CN115534907A - 一种泵式液阻缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵式液阻缓速器，主要解决现有缓速器重量、体积较大，持续功率较小，起动滞后及低转速制动效果差的技术问题。该缓速器包括泵和调压装置,泵包括泵壳体、主转子以及位于主转子外周的N个副转子；泵壳体上设有N个进液通道；主转子上设有N个叶片，N个叶片将主转子、副转子及泵壳体之间的空腔分割成N个泵腔，主转子内部沿轴向设有单端出口的内腔，内腔和N个泵腔之间分别设置有第一出液孔；内腔与调压装置相连通；调压装置上设有出液通道；进液通道、泵腔、第一出液孔、内腔及出液通道构成液体通道。本发明可采用嵌入式的调压装置，也可采用外接式的调压装置，适用范围更广。

Description

一种泵式液阻缓速器

技术领域

本发明涉及液力缓速器技术，具体涉及一种泵式液阻缓速器。

背景技术

缓速器作为汽车安全下坡的重要装备，对行车安全有着极大的影响。目前缓速器主要有电涡流缓速器和液力耦合缓速器。电涡流缓速器主要安装在大巴车上，其安装简单，低速性能好，但是重量、体积较大，且持续功率较小。

现有液力缓速器又称为液动式液力缓速器，主要安装在变速器的输出端，其结构和工作原理与液力耦合器和液力变矩器类似。液力缓速器以油液为工作介质，使转子叶轮和定子叶轮对油液形成搅动和挤压作用力，这一作用力消耗了车轮传递到转子叶轮上的能量，使得工作油液升温，从而将动能转化成热能。

液力缓速器可以采用充液起动或离合器起动两种连接方式进行工作；采用充液起动连接方式工作时，因液力缓速器需要使其内部充有一定的工作油液才能形成缓速制动作用，而从起动到充满一定的工作油液需要一定时间，且容易造成起动滞后。另外，由于缓速器内部结构类似液力耦合器或液力变矩器，该类产品持续功率大，但结构和加工工艺复杂，产品制造成本相对较高，低转速制动效果差，尤其是车速＜10km时，缓速效果较差。

发明内容

本发明为解决现有缓速器重量、体积较大，持续功率较小，起动滞后及低转速制动效果差的技术问题，而提供一种泵式液阻缓速器。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种泵式液阻缓速器，包括泵和调压阀,所述泵包括泵壳体和设置在泵壳体内的主转子，以及位于主转子外周且与主转子耦合的N个副转子，其中，N≥1；所述泵壳体上设有N个进液通道；所述主转子上设有N个叶片，所述N个叶片将主转子、副转子及泵壳体之间的空腔分割成N个泵腔，其特殊之处在于：所述主转子内部沿轴向设有单端出口的内腔，所述内腔和N个泵腔之间分别设置有第一出液孔；所述内腔与调压阀相连通；所述调压阀上设有出液通道；所述进液通道、泵腔、第一出液孔、内腔及出液通道构成液体通道。

进一步地，所述内腔与调压阀之间通过管道连接。

进一步地，所述调压阀设置在内腔内，进而提高装置的结构紧凑性。

进一步地，所述调压阀包括调压阀壳体和设置在调压阀壳体内部的调压阀活塞；所述调压阀壳体和调压阀活塞径向为无间隙配合；所述调压阀活塞为抗扭转的、且沿轴向伸缩的空腔结构，其内端为入口端，其外端为出口端；所述出液通道设置在调压阀活塞的空腔内；所述调压阀壳体入口端径向圆周设有一个或多个第二出液孔；所述调压阀活塞内端径向圆周设有一个或多个第三出液孔；所述调压阀活塞可相对内腔轴向伸缩，用于调节第二出液孔和第三出液孔的相对位置，进而调节液体的出液面积。

进一步地，所述调压阀壳体出口端通过轴承或滑动配合连接有蜗轮或齿轮；所述调压阀活塞与蜗轮或齿轮的内圆螺纹啮合连接，调压电机带动蜗轮或齿轮旋转，通过螺纹转动进一步带动调压阀活塞轴向移动。

进一步地，所述调压阀包括调压阀壳体和设置在调压阀壳体内部的调压阀活塞；所述调压阀壳体和调压阀活塞径向为无间隙配合；所述调压阀活塞为非轴向伸缩的旋转式空腔结构，其内端为入口端，其外端为出口端；所述出液通道设置在调压阀活塞的空腔内；所述调压阀壳体入口端径向圆周设有一个或多个第二出液孔；所述调压阀活塞内端径向圆周设有一个或多个第三出液孔；所述调压阀活塞可相对内腔旋转，用于调节第二出液孔和第三出液孔的相对位置，进而调节液体的出液面积。

进一步地，所述调压阀壳体出口端通过轴承或滑动配合连接有蜗轮或齿轮；所述调压阀活塞与蜗轮或齿轮的内圆固定连接或花键连接，调压电机带动蜗轮或齿轮旋转，从而带动调压阀活塞旋转。

进一步地，所述调压阀活塞入口端设有孔板，所述调压阀活塞靠近孔板一端的端面沿轴向设有与孔板的通孔相对应的泄压孔。

进一步地，所述进液通道上设有一个或多个进液孔，所述进液孔为圆孔或者方孔或者异型孔结构。

进一步地，所述泵壳体和副转子之间设有2N个第一密封条，所述第一密封条两两相对且抵接在副转子的两侧；所述叶片上嵌装有第二密封条，所述第二密封条端部设有一个或多个弹簧或弹性压条，以此提高装置整体的密封性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的泵式液阻缓速器，通过采用嵌入式的调压阀，充分利用了泵内空间，节省了调压管路，使得缓速器重量、体积更小，可靠性更高。

2、本发明的泵式液阻缓速器，通过在主转子设置N个叶片，采用N个叶片同时做功，使得缓速器缓速效率提升至单叶片的N倍，从而减少了缓速器内部压力的波动，进而减轻车辆在行驶过程中的顿挫感，实现高功率密度的缓速器。

3、本发明的泵式液阻缓速器，N个叶片与N个副转子设置在主转子周向，使得主转子轴承径向受力均衡，进而提高了轴承的使用寿命。

4、本发明的泵式液阻缓速器，采用液阻工作原理，当车速较低时，甚至车速接近零时，缓速器仍有较大的缓速效果。

5、本发明的泵式液阻缓速器，可采用嵌入式的调压阀，也可采用外接式的调压阀，适用范围更广；同时嵌入式的调压阀使得缓速器内部压力线性可调，从而实现缓速状态下定速巡航功能。

6、本发明的泵式液阻缓速器，可采用水、油等各种介质作为工作介质，其中采用水比油更具环保性；同时若采用水直接散热，水的热容比大于油的热容比，更有利于热量的扩散，从而提高缓速器运行的安全性。

附图说明

图1为本发明一种泵式液阻缓速器实施例一的结构示意图；

图2为A-A剖视图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明一种泵式液阻缓速器实施例一中液体进入及流向示意图；

图5为本发明一种泵式液阻缓速器实施例一中主转子与副转子耦合转动状态示意图；

图6为本发明一种泵式液阻缓速器实施例一中液体流向结构示意图；

图7为本发明一种泵式液阻缓速器实施例一的结构爆炸图；

图8为本发明一种泵式液阻缓速器实施例三中调压阀活塞旋转调压的结构示意图；

图9为本发明一种泵式液阻缓速器实施例三调压阀活塞旋转调压的打开状态示意图；

图10为本发明一种泵式液阻缓速器实施例三调压阀活塞旋转调压的关闭状态示意图；

图11为本发明一种泵式液阻缓速器实施例三调压阀活塞端面布置旋转泄压孔示意图；

图12为本发明一种泵式液阻缓速器实施例三调压阀活塞端面布置旋转泄压孔的径向示意图。

附图标记如下：

1-泵，11-泵壳体，111-进液通道，112-进液孔，12-主转子，121-叶片，13-副转子，14-泵腔，15-内腔，16-第一出液孔，17-第一密封条，18-第二密封条；

2-调压阀，21-出液通道，22-调压阀壳体，221-第二出液孔，23-调压阀活塞，231-第三出液孔，232-泄压孔，24-蜗轮，25-孔板，251-通孔。

具体实施方式

实施例一

结合图1至图7所示，一种泵式液阻缓速器，包括泵1和调压阀2，泵1包括泵壳体11和设置在泵壳体11内侧的主转子12，以及与主转子12耦合的N个副转子13，其中，N≥1，本实施例取N＝3，即3个副转子，且3个副转子均布在主转子12的圆周，使得主转子12的轴承径向受力均衡，进而提高了轴承的使用寿命。泵1和调压阀2之间采用钢圈(带)、塑胶组合式密封元件，以此保证缓速器在大压力下的密封性；同时，副转子13和泵壳体11还设置有轴承，以利于副转子13转动的灵活性，提高缓速器的效率和工作性能。

泵壳体11上还设有N个进液通道111，进液通道111上设有一个或多个进液孔112，进液孔112可选择圆孔或者方孔或者异型孔结构，也可根据实际需求设计需要的形状，从而使得液体可以从进液通道111顺利地进入泵腔14内。

主转子12上设有N个叶片121，采用N个叶片同时做功，使得缓速器缓速效率提升至单叶片的N倍，实现高功率密度的缓速器。N个叶片121将主转子12、副转子13及泵壳体11之间的空腔分割成N个泵腔14。主转子12轴向还设有单端出口的内腔15，内腔15和N个泵腔14之间分别设置有第一出液孔16；内腔15与调压阀2相连通，本实施例中，调压阀2设置在内腔15内，充分利用了泵内空间，节省了调压管路，使得缓速器重量、体积更小。同时嵌入式的调压阀使得缓速器内部压力线性可调，从而实现缓速状态下定速巡航功能。调压阀2上设有出液通道21；进液通道111、泵腔14、第一出液孔16、内腔15及出液通道21共同构成液体通道。

如图1和图6所示，调压阀2包括调压阀壳体22和设置在调压阀壳体22内部的调压阀活塞23，调压阀壳体22和调压阀活塞23径向为无间隙配合。调压阀活塞23为抗扭转且可沿轴向伸缩的空腔结构，其内端为入口端，其外端为出口端；出液通道21设置在调压阀活塞23的空腔内。调压阀壳体22入口端径向圆周设有一个或多个第二出液孔221；调压阀活塞23内端径向圆周设有一个或多个第三出液孔231；调压阀活塞23可相对内腔15轴向运动，通过调压阀活塞23轴向的伸缩移动，改变第二出液孔221和第三出液孔231的相对位置，进而调节液体的出液面积，以此实现利用泵式液阻来达到缓速的目的。

如图2和图3所示，泵壳体11和副转子13之间设有2N个第一密封条17，第一密封条17两两相对且抵接在副转子13的两侧，从而确保副转子13在主转子12的带动下运动时，可将液体密封在泵腔14内，提高整体装置的密封性。为了防止第一密封条17脱落，在泵壳体11上还设置有防脱槽，第一密封条17被安装于防脱槽中。

另外，叶片121上还嵌装有第二密封条18，第二密封条18下端设有一个或多个弹簧或弹性压条，第二密封条18结合弹簧或弹性压条的设置，不仅提高了装置的密封性，同时也可避免当主转子12在转动过程中，叶片121与副转子13、泵壳体11之间直接接触，且当第二密封条18被磨损后，可自动调节，从而提高装置的使用寿命。

结合图1至图7，本发明的泵式液阻缓速器的工作原理为：

当汽车动力通过桥端齿轮轴传递到缓速器后，缓速器的输入端将动力传递给主转子12，主转子12通过齿轮或其他传动方式带动副转子13同步转动，此时，液体从进液通道111上设置的一个或多个通孔进入泵腔14内；随着主转子12和副转子13的耦合转动，N个泵腔14内的液体体积压缩，液体进一步通过第一进液孔16进入内腔15内，然后通过调压阀2，进行液体阻力的调节。调压阀2包括调压阀壳体22和调压阀活塞23，调压阀壳体22上设有第二出液孔221，调压阀活塞23上设有第三出液孔231，当液体进入内腔15，首先通过调压阀壳体22入口端的第二出液孔221，通过调节第二出液孔221和第三出液孔231的相对位置，进而实现缓速器内部液体出液面积的调节，最终液体经调压阀2内的出液通道21流出，以此完成缓速器的工作。本发明采用液阻工作原理，当车速较低时，甚至车速接近零时，缓速器仍有较大的缓速效果。

本实施例中，第二出液孔221和第三出液孔231的相对位置是通过调压阀活塞23为抗扭转的轴向伸缩来实现的，具体过程为，调压阀壳体22出口端通过轴承或滑动配合连接有蜗轮24或齿轮，调压阀活塞23与蜗轮24或齿轮的内圆螺纹啮合连接，调压电机带动蜗轮24或齿轮旋转，通过螺纹转动进一步带动调压阀活塞23轴向移动，从而实现第二出液孔221和第三出液孔231的相对位置，完成液体出液面积的调节。

值得说明的是，本实施例可采用水、油等各种介质作为工作介质，其中采用水比油更具环保性；同时若采用水直接散热，水的热容比大于油的热容比，更有利于热量的扩散，从而提高缓速器运行的安全性。

实施例二

与实施例一相比，本实施例的调压阀2和内腔15之间通过管道连接，调压阀2为外置结构，调压阀2上设有出液通道21；进液通道111、泵腔14、第一出液孔16、内腔15及出液通道21共同构成液体通道，进而实现缓速器内部压力的调节。本实施例的结构设计使用范围更广，且调压阀2的结构设计和使用场所也更为灵活。

实施例三

如图8至图12所示，与实施例一和实施例二相比，本实施例中，调压阀活塞23为旋转式空腔结构，其内端为入口端，其外端为出口端；出液通道21设置在调压阀活塞23的空腔内，调压阀活塞23可相对内腔15进行旋转，当液体进入第二出液孔221时，可通过旋转调压阀活塞23，来调整第二出液孔221和第三出液孔231的相对位置，进而调节液体的出液面积，以此达到缓速的目的。本实施例中，调压阀壳体22出口端通过轴承或滑动配合连接有蜗轮24或齿轮；调压阀活塞23与蜗轮24或齿轮的内圆固定连接或通过花键或单键连接，调压电机带动蜗轮24或齿轮旋转，从而带动调压阀活塞23一起旋转。

如图11和图12所示，调压阀活塞23的入口端还设有孔板25，调压阀活塞23靠近孔板25一端的端面沿轴向设有与孔板25的通孔251相对应的泄压孔232，当内部压力过大时，驱动装置带动蜗轮24转动，进而通过花键或固定连接的方式使得调压阀活塞23同步旋转，使得孔板25上的通孔251与泄压孔232的位置发生相对偏移，从而实现通流面积的变化，进一步达到调压的目的。

本发明的泵式液阻缓速器结构紧凑、体积小、重量轻，同时也改善了现有的缓速器起动滞后、低转速制动效果差的缺点，进一步提高了液阻缓速器的制动功率密度和制动强度的线性可控性。

基于本实施例，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。

Claims (10)

1.一种泵式液阻缓速器，包括泵(1)和调压阀(2),所述泵(1)包括泵壳体(11)和设置在泵壳体(11)内的主转子(12)，以及位于主转子(12)外周且与主转子(12)耦合的N个副转子(13)，其中，N≥1；所述泵壳体(11)上设有N个进液通道(111)；所述主转子(12)上设有N个叶片(121)，所述N个叶片(121)将主转子(12)、副转子(13)及泵壳体(11)之间的空腔分割成N个泵腔(14)，其特征在于：

所述主转子(12)内部沿轴向设有单端出口的内腔(15)，所述内腔(15)和N个泵腔(14)之间分别设置有第一出液孔(16)；

所述内腔(15)与调压阀(2)相连通；所述调压阀(2)上设有出液通道(21)；

所述进液通道(111)、泵腔(14)、第一出液孔(16)、内腔(15)及出液通道(21)构成液体通道。

2.根据权利要求1所述的一种泵式液阻缓速器，其特征在于：

所述内腔(15)与调压阀(2)之间通过管道连接。

3.根据权利要求1所述的一种泵式液阻缓速器，其特征在于：

所述调压阀(2)设置在内腔(15)内。

4.根据权利要求3所述的一种泵式液阻缓速器，其特征在于：

所述调压阀(2)包括设置在内腔(15)内的调压阀壳体(22)和设置在调压阀壳体(22)内部的调压阀活塞(23)；所述调压阀壳体(22)和调压阀活塞(23)径向为无间隙配合；

所述调压阀活塞(23)为抗扭转且沿轴向伸缩的空腔结构，其内端为入口端，其外端为出口端；所述出液通道(21)设置在调压阀活塞(23)的空腔内；

所述调压阀壳体(22)入口端径向圆周设有一个或多个第二出液孔(221)；

所述调压阀活塞(23)内端径向圆周设有一个或多个第三出液孔(231)；

所述调压阀活塞(23)可相对内腔(15)轴向伸缩，用于调节第二出液孔(221)和第三出液孔(231)的相对位置。

5.根据权利要求4所述的一种泵式液阻缓速器，其特征在于：

所述调压阀壳体(22)出口端通过轴承或滑动配合连接有蜗轮(24)或齿轮；所述调压阀活塞(23)与蜗轮(24)或齿轮的内圆螺纹啮合连接，调压电机带动蜗轮(24)或齿轮旋转，通过螺纹转动进一步带动调压阀活塞(23)轴向移动。

6.根据权利要求3所述的一种泵式液阻缓速器，其特征在于：

所述调压阀(2)包括调压阀壳体(22)和设置在调压阀壳体(22)内部的调压阀活塞(23)；所述调压阀壳体(22)和调压阀活塞(23)径向为无间隙配合；

所述调压阀活塞(23)为非轴向伸缩的旋转式空腔结构，其内端为入口端，其外端为出口端；所述出液通道(21)设置在调压阀活塞(23)的空腔内；

所述调压阀壳体(22)入口端径向圆周设有一个或多个第二出液孔(221)；

所述调压阀活塞(23)内端径向圆周设有一个或多个第三出液孔(231)；

所述调压阀活塞(23)可相对内腔(15)旋转，用于调节第二出液孔(221)和第三出液孔(231)的相对位置。

7.根据权利要求6所述的一种泵式液阻缓速器，其特征在于：

所述调压阀壳体(22)出口端通过轴承或滑动配合连接有蜗轮(24)或齿轮；所述调压阀活塞(23)与蜗轮(24)或齿轮的内圆固定连接或花键连接，调压电机带动蜗轮(24)或齿轮旋转，从而带动调压阀活塞(23)旋转。

8.根据权利要求7所述的一种泵式液阻缓速器，其特征在于：

所述调压阀活塞(23)入口端设有孔板(25)，所述调压阀活塞(23)靠近孔板(25)一端的端面沿轴向设有与孔板(25)的通孔(251)相对应的泄压孔(232)。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种泵式液阻缓速器，其特征在于：

所述泵壳体(11)上与进液通道(111)连接位置设有一个或多个进液孔(112)，所述进液孔(112)为圆孔或者方孔或者异型孔结构。

10.根据权利要求9所述的一种泵式液阻缓速器，其特征在于：

所述泵壳体(11)和副转子(13)之间设有2N个第一密封条(17)，所述第一密封条(17)两两相对且抵接在副转子(13)的两侧；

所述叶片(121)上嵌装有第二密封条(18)，所述第二密封条(18)端部设有一个或多个弹簧或弹性压条。

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