CN114135605B - 一种多级缓速器系统及其车辆传动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉机械传动技术领域，具体涉及一种多级缓速器系统及其车辆传动系统。该多级缓速器系统，包括：油箱、缓速泵、辅助泵、换热器、磁流变液介质、电磁线圈和控制组件；所述缓速泵的出液口处设置有节流孔，所述缓速泵抽送油液时，油液在所述缓速泵的驱动下逐渐向所述缓速泵的出液口逐渐堆积，在所述节流孔的限制作用下形成小孔节流，实现转子动能到油液压力势能再到热能的转化，实现缓速制动；所述控制组件调节所述电磁线圈产生磁场的强弱，进而改变所述磁流变液介质的粘稠度；伴随所述磁流变液介质粘稠度增高/降低，流动阻尼作用增强/减弱可实现缓速制动力大小的灵活调控。
Description
技术领域
本发明涉机械传动技术领域，具体涉及一种多级缓速器系统及其车辆传动系统。
背景技术
城市道路路口多、公交站点密、客流量大，公交车经常要进行频繁制动；山区道路陡、急弯多，长期行驶在山区路段的中大型货车客车也经常需要制动。
制动器在长时间频繁工作情况下，会引起制动蹄片快速磨损、制动器摩擦片使用寿命短，以及由于制动器热衰退导致制动力丧失或制动性能大幅下降，这也成为交通事故的主要原因。因此，配备辅助制动系统十分必要。
缓速器作为车辆的辅助制动部件，通过作用于原车的传动系统而减轻原车制动系统的负荷，使车辆均匀减速，以提高车辆制动系统的可靠性，延长制动系统的使用寿命，并能因此大幅降低车辆使用成本。
目前常见的电涡流缓速器需装备强力的电磁感应设备，尺寸庞大、机体沉重、消耗电能大且受周围环境温度影响较大，使用多有不便。而且无法实现防抱死及在湿滑路面无法使用。
发明内容
(一)本发明所要解决的技术问题是：现有电涡流缓速器耗能大。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明一方面实施例提供了一种多级缓速器系统，包括：油箱、缓速泵、辅助泵、换热器、磁流变液介质、电磁线圈和控制组件；
所述油箱用于存储所述磁流变液介质；
所述缓速泵利用了容积泵原理，外部待缓速部件与所述缓速泵传动连接并驱动所述缓速泵；所述缓速泵与所述油箱管路连接，所述磁流变液介质在所述缓速泵与所述油箱之间循环流动；所述缓速泵的出液口处设置有节流孔，所述缓速泵抽送油液时，油液在所述缓速泵的驱动下逐渐向所述缓速泵的出液口逐渐堆积，在所述节流孔的限制作用下形成小孔节流，实现转子动能到油液压力势能再到热能的转化，实现缓速制动；
所述换热器设置在所述缓速泵与所述油箱之间，维持油液温度保持稳定；
所述电磁线圈设置在所述缓速泵处，所述电磁线圈产生的磁场穿过所述缓速泵，所述控制组件调节所述电磁线圈产生磁场的强弱，进而改变所述磁流变液介质的粘稠度；伴随所述磁流变液介质粘稠度增高/降低，其流动阻尼作用增强/减弱；
缓速作业状态，所述缓速泵抽取所述油箱内的磁流变液介质输送至所述换热器，最终回流至所述油箱；
所述缓速泵、辅助泵和油箱管路连接；
卸荷状态，所述辅助泵将所述缓速泵内残留的磁流变液介质抽取到所述油箱；
空载状态，所述缓速泵的进液口与所述油箱截断；所述辅助泵将所述油箱内的油液输送到所述缓速泵，对所述缓速泵进行润滑，减小所述缓速泵运转过程中的摩擦阻力。
在一种可选的实施方式中，所述控制组件包括第一功率调节开关，所述第一功率调节开关与所述电磁线圈电连接，使用者通过所述第一功率调节开关调节所述电磁线圈的作业功率，进而调节所述电磁线圈输出磁场的强弱。
在一种可选的实施方式中，所述控制组件包括转速传感器、第一控制器和第二功率调节开关；
所述第二功率调节开关与所述电磁线圈电连接，调节所述电磁线圈输出的磁场强度；
所述转速传感器和第二功率调节开关分别与所述第一控制器电连接，所述转速传感器检测所述缓速泵的转速，所述第一控制器根据所述转速传感器反馈的转速信息调控所述第二功率调节开关。
在一种可选的实施方式中，所述控制组件包括压力传感器、第二控制器和第三功率调节开关；
所述第三功率调节开关与所述电磁线圈电连接，调节所述电磁线圈输出的磁场强度；
所述压力传感器和第三功率调节开关分别与所述第二控制器电连接，所述转速传感器检测所述缓速泵内磁流变液的压力，所述第一控制器根据所述压力传感器反馈的压强信息调控所述第三功率调节开关。
在一种可选的实施方式中，所述控制组件包括发电机；
所述发电机与所述电磁线圈电连接，所述发电机为所述电磁线圈产生磁场输入电量；
所述发电机与待缓速部件或所述缓速泵传动连接，待缓速部件或所述缓速泵带动所述发电机发电，待缓速部件转速越快所述发电机发电量越大，所述电磁线圈输出磁场的强度越高。
在一种可选的实施方式中，所述磁流变液介质采用至少能够密封0.08mm间隙的机油。
在一种可选的实施方式中，所述磁流变液介质的工作温度为零下四十摄氏度至零上一百六十摄氏度。
在一种可选的实施方式中，所述油箱上设置有安全阀，所述安全阀为流入所述油箱方向的单向阀，所述安全阀将所述油箱的内腔与外部空气连通。
一种车辆传动系统，至少包括以上任一所述的多级缓速器系统。
在一种可选的实施方式中，还包括齿轮组；
所述缓速泵通过所述齿轮组与待安装车辆的变速箱传动连接，所述齿轮组为增速降扭齿轮组。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种多级缓速器系统，包括：油箱、缓速泵、辅助泵、换热器、磁流变液介质、电磁线圈和控制组件；所述油箱用于存储所述磁流变液介质；所述缓速泵为转子泵，外部待缓速部件与所述缓速泵传动连接并驱动所述缓速泵；所述缓速泵与所述油箱管路连接，所述磁流变液介质在所述缓速泵与所述油箱之间循环流动；所述缓速泵的出液口处设置有节流孔，所述缓速泵抽送油液时，油液在所述缓速泵的驱动下逐渐向所述缓速泵的出液口逐渐堆积，在所述节流孔的限制作用下形成小孔节流，实现转子动能到油液压力势能再到热能的转化，实现缓速制动；所述换热器设置在所述缓速泵与所述油箱之间，维持油液温度保持稳定；所述电磁线圈设置在所述缓速泵处，所述电磁线圈产生的磁场穿过所述缓速泵，所述控制组件调节所述电磁线圈产生磁场的强弱，进而改变所述磁流变液介质的粘稠度；伴随所述磁流变液介质粘稠度增高/降低，其流动阻尼作用增强/减弱；缓速作业状态，所述缓速泵抽取所述油箱内的磁流变液介质输送至所述换热器，最终回流至所述油箱；所述缓速泵、辅助泵和油箱管路连接；卸荷状态，所述辅助泵将所述缓速泵内残留的磁流变液介质抽取到所述油箱；空载状态，所述缓速泵的进液口与所述油箱截断；所述辅助泵将所述油箱内的油液输送到所述缓速泵，对所述缓速泵进行润滑，减小所述缓速泵运转过程中的摩擦阻力。
本发明提供的多级缓速器系统中，所述缓速泵与所述油箱管路连接，所述磁流变液介质在所述缓速泵与所述油箱之间循环流动；所述缓速泵的出液口处设置有节流孔，所述缓速泵抽送油液时，油液在所述缓速泵的驱动下逐渐向所述缓速泵的出液口逐渐堆积，在所述节流孔的限制作用下形成小孔节流，实现转子动能到油液压力势能再到热能的转化，实现缓速制动；相较于现有电涡流缓速器通过电磁感应线圈提供制动力，所需能耗明显更少。此外，本发明所提供的多级缓速器系统，可通过所述控制组件调节所述电磁线圈产生磁场的强弱，进而改变所述磁流变液介质的粘稠度；伴随所述磁流变液介质粘稠度增高/降低，流动阻尼作用增强/减弱，在节能的同时兼备使用灵活的特点，而且控制频率可达几百赫兹，可时时控制，不但可实现防抱死控制，还可适应智能驾驶的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一个实施例提供的多级缓速器系统的结构示意图。
图标：1-油箱；2-缓速泵；3-辅助泵；4-换热器；5-卸荷阀；6-安全阀。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。显然，所描述的实施例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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一个实施例提供了一种多级缓速器系统，包括：油箱1、缓速泵2、辅助泵3、换热器4、磁流变液介质、电磁线圈和控制组件；
所述油箱1用于存储所述磁流变液介质；
所述缓速泵2为转子泵，外部待缓速部件与所述缓速泵2传动连接并驱动所述缓速泵2；所述缓速泵2与所述油箱1管路连接，所述磁流变液介质在所述缓速泵2与所述油箱1之间循环流动；所述缓速泵2的出液口处设置有节流孔，所述缓速泵2抽送油液时，油液在所述缓速泵2的驱动下逐渐向所述缓速泵2的出液口逐渐堆积，在所述节流孔的限制作用下形成小孔节流，实现转子动能到油液压力势能再到热能的转化，实现缓速制动；
所述换热器4设置在所述缓速泵2与所述油箱1之间，维持油液温度保持稳定；
具体的，所述换热器4将热介质的热量交换给发动机冷却液，由散热器散发到空气中。
所述电磁线圈设置在所述缓速泵2处，所述电磁线圈产生的磁场穿过所述缓速泵2，所述控制组件调节所述电磁线圈产生磁场的强弱，进而改变所述磁流变液介质的粘稠度；伴随所述磁流变液介质粘稠度增高/降低，其流动阻尼作用增强/减弱；
缓速作业状态，所述缓速泵2抽取所述油箱1内的磁流变液介质输送至所述换热器4，最终回流至所述油箱1；
所述缓速泵2、辅助泵3和油箱1管路连接；
卸荷状态，所述辅助泵3将所述缓速泵2内残留的磁流变液介质抽取到所述油箱1；
空载状态，所述缓速泵2的进液口与所述油箱1截断；所述辅助泵3将所述油箱1内的油液输送到所述缓速泵2，对所述缓速泵2进行润滑，减小所述缓速泵2运转过程中的摩擦阻力。
本发明提供的多级缓速器系统中，所述缓速泵2与所述油箱1管路连接，所述磁流变液介质在所述缓速泵2与所述油箱1之间循环流动；所述缓速泵2的出液口处设置有节流孔，所述缓速泵2抽送油液时，油液在所述缓速泵2的驱动下逐渐向所述缓速泵2的出液口逐渐堆积，在所述节流孔的限制作用下形成小孔节流，实现转子动能到油液压力势能再到热能的转化，实现缓速制动；相较于现有电涡流缓速器通过电磁感应线圈提供制动力，所需能耗明显更少。此外，本发明所提供的多级缓速器系统，可通过所述控制组件调节所述电磁线圈产生磁场的强弱，进而改变所述磁流变液介质的粘稠度；伴随所述磁流变液介质粘稠度增高/降低，流动阻尼作用增强/减弱，在节能的同时兼备使用灵活的特点，而且控制频率可达几百赫兹，可时时控制，不但可实现防抱死控制，还可适应智能驾驶的需求。相较于现有产品尺寸大、耗电量大，液力缓速器控制调节频率低无法实现防抱死、结构控制比较复杂；本申请提供的多级缓速系统结构简单，可小型化设计布局，且原理简单可靠、可实现防抱死、空载阻力小，并可满足润滑使高可靠性。
作为本发明一种可选的实施方式，所述缓速泵2外设置有卸荷管道，所述卸荷管道连接所述缓速泵2的进液口和出液口，所述卸荷管道上设置有卸荷阀5，所述卸荷阀5打开的状态下所述缓速泵2的进液口与出液口连通，所述卸荷阀5关闭的状态下所述缓速泵2的进液口与出液口断开。
作为本发明一种可选的实施方式，所述控制组件包括第一功率调节开关，所述第一功率调节开关与所述电磁线圈电连接，使用者通过所述第一功率调节开关调节所述电磁线圈的作业功率，进而调节所述电磁线圈输出磁场的强弱。
作为本发明一种可选的实施方式，所述控制组件包括转速传感器、第一控制器和第二功率调节开关；
所述第二功率调节开关与所述电磁线圈电连接，调节所述电磁线圈输出的磁场强度；
所述转速传感器和第二功率调节开关分别与所述第一控制器电连接，所述转速传感器检测所述缓速泵2的转速，所述第一控制器根据所述转速传感器反馈的转速信息调控所述第二功率调节开关。
作为本发明一种可选的实施方式，所述待缓速部件的转动速度越高，所述第一控制器通过所述第二功率调节开关调控所述电磁线圈输出的磁场强度越低。
作为本发明一种可选的实施方式，所述待缓速部件的转动速度越高，所述第一控制器通过所述第二功率调节开关调控所述电磁线圈输出的磁场强度越高。
作为本发明一种可选的实施方式，本发明所涉及的多级缓速器系统用于车辆缓速，所述第一控制器与迈速表电路连接。当车速低于60km/h时，所述缓速泵2的转速为影响所述缓速泵2的缓速作业强度的主要因素，此时，车速越低所述第一控制器通过所述第二功率调节开关调控所述电磁线圈输出的磁场强度越高；当车速高于60Km/h迈时，所述磁流变液介质的粘稠度为影响所述缓速泵2的缓速作业强度的主要因素，此时，车速越低所述第一控制器通过所述第二功率调节开关调控所述电磁线圈输出的磁场强度越低。
所述待缓速部件的转动速度越高，所述第一控制器通过所述第二功率调节开关调控所述电磁线圈输出的磁场强度越低。
作为本发明一种可选的实施方式，所述控制组件包括压力传感器、第二控制器和第三功率调节开关；
所述第三功率调节开关与所述电磁线圈电连接，调节所述电磁线圈输出的磁场强度；
所述压力传感器和第三功率调节开关分别与所述第二控制器电连接，所述压力传感器检测所述缓速泵2内磁流变液的压力，所述第二控制器根据所述压力传感器反馈的压强信息调控所述第三功率调节开关。
具体的所述第二控制器的调控方式与所述第一传感器的作业方式相似，此处不再一一展开叙述。
作为本发明一种可选的实施方式，所述控制组件包括发电机；
所述发电机与所述电磁线圈电连接，所述发电机为所述电磁线圈产生磁场输入电量；
所述发电机与待缓速部件或所述缓速泵2传动连接，待缓速部件或所述缓速泵2带动所述发电机发电，待缓速部件转速越快所述发电机发电量越大，所述电磁线圈输出磁场的强度越高。
作为本发明一种可选的实施方式，所述磁流变液介质采用壳体密封端面布置永磁铁至少能够密封0.08mm的端间隙；所述磁流变液介质的工作温度为零下四十摄氏度至零上一百六十摄氏度。
作为本发明一种可选的实施方式，所述缓速泵2还包括第一控制阀；所述第一控制阀与所述密封壳管路连接，当所述第一控制阀打开时，所述密封壳内的密封腔与外界空气连通；所述第一控制阀关闭时，所述密封壳内的密封腔与外界空气隔断；缓速作业状态下，所述第一控制阀关闭；卸荷状态以及空载状态下，所述第一控制阀打开。
所述辅助泵3与所述缓速泵2之间，或所述辅助泵3与所述油箱1之间设置有第二控制阀；所述缓速泵2与所述换热器4之间设置有第三控制阀；所述辅助泵3为双向泵；缓速作业状态下，所述第二控制阀关闭、第三控制阀打开；卸荷状态以及空载状态下，所述第二控制阀打开、第三控制阀关闭。
具体的，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀为压力控制阀，所述复制泵为双向变压泵，通过调控所述辅助泵3的输出方向以及输出压力调节各控制阀的开合状态，进而切换所述缓冲器系统的工作状态。
作为本发明一种可选的实施方式，所述油箱1上设置有安全阀6，所述安全阀6为流入所述油箱1方向的单向阀，所述安全阀6将所述油箱1的内腔与外部空气连通。
一种车辆传动系统，至少包括以上任一所述的多级缓速器系统。
作为本发明一种可选的实施方式，还包括齿轮组；
所述缓速泵2通过所述齿轮组与待安装车辆的变速箱传动连接，所述齿轮组为增速降扭齿轮组。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多级缓速器系统，其特征在于，包括：油箱(1)、缓速泵(2)、辅助泵(3)、换热器(4)、磁流变液介质、电磁线圈和控制组件；
所述油箱(1)用于存储所述磁流变液介质；
所述缓速泵(2)为转子泵，外部待缓速部件与所述缓速泵(2)传动连接并驱动所述缓速泵(2)；所述缓速泵(2)与所述油箱(1)管路连接，所述磁流变液介质在所述缓速泵(2)与所述油箱(1)之间循环流动；所述缓速泵(2)的出液口处设置有节流孔，所述缓速泵(2)抽送油液时，油液在所述缓速泵(2)的驱动下逐渐向所述缓速泵(2)的出液口逐渐堆积，在所述节流孔的限制作用下形成小孔节流，实现转子动能到油液压力势能再到热能的转化，实现缓速制动；
所述换热器(4)设置在所述缓速泵(2)与所述油箱(1)之间，维持油液温度保持稳定；
所述电磁线圈产生的磁场穿过所述缓速泵(2)，所述控制组件调节所述电磁线圈产生磁场的强弱，进而改变所述磁流变液介质的粘稠度；伴随所述磁流变液介质粘稠度增高/降低，其流动阻尼作用增强/减弱；
缓速作业状态，所述缓速泵(2)抽取所述油箱(1)内的磁流变液介质输送至所述换热器(4)，最终回流至所述油箱(1)；
所述缓速泵(2)、辅助泵(3)和油箱(1)管路连接；
卸荷状态，所述辅助泵(3)将所述缓速泵(2)内残留的磁流变液介质抽取到所述油箱(1)；
空载状态，所述缓速泵(2)的进液口与所述油箱(1)截断；所述辅助泵(3)将所述油箱(1)内的油液输送到所述缓速泵(2)，对所述缓速泵(2)进行润滑，减小所述缓速泵(2)运转过程中的摩擦阻力。
2.根据权利要求1所述的多级缓速器系统，其特征在于，所述控制组件包括第一功率调节开关，所述第一功率调节开关与所述电磁线圈电连接，使用者通过所述第一功率调节开关调节所述电磁线圈的作业功率，进而调节所述电磁线圈输出磁场的强弱。
3.根据权利要求1所述的多级缓速器系统，其特征在于，所述控制组件包括转速传感器、第一控制器和第二功率调节开关；
所述第二功率调节开关与所述电磁线圈电连接，调节所述电磁线圈输出的磁场强度；
所述转速传感器和第二功率调节开关分别与所述第一控制器电连接，所述转速传感器检测所述缓速泵(2)的转速，所述第一控制器根据所述转速传感器反馈的转速信息调控所述第二功率调节开关。
4.根据权利要求1所述的多级缓速器系统，其特征在于，所述控制组件包括压力传感器、第二控制器和第三功率调节开关；
所述第三功率调节开关与所述电磁线圈电连接，调节所述电磁线圈输出的磁场强度；
所述压力传感器和第三功率调节开关分别与所述第二控制器电连接，所述压力传感器检测所述缓速泵(2)内磁流变液的压力，所述第二控制器根据所述压力传感器反馈的压强信息调控所述第三功率调节开关。
5.根据权利要求1所述的多级缓速器系统，其特征在于，所述控制组件包括发电机；
所述发电机与所述电磁线圈电连接，所述发电机为所述电磁线圈产生磁场输入电量；
所述发电机与待缓速部件或所述缓速泵(2)传动连接，待缓速部件或所述缓速泵(2)带动所述发电机发电，待缓速部件转速越快所述发电机发电量越大，所述电磁线圈输出磁场的强度越高。
6.根据权利要求1所述的多级缓速器系统，其特征在于，所述磁流变液介质采用至少能够密封0.08mm间隙的机油。
7.根据权利要求1所述的多级缓速器系统，其特征在于，所述磁流变液介质的工作温度为零下四十摄氏度至零上一百六十摄氏度。
8.根据权利要求1所述的多级缓速器系统，其特征在于，所述油箱(1)上设置有安全阀(6)，所述安全阀(6)为流入所述油箱(1)方向的单向阀，所述安全阀(6)将所述油箱(1)的内腔与外部空气连通。
9.一种车辆传动系统，其特征在于，至少包括权利要求1-8任一所述的多级缓速器系统。
10.根据权利要求9所述的车辆传动系统，其特征在于，还包括齿轮组；
所述缓速泵(2)通过所述齿轮组与待安装车辆的变速箱传动连接，所述齿轮组为增速降扭齿轮组。
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