隔绝工作腔内空气的流动，从而阻止由于非工作状态下转子搅动空气而产生不必要的制动力矩；同时，位于工作腔内的扰流片阻挡于转子与定子之间，且扰流片在径向上仅覆盖转子与定子两者远离中心点的外缘，从而在简化扰流片自身结构的同时，在转子转动过程中，外侧空气在刚进入工作腔时便被扰流片扰流，从而有利于降低非工作状态由于转子搅动空气而产生的空载制动力矩，达到降低液力缓速器空载损耗。

附图说明

图1为本申请一实施例中液力缓速器一角度的剖视图；

图2为本申请一实施例中液力缓速器另一角度的剖视图；

图3为图1所示液力缓速器中扰流片的结构示意图；

图4为图3所示液力缓速器中扰流片的部分结构示意图；

图5为图1所示液力缓速器中转子壳的结构示意图；

图6为图1所示液力缓速器中I部分的结构示意图；

图7为图1所示液力缓速器中封堵件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

目前市场主流的液力缓速器均采用定子与转子可脱离结构，当液力缓速器工作时转子压缩设置于其与转子轴之间的弹簧，以靠近定子并产生制动力矩；当液力缓速器处于非工作状态时，转子随弹簧回位，此时定子与转子之间距离增大。但使用该结构的液力缓速器在非工作状态时，定子与转子之间轴向距离大，转子搅动空气将流动并作用于定子叶片上，从而产生空载制动力矩，不利于整车的燃油经济性的需求。

基于此，有必要提供一种液力缓速器，能够有效降低空载损耗，以提高车辆燃油经济性能。

本申请实施例中提供的液力缓速器用于车辆的辅助制动，当然，亦可用于其他适用于该液力缓速器的工况中，在此不做限定。

请参看图1，本申请一实施例中液力缓速器100安装于发动机飞轮壳上的取力口，其包括具有一工作腔S的壳体10、变速箱输出轴30、转子40、定子50以及扰流结构60。其中，转子40设置于工作腔S内并通过内外花键的配合与变速箱输出轴30连接，变速箱输出轴30通过端部法兰与发动机取力口的传动轴连接，实现转子40随变速箱输出轴30一同转动。定子50固定于壳体10上，并位于工作腔S内。扰流结构60安装于壳体10上并相对壳体10可伸缩地设置于工作腔S内。

在液力缓速器100处于工作状态时(即制动过程)，扰流结构60移出工作腔S，转子40在无扰流结构60阻碍的情况下带动油液转动并压向定子50，由于定子50保持不动，油液的流动受到阻碍而反作用力使得转子40产生制动力矩致发动机减速。

在液力缓速器100处于非工作状态时(即非制动过程)，扰流结构60回位至工作腔S内，由于工作腔S内此时无油液但充满空气，转子40转动并搅动空气，空气作用在扰流结构60上，阻碍工作腔S内空气旋转加速流动作用于定子50上，从而降低非工作状态由于转子40搅动空气而产生的空载制动力矩，达到降低液力缓速器100空载损耗，进而降低整车的燃油经济性。

具体地，壳体10包括转子壳11与中壳13。转子壳11大体呈半壳状，其一侧开设具有第一开口1101的第一半腔110。中壳13亦大体呈半壳状，其一侧开设具有第二开口1301的第二半腔130。如此，转子壳11与中壳13对接形成用于容纳转子40与定子50的工作腔S。

在装配过程中，转子40通过第一半腔110的第一开口1101安装于第一半腔110内，定子50通过第二半腔130的第二开口1301安装于第二半腔130内，将转子壳11与中壳13向为开口相互面对并固定；此时，第一半腔110与第二半腔130合并形成工作腔S，在液力缓速器100处于工作状态时，油液于工作腔S内流动。

请参看图2及图3，扰流结构60安装于第一半腔110的腔壁上，且包括扰流片61、固定组件63以及弹性件65。

其中，扰流片61为沿工作腔S周向延伸的圆弧片状结构，且定义圆弧凸出的一侧为背部，对应地圆弧凹入的一侧为前部。扰流片61以背部面向第一半腔110的腔壁的形式安装于转子壳10上。对应地，第一半腔110的腔壁上沿周向凹陷形成一收容槽112，收容槽112的形状与扰流片61的形状匹配，用于完全容纳退出工作腔S的扰流片61。

进一步地，位于工作腔S内的扰流片61阻挡于转子40与定子50之间，且扰流片61在径向上仅覆盖转子40与定子50两者远离中心点的外缘，从而在简化扰流片61自身结构的同时，在转子40转动过程中，外侧空气在刚进入工作腔S时便被扰流片61扰流，从而有利于降低非工作状态由于转子40搅动空气而产生的空载制动力矩，达到降低液力缓速器100空载损耗。

请一并参看图4及图5，固定组件63设置于扰流片61的背部，用于为扰流片61的安装提供安装基础。具体地，固定组件63包括固定柱630，固定柱630大体呈中空圆柱状，其沿轴向凸出于扰流片61的背部。对应地，转子壳10上沿第一半腔110的径向开设固定孔15，固定孔15连通于收容槽112与外界之间，固定柱630沿自身轴向(即第一半腔110径向)滑动配接于固定孔15内。

弹性件65设置于扰流片61与转子壳10之间，实现扰流片61以可伸缩地方式安装于转子壳10上。具体地，弹性件65的一端套设于固定柱630的内腔中，另一端套设于固定孔15内，以能够在外力作用下被压缩至带动扰流片61缩入收容槽112内，并退出工作腔S；同时，弹性件65还能够在外力消失时复位并带动扰流片61移出收容槽112，以再次回位至工作腔S内。

进一步地，固定组件63还包括导向柱632，导向柱632位于固定柱630的内腔中，并沿固定柱630的轴向凸设于扰流片61的背部。弹性件65安装于固定柱630的一端套装于导向柱632上，以在导向柱632的引导下稳定伸缩。

请参看图6，更进一步地，固定柱630的外周面沿周向开设沟槽6301，固定组件63还包括密封圈634，密封圈634嵌设于沟槽6301内并与固定孔15的孔壁配合，以密封固定柱630与固定孔15之间的间隙，防止油液泄露。

请结合参看图6及图7，更具体地，扰流结构60还包括封堵件67，封堵件67安装于固定孔15远离收容槽112的一端。封堵件67具有相互连接的头部670与中空圆柱状的尾部672，且头部670的外径大于固定孔15的孔径，而尾部672的外径小于固定孔15的孔径。在装配时，尾部672伸入固定孔15内，头部670限位于固定孔15外，弹性件65远离固定柱630的另一端套设于封堵件67中尾部672内。

进一步地，固定柱630的内壁面上凸出形成有第一固定钩6303，封堵件67中尾部的内壁面上亦凸出形成有第二固定钩674。弹性件65的一端套设于固定柱630内并与第一固定钩6303固定联接，另一端套设于封堵件67中尾部672内并与第二固定钩674固定联接。

更进一步地，扰流结构60还包括通气塞69，封堵件67的头部贯穿开设有连通于外部与固定孔15之间的通气孔676，通气塞69设置于通气孔676内，从而使可使封堵件67与扰流片61之间空间与大气相通，防止扰流片61缩入收容槽112的过程中导致固定孔15内体积被压缩而产生气体高压。

请再次参看图2，在本具体实施例中，扰流结构60包括两组，即扰流片61为对称设置于第一半腔110内的两片，每片扰流片61大体为半圆弧状，两片扰流片61共同形成围绕工作腔S的圆形。可以理解地，在其它一些实施例中，扰流片61的数量可以根据而定，例如设计为沿第一半腔110周向分布的三片/四片等，在此不作限定。

请再次参看图1，当液力缓速器100处于工作状态时，工作腔S内充满高压油液，工作腔S内高压油液冲击作用于扰流片尾部(81)圆柱体平面，高压油液对扰流片61产生向外(即远离工作腔S的中心)的作用力，当高压油液冲击力足够大并克服弹性件65使其压缩，扰流片61受力沿径向向外移动并隐藏于转子壳11内侧的收容槽112中；此时，工作腔S内无扰流片61，因此不影响工作腔S内的油液流动，可正常建立制动力矩。

当液力缓速器100处于非工作状态时，工作腔S内没有油液而充满空气，转子40搅动空气使气体作用在扰流片61，而在扰流片61上所产生的力远小于弹性件65弹力，使得弹性件65在回复力的作用下回位并带动扰流片61径向向内移动至移出收容槽112；此时，扰流片61在工作腔S内，阻碍工作腔S内空气旋转加速流动作用定子50上，从而降低非工作状态由于转子40搅动空气而产生的空载制动力矩，达到降低液力缓速器100空载损耗，进而降低整车的燃油经济性。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供一种车辆，该车辆包括上述实施例中的液力缓速器100。

上述实施例中的液力缓速器100及车辆，至少具有以下优点：

1)当液力缓速器100处于工作状态时，工作腔S内的扰流片61在油压的作用下使其径向向外移动，不影响工作腔S内高压油液的流动，使液力缓速器100快速产生制动力矩。

2)当液力缓速器100进入非工作状态时，扰流片61在弹性件65的作用下径向向内移动，扰流片61阻挡于转子40与定子50之间，且隔绝工作腔S内空气的流动，从而阻止由于非工作状态下转子40搅动空气而产生不必要的制动力矩。

3)当液力缓速器100进入非工作状态时位于工作腔S内的扰流片61阻挡于转子40与定子50之间，且扰流片61在径向上仅覆盖转子40与定子50两者远离中心点的外缘，从而在简化扰流片61自身结构的同时，在转子40转动过程中，外侧空气在刚进入工作腔S时便被扰流片61扰流，从而有利于降低非工作状态由于转子40搅动空气而产生的空载制动力矩，达到降低液力缓速器100空载损耗。

4)本申请中液力缓速器100中转子40与变速箱输出轴30采用花键配合，可减低转子40与变速箱输出轴30零部件的生产加工成本。

5)本申请中液力缓速器100中转子40与定子50之间的轴向距离固定，有效降低液力缓速器100的轴向距离，为整车布置节省空间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种液力缓速器，其特征在于，所述液力缓速器具有工作状态与非工作状态，且包括：

壳体，具有一工作腔；

变速箱输出轴，轴向穿设于所述壳体内；

转子，设置于所述工作腔内并与所述变速箱输出轴联接；

定子，固定于所述壳体上并位于所述工作腔内；以及

扰流结构，安装于所述壳体上且并相对所述壳体可伸缩地设置于所述工作腔内；所述扰流结构包括扰流片、固定组件以及弹性件，所述扰流片为沿所述工作腔周向延伸的圆弧形片状结构，所述扰流片凸出的一侧为背部且凹入的一侧为前部；所述固定组件设置于所述扰流片的背部，并沿所述扰流片的径向滑动连接于所述壳体上，所述固定组件包括固定柱，所述固定柱沿轴向凸出于所述扰流片的背部；所述弹性件沿所述扰流片的径向可伸缩地设置于所述扰流片与所述壳体之间；

其中，所述扰流片在所述液力缓速器处于工作状态时移出所述工作腔，且在所述液力缓速器处于非工作状态时回位所述工作腔内；位于所述工作腔内的所述扰流片阻挡于所述转子与所述定子之间，且所述扰流片在径向上仅覆盖所述转子与所述定子两者远离中心点的外缘；

所述工作腔的腔壁上沿周向凹陷形成一收容槽，所述扰流片在所述液力缓速器处于非工作状态时容纳于所述收容槽内，所述壳体包括转子壳，所述转子壳一侧开设具有第一开口的第一半腔，所述转子壳上沿所述第一半腔的径向开设固定孔，所述固定孔连通于所述收容槽与外界之间，所述弹性件的一端套设于所述固定孔内；

所述扰流结构还包括封堵件，所述封堵件具有相互连接的头部与中空圆柱状的尾部，所述头部的外径大于所述固定孔的孔径并限位于所述固定孔外，所述尾部的外径小于所述固定孔的孔径并伸入所述固定孔内，所述弹性件远离所述固定柱的另一端套设于所述封堵件中所述尾部内。

2.根据权利要求1所述的液力缓速器，其特征在于，所述壳体还包括中壳，所述中壳一侧开设具有第二开口的第二半腔；

其中，所述转子壳与所述中壳以所述第一开口正对所述第二开口的方式对接形成所述工作腔，所述第一半腔的腔壁上沿周向凹陷形成所述收容槽。

3.根据权利要求2所述的液力缓速器，其特征在于， 所述固定柱沿自身轴向滑动配接于所述固定孔内，所述弹性件的一端套设于所述固定柱的内腔中。

4.根据权利要求3所述的液力缓速器，其特征在于，所述固定组件还包括导向柱，所述导向柱位于所述固定柱的内腔中，并沿所述固定柱的轴向凸设于所述扰流片的背部；

所述弹性件安装于所述固定柱的一端套装于所述导向柱上。

5.根据权利要求3所述的液力缓速器，其特征在于，所述固定柱的外周面沿周向开设沟槽，所述固定组件还包括密封圈，所述密封圈嵌设于所述沟槽内并与所述固定孔的孔壁配合。

6.根据权利要求3所述的液力缓速器，其特征在于，所述固定柱的内壁面上凸出形成有第一固定钩，所述封堵件中所述尾部的内壁面上凸出形成有第二固定钩；

所述弹性件的一端套设于所述固定柱内并与所述第一固定钩固定联接，另一端套设于所述封堵件中所述尾部内并与所述第二固定钩固定联接。

7.根据权利要求1所述的液力缓速器，其特征在于，所述封堵件的所述头部贯穿开设有连通于外部与所述固定孔之间的通气孔。

8.根据权利要求7所述的液力缓速器，其特征在于，所述扰流结构还包括通气塞，所述通气塞设置于所述通气孔内。

9.根据权利要求1所述的液力缓速器，其特征在于，所述扰流片包括多片，多片扰流片首尾连接共同形成围绕工作腔的圆形。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的液力缓速器。

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