CN114922919B - 一种摆线转子式磁流变液高压缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摆线转子式磁流变液高压缓速器，采用摆线转子形式磁流变液为介质，采用齿轮钢等可弱磁化高强度材料为转子材料、端面配流盘高低压端面密封处布置耐高温高强永磁铁利用，利用平行板间隙，利用磁流变液的剪切应力及高粘度阻尼特性，使端面即润滑又密封，形成较小端间隙，而形成高压力差；同时根据需要通过电磁控制多孔阻尼板，形成节流，实现高压力差。

Description

一种摆线转子式磁流变液高压缓速器

技术领域

本发明涉及液压缓速器技术领域，尤其涉及一种摆线转子式磁流变液高压缓速器。

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。

目前有电涡流缓速器和液力缓速器。电涡流缓速器尺寸庞大、机体沉重、消耗电能大且受周围环境温度影响较大。液力缓速器体积较大、反应速度相对较慢，低速制动力不足，空载损失大；与此同时，基于在工作腔内加磁场调整控制工作腔磁流变液特性，存在磁场布置困难，重量重、用电量大，且用于制动器。

发明内容

采用摆线转子形式磁流变液为介质，采用齿轮钢等可弱磁化高强度材料为转子材料、端面配流盘高低压端面密封处布置耐高温高强永磁铁利用，利用平行板间隙，利用磁流变液的剪切应力及高粘度阻尼特性，使端面即润滑又密封，形成较小端间隙，而形成高压力差。同时根据需要通过电磁控制多孔阻尼板，形成节流，实现高压力差。

摆线转子式磁流变液高压缓速器由缓速器轴承、前盖、浮动配流盘密封条、浮动配流盘、内转子、外转子、本体、后盖分总成和换热器依次连接组成；

其中前盖、浮动配流盘、内转子、外转子和本体上均设置有同心布置的通孔，缓速器轴通过通孔伸入缓速器中。

缓速器轴与前盖之间设置有前轴承，通过前轴承能够使缓速器轴在缓速器内稳定转动传递动力；前盖与缓速器轴之间还设置有油封用于防止流体外泄；前盖、本体和后盖分总成连接形成空腔，在该腔体内依次容放减压环、浮动配流盘、内转子和外转子；其中外转子套设置在内转子的外侧，内转子与缓速器轴连接。

外转子的形状为内齿轮形式，内转子的形状为外齿轮形式，外转子与内转子的旋转中心不同；外转子的内齿数量比内转子的外齿数量多一个齿，二者在转动过程中内齿和外齿处于啮合状态，伴随着二者相对运动，偏心的旋转带来工作腔内腔体大小的变化，进而实现了容积变化，容积的变化产生输送压力，将高粘度油从进油口吸入，提高油压后又由出油口输出产生高压油。

在本体上还设置有与通孔轴线垂直的安装孔，在安装孔内设置有电磁线圈和永磁块；

当车辆需要缓速时，缓速器轴带动内转子转动，搅动的磁流变液在外转子的腔体内产生较大的阻力，并通过油道在回路中运动，从而产生制动力矩。并通过调整腔内油道的电磁线圈磁场强度来改变流体粘度，实现制动力矩的大小调节。

当缓速器运动过程中，油液从前壳体上的进油口进入时，首先作用于浮动配流盘，进油口油液作用于浮动配流盘后使其向转子方向运动，进而缩小了转子和壳体之间的端间隙，该端间隙的减小能够进一步控制油压，起到提高机械效率的作用。

当车辆不需要缓速时，可采用辅助泵将工作腔内的磁流变液抽空。

为将缓速器工作时机械能转化成的热能散发到空气中，可采用单独的板式换热器与发动机冷却水进行热量交换，也可采用在壳体内直接形成大流量的油水交换结构，直接与冷却水进行热量交换。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

为用于车用缓速器，主要是壳体密封面布置永磁块，使摆线转子与壳体端间的磁流变液磁化，形成小于0.2mm的缝隙，使通过的磁流变液在磁场的作用下产生粘度增加，从而即受剪切应力及有增加阻尼，而实现相当于小于0.02mm的端间隙，故而可产生高压，产生大于16MPa的压力，而产生2000Nm左右的缓速扭矩。结构简单、减少端间隙浮动板而节省空间、可降低加工精度、可靠性好。

同时在高低压设活塞式可控通道，全开时使高低压腔无法形成压力差，个不但可降低不缓速时扭矩最低，还可与输出口开度联合控制工作腔压力，而得到不同缓速扭矩，可保证轮胎滑移率20％左右。

附图说明

图1为本发明摆线转子式磁流变液高压缓速器结构装配图；

图2为本发明摆线转子式磁流变液高压缓速器剖视图；

图3为本发明摆线转子式磁流变液高压缓速器左视图；

图4为本发明摆线转子式磁流变液高压缓速器永磁块布置图；

图5为本发明摆线转子结构示意图；

图6为本发明摆线转子式磁流变液高压缓速器15、16部分细节图；

图7为本发明布置多孔结构图。

图中：1、缓速器轴，2、前轴承，3、油封，4、前盖，5、减压环，6、浮动配流盘，7、内转子，8、外转子，9、本体，10、后盖分总成，11、换热器，12、浮动配流盘密封条，13、进油腔，14、出油高压腔，15、电磁线圈，16、永磁块，17、壳体，18、软磁多孔芯棒，19、密封圈，20、线圈底座，21、线圈框架，22、线圈外壳，A区域布置多孔结构，A1单孔，A2、A3是不同个数及尺寸的小孔及布局。

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

实施例1：

如图1所示，摆线转子式磁流变液高压缓速器由缓速器轴承1、前盖4、浮动配流盘密封条12、浮动配流盘6、内转子7、外转子8、本体9、后盖分总成10和换热器11依次连接组成。

其中前盖4、浮动配流盘6、内转子7、外转子8和本体9上均设置有同心布置的通孔，缓速器轴1通过通孔伸入缓速器中。

如图2所示，缓速器轴1与前盖4之间设置有前轴承2，通过前轴承2能够使缓速器轴1在缓速器内稳定转动传递动力；前盖4与缓速器轴1之间还设置有油封3用于防止流体外泄；前盖4、本体9和后盖分总成10连接形成空腔，在该腔体内依次容放减压环5、浮动配流盘6、内转子7和外转子8；其中外转子8套设置在内转子7的外侧，内转子7与缓速器轴1连接。

外转子8的形状为内齿轮形式，内转子7的形状为外齿轮形式，外转子8与内转子7的旋转中心不同；外转子8的内齿数量比内转子7的外齿数量多一个齿，二者在转动过程中内齿和外齿处于啮合状态，伴随着二者相对运动，偏心的旋转带来工作腔内腔体大小的变化，进而实现了容积变化，容积的变化产生输送压力，将高粘度油从进油口吸入，提高油压后又由出油口输出产生高压油；减压环5的作用是将高压腔的高压到油封3的位置把压力降下来，因为油封3处如果是高压，会导致缓速器不能高速。为此减压环开有圆周板式缝隙，用于将压力降下来。

如图2-4所示，在本体9上还设置有与通孔轴线垂直的安装孔，在安装孔内设置有电磁线圈15和永磁块16；

如图6-7所示，该装置主要是由电磁线圈15及带截流孔的18、软磁多孔芯棒构成，软磁多孔芯棒18与电磁线圈15为一体式或两体式，软磁多孔芯棒18一侧布置电磁线圈15，另一侧各种形式布置永磁快16，其优点是可以利用小电流获得理想的磁场施加到多孔区域。

多孔区域布置为一孔或多孔；孔的布局、尺寸、数量如图7所示。电磁线圈15通电后，多孔芯棒形成磁场，永磁块16能够增大磁场强度，随着调节电流的大小，可相应改变电磁线圈磁场大小，进而影响工作腔中磁流变液的粘度，达到控制系统输出流量及腔内压力的调节；可以使磁流变液的输出流量始终保持在合理范围，同时也可实现工作腔压力的实时控制，使缓速器获得平稳、可控连续的制动力，也可实现缓速器防抱死功能。

当车辆需要缓速时，缓速器轴1带动内转子7内转子转动，搅动的磁流变液在外转子8的腔体内产生较大的阻力，并通过油道在回路中运动，从而产生制动力矩。并通过调整腔内油道的电磁线圈磁场强度来改变流体粘度，实现制动力矩的大小调节。

当缓速器运动过程中，油液从前壳体4上的进油口进入时，首先作用于浮动配流盘6，进油口油液作用于浮动配流盘6后使其向转子方向运动，进而缩小了转子和壳体之间的端间隙，该端间隙的减小能够进一步控制油压，起到提高机械效率的作用。

当车辆不需要缓速时，可采用辅助泵将工作腔内的磁流变液抽空。

为将缓速器工作时机械能转化成的热能散发到空气中，可采用单独的板式换热器与发动机冷却水进行热量交换，也可采用在壳体内直接形成大流量的油水交换结构，直接与冷却水进行热量交换。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种摆线转子式磁流变液高压缓速器，由缓速器轴承、前盖、浮动配流盘密封条、浮动配流盘、内转子、外转子、本体、后盖分总成和换热器依次连接组成；其特征在于：前盖、浮动配流盘、内转子、外转子和本体上均设置有同心布置的通孔，缓速器轴通过通孔伸入缓速器中；在本体上还设置有与通孔轴线垂直的安装孔，在安装孔内设置有电磁线圈和永磁块，电磁线圈缠绕在线圈框架上，线圈框架内设有软磁多孔芯棒，其头部安装永磁块；

缓速器轴与前盖之间设置有前轴承，通过前轴承能够使缓速器轴在缓速器内稳定转动传递动力；前盖与缓速器轴之间还设置有油封用于防止流体外泄；

前盖、本体和后盖分总成连接形成空腔，在空腔内依次容放减压环、浮动配流盘、内转子和外转子；

软磁多孔芯棒与电磁线圈为一体式或两体式，软磁多孔芯棒一侧布置电磁线圈，另一侧各种形式布置永磁快；

外转子的形状为内齿轮形式，内转子的形状为外齿轮形式，外转子与内转子的旋转中心不同；

外转子的内齿数量比内转子的外齿数量多一个齿，二者在转动过程中内齿和外齿处于啮合状态，伴随着二者相对运动，偏心的旋转带来工作腔内腔体大小的变化，进而实现了容积变化，容积的变化产生输送压力，将高粘度油从进油口吸入，提高油压后又由出油口输出产生高压油。

2.如权利要求1所述的一种摆线转子式磁流变液高压缓速器，其特征在于：多孔区域布置为一孔或多孔。

3.如权利要求1所述的一种摆线转子式磁流变液高压缓速器，其特征在于：外转子套设置在内转子的外侧，内转子与缓速器轴连接。

4.一种车辆，其具有如权利要求1-2中任一项所述的摆线转子式磁流变液高压缓速器。

5.一种如权利要求1-2中任一项所述的摆线转子式磁流变液高压缓速器的控制方法，其特征在于：

当车辆需要缓速时，缓速器轴带动内转子内转子转动，搅动的磁流变液在外转子的腔体内产生较大的阻力，并通过油道在回路中运动，从而产生制动力矩；并通过调整腔内油道的电磁线圈磁场强度来改变流体粘度，实现制动力矩的大小调节；

当车辆不需要缓速时，当车辆不需要缓速时，可采用辅助泵将工作腔内的磁流变液抽空。

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