CN204828377U - 涡旋反冲式液力缓速器 - Google Patents

Abstract

一种涡旋反冲式液力缓速器，由转子、定子和壳体组成，转子由传动轴和叶轮组成，叶轮设有辐盘、第一转子叶片和第二转子叶片；第一转子叶片和第二转子叶片均围绕传动轴均匀布置，其一者位于辐盘盘面一侧，另一者位于辐盘盘面另一侧；第二转子叶片与第一转子叶片左右对称；第一转子叶片由展开形状为“L”形的弯曲薄板形成，“L”右上部有一开放型缺口；定子由第一定子叶片和第二定子叶片组成，第一定子叶片的第二定子叶片均围绕壳体内腔周向均匀布置，其一者固定在第一转子叶片的开放型缺口位置上，另一者固定在第二转子叶片的开放型缺口位置上；转子叶片与定子叶片在圆周方向上的弯曲凹面朝向相反。本方案大幅提升了缓速制动性能和效果。

Description

涡旋反冲式液力缓速器

技术领域

本实用新型属于车辆缓速制动系统，具体涉及一种以流体为工作介质、综合利用流体高速涡旋流动时的摩擦耗能作用和流体动量改变时的耗能作用形成的用于车辆的液力缓速制动系统。

背景技术

公路运输是交通运输的重要方式。随着我国经济发展、旅客和货物运输需求日益增加、公路里程总量的增长和路面等级不断提升，道路车辆的平均行驶速度不断提高，引发的重特大交通事故也不断增加，使得公路行车安全问题更加得到重视。车辆在行驶、转向过程中需要制动减速、遇到长距离下坡需要制动缓速以确保行车安全。目前，国内绝大多数公路客运、货运车辆主要采用机械制动系统。机械制动系统以提供摩擦阻力方式消耗车辆动能的方式降低车辆行驶速度，因此，车辆在高速多弯道路面或长距离下坡路面行驶过程中进行制动减速时，常需要制动系统频繁或长时间工作，极易造成机械制动系统摩擦制动副的磨损，尤其在高强度、长时间制动时，极易因制动摩擦副的热衰退导致制动失效，造成行车事故。此外，频繁踩踏制动踏板也会增加驾驶员的疲劳程度，影响了车辆的行驶安全，因此，在车辆上加装其它类型缓速制动系统与传统机械制动系统共同工作，可以有效提高制动效果，减少或避免机械制动系统失效，有利于提高车辆的安全性能。

现有商业化应用的缓速器产品，主要有电磁涡电流式缓速器和液力式缓速器。

电磁涡电流式缓速器简称为“电涡流缓速器”，其基本结构类似发电机，基本工作原理是以磁电效应产生制动作用。电涡流缓速器的带有线圈绕组的定子固定在车身上，以励磁材料制造的转鼓与车轮传动连接。当车辆需要制动时，对缓速器定子绕组通以直流电流使之产生磁场，其转鼓在车轮的带动下旋转时切割定子绕组磁场的磁力线并在转鼓内部产生涡电流，当涡电流产生后，定子绕组磁场便会对转鼓产生阻碍其转动的力，即通过转鼓与车轮的传动连接对车轮形成了制动力，制动力的大小可以通过控制通过定子绕组的电流大小加以调节。在转鼓内产生的涡电流以热能的形式通过鼓上的散热片耗散到空气中。电涡流缓速器不断地将车辆的动能转化为转鼓中的涡电流，又将涡电流转化成热能，达到消耗车辆运动能量的目的。电涡流缓速器工作时响应快、无时间滞后，可以无级调节线圈中的电流来改变制动力的大小，启动时无冲击、无噪声，由于电涡流缓速器采用风冷结构，与车辆上其他系统的联接关系少，安装和维修方便，但工作时需要对其定子绕组通电，会加大车辆的能量消耗。

液力式缓速器的结构和工作原理与液力耦合器和液力变矩器类似。液力式缓速器以油液为工作介质，由带有叶轮的定子、带有叶轮的转子和缓速器壳体组成的封闭系统，在其壳体上设有工作油液进出口，定子固定在缓速器壳体上，缓速器壳体固定在车身上，转子与车轮传动连接。当车辆需要制动时，车轮带动转子叶轮旋转，工作油液经缓速器壳体上的油液进口进入缓速器后，在转子叶轮的作用下高速流动并对定子叶轮产生冲击，将转子叶轮的能量传递给定子叶轮，但由于定子叶轮随同缓速器壳体一起固定在车身上不能转动，使转子叶轮和定子叶轮形成对油液的搅动和挤压作用，这一作用消耗了车轮传递到转子叶轮上的能量，使得工作油液升温，动能转化成热能；升温后的油液由缓速器壳体上的油液出口经管路流入双流分离式热交换器换热后，油液得到冷却并通过冷却液体将热量散发到空气中，冷却后的油液再经缓速器壳体上的油液进口重新进入缓速器。因此，液力式缓速器通过将车辆的动能转化为工作油液的热能来实现制动作用，通过控制进入缓速器的油液量可调节制动力的大小。相对于电涡流缓速器，液力缓速器因具有结构紧凑、体积小、重量轻和低速范围制动力大的特点而得到广泛应用。为避免在非工作状态下消耗发动机的输出功率，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，造成起动滞后；采用离合器起动连接方式时，需要在液力缓速器的转子与车轮的传动连接路径上加装离合器装置，在车辆无需缓速制动时中断缓速器转子与车轮间的传动连接，以避免缓速器对发动机输出功率的损耗。另外，由于缓速器内部结构类似液力耦合器或液力变矩器，结构和加工工艺复杂、产品制造成本相对较高。

发明内容

本实用新型提供一种涡旋反冲式液力缓速器，其目的是为了发挥液力缓速器结构紧凑、体积小、重量轻的特点，同时大幅度提升其缓速制动性能和效果，降低制造成本，改善其起动滞后、低转速以及结构和加工工艺复杂的缺点。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种涡旋反冲式液力缓速器，由转子、定子和壳体三部分组成，其创新在于：

所述壳体内设有一个圆柱形主流腔，圆柱形主流腔的周向壳体上间隔设有一个工作流体入口和一个工作流体出口，工作流体入口和工作流体出口与所述主流腔连通；在所述连通处设有隔舌，隔舌为一个在圆柱形主流腔周向内壁上向内凸起的凸块，用于分隔进出主流腔的工作流体。

所述转子主要由传动轴和叶轮组成，传动轴位于所述圆柱形主流腔回转中心位置上，并且相对壳体转动支承，传动轴的一端伸出壳体并作为传动连接端，叶轮位于所述圆柱形主流腔内并处于圆柱形主流腔回转中心位置上，叶轮相对传动轴固定连接；所述叶轮设有辐盘、一组第一转子叶片和一组第二转子叶片；所述辐盘为环形圆盘，该环形圆盘位于传动轴外围且相对传动轴固定连接，辐盘盘面垂直于传动轴轴线；所述一组第一转子叶片与一组第二转子叶片的个数相等，其中一组第一转子叶片围绕传动轴在周向均匀布置，并且位于辐盘盘面一侧位置上，而一组第二转子叶片围绕传动轴在周向均匀布置，并且位于辐盘盘面另一侧位置上；每个第一转子叶片皆由形状和尺寸大小相同的弯曲薄板形成，其中所述弯曲薄板的平面展开形状为“L”形，所述“L”形的底部对应所述弯曲薄板具有一个长直边，“L”形的一侧部对应所述弯曲薄板具有一个长弯曲边，“L”形的另一侧部对应所述弯曲薄板具有一个开放型缺口，所有第一转子叶片的长直边均平行于传动轴轴线且相对传动轴固定连接，所有第一转子叶片的长弯曲边与辐盘一侧的盘面固定连接；所述第二转子叶片与第一转子叶片的形状和尺寸大小是以第一转子叶片的长弯曲边为基准形成左右对称，所有第二转子叶片的长直边均平行于传动轴轴线且相对传动轴固定连接，所有第二转子叶片的长弯曲边与辐盘另一侧的盘面固定连接；所有第一转子叶片和所有第二转子叶片在叶轮圆周方向上的弯曲凹面朝向均相同；

所述定子主要由一组第一定子叶片和一组第二定子叶片组成，一组第一定子叶片与一组第二定子叶片的个数相等，其中一组第一定子叶片围绕所述圆柱形主流腔周向均匀布置，并且位于第一转子叶片的开放型缺口位置上，一组第一定子叶片固定在所述圆柱形主流腔一侧的壳体内壁上；一组第二定子叶片围绕所述圆柱形主流腔周向均匀布置，并且位于第二转子叶片的开放型缺口位置上，一组第二定子叶片固定在所述圆柱形主流腔另一侧的壳体内壁上；每个第一定子叶片和每个第二定子叶片皆由形状和尺寸大小相同的弯曲薄片形成，其中所述弯曲薄片的平面展开形状与第一转子叶片的开放型缺口所展开的形状相同，所有第一定子叶片和所有第二定子叶片在圆柱形主流腔圆周方向上的弯曲凹面朝向均相同，而第一转子叶片与第一定子叶片在圆柱形主流腔圆周方向上的弯曲凹面朝向相反。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1.上述方案中，所述“圆柱形主流腔回转中心”是指圆柱形的主流腔腔体在圆柱形的周向方向上的回转中心，该回转中心具体是一个回转中心线。

2.上述方案中，所述“辐盘盘面”是指环形圆盘的平面、端面或侧面。

3.上述方案中，所述“弯曲薄板”是指板片弯曲后形成的构造物。

4.上述方案中，所述“弯曲薄板的平面展开形状为“L”形”是指由弯曲薄板形成的叶片在平面展开状态下的图形外轮廓总体为L形形状或近似L形形状，其中近似L形形状比如，不是直角；外轮廓的边为曲线，而非直线等各种变化。

5.上述方案中，所述“开放型缺口”是指“L”形结构右上部对外开放的缺失部分。开放型缺口的形状可以为矩形（正方形和长方形）、四边形、五边形、三角形以及其他几何形状（包括曲边形状），其中在本实用新型中矩形为最佳。

6.上述方案中，为了减少缓速制动力大小的波动幅度，可以将第一转子叶片与第二转子叶片在叶轮圆周方向上错位布置。但本实用新型不局限于此，如果将第一转子叶片与第二转子叶片在叶轮圆周方向上等位布置，在理论上是可行的，但实际应用中会导致机械传动部件的冲击相对于错位布置来说增大。所以最佳方案为错位布置。

7.上述方案中，为了增加工作流体进出主流腔的流动性，可以在所述工作流体入口和工作流体出口与所述主流腔之间均设有由小到大的变截面四棱孔，工作流体入口和工作流体出口均与该由小到大的变截面四棱孔贯通，并通过变截面四棱孔与所述主流腔连通；所述隔舌介于两个变截面四棱孔之间，且位于变截面四棱孔与主流腔连通处的位置上。

8.上述方案中，所述第一转子叶片的数量为十至三十六个；所述第一定子叶片的数量为十二至四十个。这些对转子叶片和定子叶片的数量限定为较佳情况，本实用新型的保护范围不局限于此。

9.上述方案中，为了便于布置一个工作流体入口和一个工作流体出口，可以在所述壳体的外周面上设有凸台，所述一个工作流体入口和一个工作流体出口开设在凸台上。

10.上述方案中，为了更好地体现隔舌的阻隔效果，可以将隔舌在传动轴轴线方向上的轴向长度设计成等于叶轮外缘处的轴向尺寸。

11.上述方案中，所述叶轮工作时的转子叶轮转动方向n与第一转子叶片和第二转子叶片在叶轮圆周方向上的弯曲凹面朝向相同。

本实用新型的工作原理是：当本实用新型应用于车辆时，将涡旋反冲式液力缓速器壳体与车辆的车身或固设于车身上的其它零部件固定连接，传动轴与车轮传动连接，工作流体入口连通工作流体供液管路，工作流体出口连通工作流体排液管路。当车辆需要制动时，车轮通过传动轴带动叶轮旋转，传动轴的转动方向（见图2中的转子叶轮转动方向n）与叶轮上的第一转子叶片在叶轮圆周方向上的弯曲凹面朝向相同，与第一定子叶片在圆柱形主流腔圆周方向上的弯曲凹面朝向相反。此时，工作流体经缓速器壳体上的工作流体入口进入缓速器内主流腔后，在转子叶轮的作用下高速流动对定子叶片产生冲击，将转子叶轮的能量传递给定子叶片，但由于定子叶片随同缓速器壳体一起固定在车身上不能转动，使转子叶轮和定子叶片形成对工作流体的搅动和挤压作用，这一作用消耗了车轮传递到转子叶轮上的能量，使得工作流体升温，动能转化成热能。升温后的工作流体由缓速器壳体上的工作流体出口经管路流出，流出的工作流体经过外置的流体换热器冷却并通过外置流体换热器中的冷却液体将热量散发到空气中，冷却后的工作流体再经缓速器壳体上的工作流体入口重新进入缓速器，以此往复循环。本实用新型涡旋反冲式液力缓速器是通过将车辆的动能转化为工作流体的热能来实现制动作用，并且是通过控制工作流体出口流量和压力来调节制动力的大小。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益技术效果体现在以下方面：

1.本实用新型涡旋反冲式液力缓速器，由于在叶轮上固设有两组转子叶片（第一转子叶片和第二转子叶片），可对进入缓速器的流体进行多次加速以消耗传递到叶轮的能量，而固设于壳体主流腔内的两组定子叶片（第一定子叶片和第二定子叶片）又可对经过叶轮的两组转子叶片加速的流体进行多次阻流，加速流体能量的消耗。上述过程和特点，使得涡旋反冲式液力缓速器工作时能够更加有效地消耗通过传动轴输入的能量，大幅度提升缓速制动效果。

2.本实用新型涡旋反冲式液力缓速器，由于叶轮上的两组转子叶片结构形式和尺寸大小相同，在叶轮轴向对称布置，再加上壳体主流腔内的两组定子叶片也是结构形式和尺寸大小相同，在主流腔轴向对称布置，从而使叶轮在工作中易于实现动平衡，与现有液力缓速器产品相比，在相同的外形结构尺寸下可以以更高的转速工作，缓速制动效果更好，在相同缓速制动效果下，外形结构尺寸相对较小，使涡旋反冲式液力缓速器重量更轻、在车辆上的安装与连接更加灵活方便。

3.本实用新型涡旋反冲式液力缓速器，由于转子结构特点易于实现动平衡，与其它各种类型液力缓速器相比允许以更高的转速工作，有利于通过转子叶轮高速旋转形成的真空度迅速吸入工作流体，从而快速形成液力缓速制动作用，缩短了起动时间。

4.本实用新型涡旋反冲式液力缓速器，当传动轴轴向密封采用机械密封时，可使得涡旋反冲式缓速器不仅能够与现有其它缓速器产品一样以油液为工作介质，还可以直接利用发动机冷却液为工作介质，由发动机冷却系统直接对工作介质进行冷却而无需使用双流分离式热交换器等中间换热装置，使涡旋反冲式缓速器在车辆上的安装与连接更为简单，工作更加可靠。

附图说明

图1为本实用新型涡旋反冲式液力缓速器的结构原理图；

图2为本实用新型涡旋反冲式液力缓速器的局部剖视图；

图3为本实用新型涡旋反冲式液力缓速器的工作流体入口和出口的局部放大图；

图4为本实用新型涡旋反冲式液力缓速器的3D爆炸图。

图5为本实用新型涡旋反冲式液力缓速器工作时单侧流体流动过程示意图；

图6为本实用新型涡旋反冲式液力缓速器涡旋发生区域示意图。

附图标记：1.传动轴；2.第一轴封；3.过孔端盖；4.第一轴承；5.第一卡环；6.第二轴承；7.第二轴封；8.叶轮；9.第二卡环；10.套筒端盖；11.筒壳；12.端盖；13.第一端盖螺栓；14.第二端盖螺栓；15.隔舌；16.辐盘；17.第一转子叶片；18.第二转子叶片；19.第一定子叶片；20.第二定子叶片；21.主流腔；22.凸台；23.变截面四棱孔；a.工作流体入口；b.工作流体出口；h.经向高度；t.周向宽度；l.轴向长度；n.转子叶轮转动方向；Qo.流出缓速器的液流；Qi.流入缓速器的液流；Qc.缓速器内部单侧环状流动的液流；Qz.单侧各转子叶片间流动的液流；Qd.单侧各定子叶片间流动的液流；Wz.转子叶片间的涡流区；Wd.定子叶片间的涡流区；Wj.转子叶片与定子叶片交界处的涡流区。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种涡旋反冲式液力缓速器

该缓速器整体固设于车辆车身上,其传动轴1与车辆车轮传动连接，缓速器起动后通过其内部液流的涡旋流动所产生的液力阻力对车轮形成缓速制动作用。下面详细描述本实施例缓速器的结构构造以及工作原理。

如图1-图4所示，该缓速器总体上由转子、定子和壳体三部分组成，现分别描述如下：

1．壳体

所述壳体内设有一个圆柱形主流腔21，圆柱形主流腔21的周向壳体上间隔设有一个工作流体入口a和一个工作流体出口b，工作流体入口a和工作流体出口b与所述主流腔21连通。在所述连通处设有隔舌15，隔舌15为一个在圆柱形主流腔21周向内壁上向内凸起的凸块，用于分隔进出主流腔21的工作流体。

在本实施例中，壳体由套筒端盖10、端盖12、筒壳11、一组第一端盖螺栓13和一组第二端盖螺栓14组成。

所述套筒端盖10由柱形圆筒与碟形圆盘同轴固结而成，柱形圆筒的内孔参见图1自右向左，由过孔端盖安装孔、第一轴承安装孔、第二轴承安装孔、内台肩和第二轴封安装孔依次分布而成。位于所述碟形圆盘的外圆处设有一组周向均布的螺栓孔，一组螺栓孔的具体数量是18～30个。

所述端盖12为碟形圆盘，靠近端盖12的外圆处设有一组周向均布的螺栓孔，一组周向均布的螺栓孔的具体数量与设于套筒端盖10碟形圆盘上的一组螺栓孔的数量相等。

所述筒壳11为柱形圆筒，位于筒壳11两端的环形端面上周向均布有一组螺纹孔，位于筒壳11的外圆上固设有凸台22，所述一个工作流体入口a（螺纹孔）和一个工作流体出口b（螺纹孔）开设在凸台22上。所述工作流体入口a和工作流体出口b与所述主流腔21之间均设有由小到大的变截面四棱孔23，工作流体入口a和工作流体出口b均与该由小到大的变截面四棱孔23贯通，并通过变截面四棱孔23与所述主流腔21连通。所述隔舌15介于两个变截面四棱孔23之间，且位于变截面四棱孔23与主流腔21连通处的位置上。所述隔舌15的径向高度为h（见图3），周向宽度为t（见图3），其轴向长度为l（见图1），而且隔舌15在传动轴1轴线方向上的轴向长度l等于叶轮8外缘处的轴向尺寸。

所述一组第一端盖螺栓13、一组第二端盖螺栓14的数量皆与设于套筒端盖10碟形圆盘上的一组螺栓孔的数量相等。

2．转子

如图1所示转子具体由传动轴1、第一轴封2、过孔端盖3、第一轴承4、第一卡环5、第二轴承6、第二轴封7、叶轮8和第二卡环9组成。

所述传动轴1参见图1自右向左，由第一外花键段、第一光杆段、第二光杆段、台肩和第二外花键段依次同轴固结而成的实心轴，其中：第一外花键段的直径小于第二外花键段的直径，第一光杆段的直径小于第二光杆段，位于第二光杆段上设有第一卡环槽，位于第二外花键段上靠近外端部位置的外圆上设有第二卡环槽。

所述过孔端盖3是外圆设有外螺纹、中间设有贯通台阶孔的圆环，其中直径较大的台阶孔为第一轴封安装孔，相对于第一轴封安装孔另一侧的端面上设有环形凸台。

所述叶轮8参见图1和图4，具体由花键轴套、辐盘16、一组第一转子叶片17和一组第二转子叶片18构成。所述花键轴套的内圆设有内花键，而且该内花键的尺寸与传动轴1的第二外花键段形成花键配合。所述辐盘16为中间设有圆孔的环形圆盘，其圆孔尺寸与花键轴套的外圆尺寸相同且与花键轴套固定连接，辐盘16盘面垂直于传动轴1轴线。所述一组第一转子叶片17与一组第二转子叶片18的个数相等，通常为十至三十六个。其中一组第一转子叶片17围绕花键轴套在周向均匀布置，并且位于辐盘16盘面一侧位置上，而一组第二转子叶片18围绕花键轴套在周向均匀布置，并且位于辐盘16盘面另一侧位置上。每个第一转子叶片17皆由形状和尺寸大小相同的弯曲薄板形成，其中所述弯曲薄板的平面展开形状为“L”形，所述“L”形的底部对应所述弯曲薄板具有一个长直边，“L”形的一侧部对应所述弯曲薄板具有一个长弯曲边，“L”形的另一侧部对应所述弯曲薄板具有一个开放型缺口，该开放型缺口为矩形。所有第一转子叶片17的长直边均平行于传动轴1轴线且相对花键轴套固定连接，所有第一转子叶片17的长弯曲边与辐盘16一侧的盘面固定连接。所述第二转子叶片18与第一转子叶片17的形状和尺寸大小是以第一转子叶片17的长弯曲边为基准形成左右对称，所有第二转子叶片18的长直边均平行于传动轴1轴线且相对花键轴套固定连接，所有第二转子叶片18的长弯曲边与辐盘16另一侧的盘面固定连接。所有第一转子叶片17和所有第二转子叶片18在叶轮8圆周方向上的弯曲凹面朝向均相同。

3．定子

参见图1、图2和图4所示，所述定子由一组第一定子叶片19和一组第二定子叶片20组成，一组第一定子叶片19与一组第二定子叶片20的个数相等（通常为十二至四十个），其中一组第一定子叶片19围绕所述圆柱形主流腔21周向均匀布置，并且位于第一转子叶片17的开放型缺口位置上，一组第一定子叶片19固定在所述圆柱形主流腔21一侧的壳体内壁上（具体是固定在套筒端盖10的碟形圆盘上）。一组第二定子叶片20围绕所述圆柱形主流腔21周向均匀布置，并且位于第二转子叶片18的开放型缺口位置上，一组第二定子叶片20固定在所述圆柱形主流腔21另一侧的壳体内壁上（具体是固定在端盖12的碟形圆盘上）。每个第一定子叶片19和每个第二定子叶片20皆由形状和尺寸大小相同的弯曲薄片形成，其中所述弯曲薄片的平面展开形状与第一转子叶片17的开放型缺口所展开形状相同，所有第一定子叶片19和所有第二定子叶片20在圆柱形主流腔21圆周方向上的弯曲凹面朝向均相同，而第一转子叶片17与第一定子叶片19在圆柱形主流腔21圆周方向上的弯曲凹面朝向相反。所述第一转子叶片17与第二转子叶片18在叶轮8圆周方向上错位布置。

4．连接关系

参见图1和图4所示，在装配状态下，叶轮8通过花键配合套设于传动轴1的第二外花键段上且以设于传动轴1上的台肩形成一端轴向定位。第二卡环9嵌装入设于传动轴1第二外花键段上的第二卡环槽内对叶轮8的另一端形成轴向定位，使叶轮8能够随传动轴1同步转动但不能相对于传动轴1作轴向移动。第二轴封7以弹性过盈配合方式套设于传动轴1的第二光杆段上靠近台肩的位置，使传动轴1可相对于第二轴封7转动且在二者之间形成旋转密封。前述组合以传动轴1的第一外花键段一端由套筒端盖10的碟形圆盘一侧插设于套筒端盖10的柱形圆筒内，第二轴封7以过盈配合方式嵌装于套筒端盖10的第二轴封安装孔内。第二轴承6的内圈套设于传动轴1的第二光杆段上，第二轴承6的外圈嵌装于套筒端盖10的第二轴承安装孔内且其一端以套筒端盖10的内台肩作轴向定位。第一卡环5嵌装入设于传动轴1第二光杆段上的第一卡环槽内对第二轴承6的内圈的一端形成轴向定位。第一轴承4的内圈套设于传动轴1的第一光杆段上且其一端以传动轴1的第一光杆段与第二光杆段之间的台阶作轴向定位，第一轴承4的外圈嵌装于套筒端盖10的第一轴承安装孔内。过孔端盖3套设于传动轴1的第一光杆段上，其外圆通过螺纹连接旋装于过孔端盖安装孔内且以其端面上的环形凸台对第一轴承4的一端形成轴向定位。第一轴封2以弹性过盈配合方式套设于传动轴1的第一光杆段上，使传动轴1可相对于第一轴封2转动且在二者之间形成旋转密封，第一轴封2以过盈配合方式嵌装于过孔端盖3的第一轴封安装孔内。筒壳11的一侧端面与套筒端盖10设有第一定子叶片19一侧的端面通过一组第一端盖螺栓13同轴固定连接，筒壳11的另一侧端面与端盖12设有第二定子叶片20一侧的端面通过一组第二端盖螺栓14同轴固定连接。在装配状态下，套筒端盖10通过第一轴承4和第二轴承6对传动轴1形成转动支承，使传动轴1和通过花键连接设于传动轴1上的叶轮8相对于壳体可自由转动。在装配状态下，传动轴1、第一轴封2、过孔端盖3、套筒端盖10和第二轴封7构成一个密封的腔体，传动轴1可相对于该密封的腔体自由转动。

本实施例的工作原理如下：

本实用新型所述涡旋反冲式液力缓速器在车辆上的具体安装方式是：缓速器壳体固设于车身上，同时传动轴1与车轮传动连接；初始状态下缓速器内部工作流体全部排空。

参见图5和图6所示，需要对车辆进行缓速制动时，与车轮传动连接的传动轴1在车轮反传动力驱动下旋转并带动叶轮8同步转动（见图5）；叶轮8旋转时带动液力缓速器内部空气随同其一起绕传动轴1作高速回转流动并在各转子叶片和定子叶片之间高速流动，当液力缓速器内部的空气流动到隔舌15的迎流面（隔舌15上相对与叶轮8旋转方向的表面）位置时，由于隔舌15的阻挡，一部分空气通过工作流体出口b流出液力缓速器，使隔舌15的背流面（隔舌15上与叶轮8旋转方向同向的表面）附近形成一定的真空度并将此真空度传递到涡旋式缓速器的工作流体入口a，进而由工作流体入口a不断吸入工作流体；被吸入的工作流体在叶轮转子8带动下随同其一同旋转并很快充满液力缓速器内部包括各叶片之间的空间；工作流体进入液力缓速器后同时具有四种流动状态（参见图5、图6）：一是在叶轮8的外缘与筒壳11之间形成环状流动Qc（Qc为缓速器内部的单侧环状液流，为简便起见，以带箭头的线条表示Qc的主流线，其物理意义既表示流量、亦表示流动方向，下述Qi、Qo、Qz、Qd的表达含义相同，其中：Qo＝Qi＝2Qc）；二是在各转子叶片之间形成的流动Qz；三是在各定子叶片之间形成的流动Qd；四是在各转子叶片之间形成的涡旋流动区域Wz、在各定子叶片之间形成的涡旋流动区域Wd和在各转子叶片与定子叶片之间形成的涡旋流动区域Wj。叶轮8旋转时，处于各转子叶片之间的流体在各转子叶片的作用下不断沿径向流入叶轮8的外缘与筒壳11之间形成环状流动Qc同时使Qc保持相对较高的压力，在这一相对较高的压力的作用下和在筒壳11内圆表面的约束下，Qc中的一部分不断沿轴向向两侧流动、形成Qd进入各定子叶片之间并沿径向向轴线方向流动；Qd在流出各定子叶片之间时具有切向速度分量与叶轮8转向相反的速度Vd，Qd以速度Vd不断流入各转子叶片之间、同时对各转子叶片的“L”形沿轴向伸出的部位形成水力冲击；进入各转子叶片的流体以Qz流向叶轮8的外缘与筒壳11之间以补充Qc流出的部分；当Qc流动到隔舌15的迎流面位置时，在隔舌15的阻隔下通过工作流体出口b流出缓速器，叶轮8两侧的Qc共同形成工作流体出口b处的出口流量Qo，同时因隔舌15的背流面处产生的真空度，使外部工作流体经工作流体进口a不断被吸入液力缓速器；在各转子叶片之间的涡旋流动区域Wz和各定子叶片之间的涡旋流动区域Wd中的工作流体，由于同时受到多个固体界面的约束会产生流动方向不断突变的涡旋状高速流动；随着叶轮8的转动，各转子叶片相对各定子叶片高速运动时会在各转子叶片与各定子叶片之间形成涡旋流动区域Wj，处于区域Wj内的流体由于叶片之间相对运动形成的搅拌作用同样会产生流动方向不断突变的涡旋状高速流动。

在上述工作流体各种形式的流动过程中，由于工作流体的流动方向、流动速度不断发生变化，消耗了一部分由传动轴1输入的动力；处于各转子叶片之间涡旋流动区域Wz、各定子叶片之间涡旋流动区域Wd和在各转子叶片与定子叶片之间形成的涡旋流动区域Wj中的工作流体，因流动方向不断突变的涡旋状高速流动所形成的能量损失增加了对由传动轴1输入的动力消耗；而工作流体由各定子叶片间流出并流入各转子叶片之间的过程中，具有速度Vd的Qd对各转子叶片形成的水力冲击进一步加大了由传动轴1输入的动力的消耗；上述流动过程循环往复，工作流体在液力缓速器内部流动过程中反复与液力缓速器的过流部件产生摩擦和碰撞冲击、并且不断受到挤压，流体流动速度的大小和方向不断发生变化并形成强烈的涡旋，使由传动轴1输入的能量迅速得到消耗，从而对与传动轴1传动连接的驱动轮形成高效的缓速制动作用。

工作流体在涡旋反冲式液力缓速器内部流动过程中，摩擦、碰撞冲击、挤压和强烈的涡旋作用所消耗的机械能转换为热能，使工作流体温度升迅速高，为确保缓速器正常工作，必须对工作流体进行冷却；设置隔舌15使得涡旋反冲式液力缓速器与外部进行流体交换，经工作流体出口b流出液力缓速器的工作流体，经外部换热器冷却后回流到储液槽，与此同时，经工作流体入口a由储液槽持续吸入冷却后的工作流体以确保液力缓速器正常工作。

当需要停止涡旋反冲式液力缓速器的缓速制动作用时，只需使其工作流体入口a连通大气，随着叶轮8的旋转，缓速器内部的工作流体经工作流体出口b很快被排空，缓速制动能力即消失。

以上实施例只是给出了本实用新型的一种典型实施方式，实际上本实用新型在此基础上仍存在其它变化和延伸，现针对本实用新型可能出现的变化和延伸说明如下：

1．以上实施例中，所述壳体由套筒端盖10、端盖12、筒壳11、一组第一端盖螺栓13和一组第二端盖螺栓14组成。但本领域技术人员知道，本实用新型中的壳体除了以上实施例给出的结构形式而外，还具有其他结构形式，比如将端盖12与筒壳11设计成一体成型结构等等。

2．以上实施例中，所述传动轴1与叶轮8是通过花键配合实现传动连接。但本领域技术人员知道，除了这种连接形式而外，还可以给出其他连接形式，比如普通键连接，一体成型连接等等。

3．以上实施例中，所述传动轴1的转动支承是通过套筒端盖10上的柱形圆筒、第一轴承4和第二轴承6对传动轴1形成转动支承。但本领域技术人员容易理解，如果将第二轴承6设计在端盖12对应的位置上，理论上也是可行的。

4．以上实施例中，在装配状态下，传动轴1、第一轴封2、过孔端盖3、套筒端盖10和第二轴封7构成一个密封的腔体，传动轴1可相对于该密封的腔体自由转动。但本领域技术人员容易理解，这样的设计理论上不是唯一，并且存在多种变化的可能。

5．以上实施例中，所述工作流体入口a和工作流体出口b与所述主流腔21之间均设有由小到大的变截面四棱孔23。该变截面四棱孔23是为了增加工作流体进出主流腔的流动性而设计，在理论上不是必要的，可以缺少，也可以与此不同。

6．以上实施例中，为了减少缓速制动力大小的波动幅度，在叶轮8设计上将第一转子叶片17与第二转子叶片18在叶轮8圆周方向上错位布置。但本实用新型不局限于此，如果将第一转子叶片17与第二转子叶片18在叶轮8圆周方向上等位布置，在理论上是可行的，但实际应用中会导致机械传动部件的冲击相对于错位布置来说增大。本领域技术人员容易理解，错位布置仅是较佳情况。

7．以上实施例中，限定的所述开放型缺口为矩形。但就本实用新型而言，所述“开放型缺口”是指“L”形结构右上部对外开放的缺失部分。开放型缺口的形状可以为矩形（正方形和长方形）、四边形、五边形、三角形以及其他几何形状（包括曲边形状），其中在本实用新型中矩形为最佳。这是本领域技术人员容易理解的，因此不能以此限制本实用新型的保护范围。

8．以上实施例中，所述第一转子叶片的数量为十至三十六个；所述第一定子叶片的数量为十二至四十个。这些对转子叶片和定子叶片的数量限定只是较佳情况，本实用新型的保护范围不局限于此，这是本领域技术人员容易理解的。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种涡旋反冲式液力缓速器，由转子、定子和壳体三部分组成，其特征在于：

所述壳体内设有一个圆柱形主流腔（21），圆柱形主流腔（21）的周向壳体上间隔设有一个工作流体入口（a）和一个工作流体出口（b），工作流体入口（a）和工作流体出口（b）与所述主流腔（21）连通；在所述连通处设有隔舌（15），隔舌（15）为一个在圆柱形主流腔（21）周向内壁上向内凸起的凸块，用于分隔进出主流腔（21）的工作流体；

所述转子主要由传动轴（1）和叶轮（8）组成，传动轴（1）位于所述圆柱形主流腔（21）回转中心位置上，并且相对壳体转动支承，传动轴（1）的一端伸出壳体并作为传动连接端，叶轮（8）位于所述圆柱形主流腔（21）内并处于圆柱形主流腔（21）回转中心位置上，叶轮（8）相对传动轴（1）固定连接；所述叶轮（8）设有辐盘（16）、一组第一转子叶片（17）和一组第二转子叶片（18）；所述辐盘（16）为环形圆盘，该环形圆盘位于传动轴（1）外围且相对传动轴（1）固定连接，辐盘（16）盘面垂直于传动轴（1）轴线；所述一组第一转子叶片（17）与一组第二转子叶片（18）的个数相等，其中一组第一转子叶片（17）围绕传动轴（1）在周向均匀布置，并且位于辐盘（16）盘面一侧位置上，而一组第二转子叶片（18）围绕传动轴（1）在周向均匀布置，并且位于辐盘（16）盘面另一侧位置上；每个第一转子叶片（17）皆由形状和尺寸大小相同的弯曲薄板形成，其中所述弯曲薄板的平面展开形状为“L”形，所述“L”形的底部对应所述弯曲薄板具有一个长直边，“L”形的一侧部对应所述弯曲薄板具有一个长弯曲边，“L”形的另一侧部对应所述弯曲薄板具有一个开放型缺口，所有第一转子叶片（17）的长直边均平行于传动轴（1）轴线且相对传动轴（1）固定连接，所有第一转子叶片（17）的长弯曲边与辐盘（16）一侧的盘面固定连接；所述第二转子叶片（18）与第一转子叶片（17）的形状和尺寸大小是以第一转子叶片（17）的长弯曲边为基准形成左右对称，所有第二转子叶片（18）的长直边均平行于传动轴（1）轴线且相对传动轴（1）固定连接，所有第二转子叶片（18）的长弯曲边与辐盘（16）另一侧的盘面固定连接；所有第一转子叶片（17）和所有第二转子叶片（18）在叶轮（8）圆周方向上的弯曲凹面朝向均相同；

所述定子主要由一组第一定子叶片（19）和一组第二定子叶片（20）组成，一组第一定子叶片（19）与一组第二定子叶片（20）的个数相等，其中一组第一定子叶片（19）围绕所述圆柱形主流腔（21）周向均匀布置，并且位于第一转子叶片（17）的开放型缺口位置上，一组第一定子叶片（19）固定在所述圆柱形主流腔（21）一侧的壳体内壁上；一组第二定子叶片（20）围绕所述圆柱形主流腔（21）周向均匀布置，并且位于第二转子叶片（18）的开放型缺口位置上，一组第二定子叶片（20）固定在所述圆柱形主流腔（21）另一侧的壳体内壁上；每个第一定子叶片（19）和每个第二定子叶片（20）皆由形状和尺寸大小相同的弯曲薄片形成，其中所述弯曲薄片的平面展开形状与第一转子叶片（17）的开放型缺口所展开的形状相同，所有第一定子叶片（19）和所有第二定子叶片（20）在圆柱形主流腔（21）圆周方向上的弯曲凹面朝向均相同，而第一转子叶片（17）与第一定子叶片（19）在圆柱形主流腔（21）圆周方向上的弯曲凹面朝向相反。

2.根据权利要求1所述的涡旋反冲式液力缓速器，其特征在于：所述第一转子叶片（17）与第二转子叶片（18）在叶轮（8）圆周方向上错位布置。

3.根据权利要求1所述的涡旋反冲式液力缓速器，其特征在于：所述第一转子叶片（17）与第二转子叶片（18）在叶轮（8）圆周方向上等位布置。

4.根据权利要求1所述的涡旋反冲式液力缓速器，其特征在于：所述第一转子叶片（17）的开放型缺口为矩形。

5.根据权利要求1所述的涡旋反冲式液力缓速器，其特征在于：所述工作流体入口（a）和工作流体出口（b）与所述主流腔（21）之间均设有由小到大的变截面四棱孔（23），工作流体入口（a）和工作流体出口（b）均与该由小到大的变截面四棱孔（23）贯通，并通过变截面四棱孔（23）与所述主流腔（21）连通；所述隔舌（15）介于两个变截面四棱孔（23）之间，且位于变截面四棱孔（23）与主流腔（21）连通处的位置上。

6.根据权利要求1所述的涡旋反冲式液力缓速器，其特征在于：所述第一转子叶片（17）的数量为十至三十六个；所述第一定子叶片（19）的数量为十二至四十个。

7.根据权利要求1所述的涡旋反冲式液力缓速器，其特征在于：所述壳体的外周面上设有凸台（22），所述一个工作流体入口（a）和一个工作流体出口（b）开设在凸台（22）上。

8.根据权利要求1所述的涡旋反冲式液力缓速器，其特征在于：所述隔舌（15）在传动轴（1）轴线方向上的轴向长度（l）等于叶轮（8）外缘处的轴向尺寸。

9.根据权利要求1所述的涡旋反冲式液力缓速器，其特征在于：所述叶轮（8）工作时的转子叶轮转动方向（n）与第一转子叶片（17）和第二转子叶片（18）在叶轮（8）圆周方向上的弯曲凹面朝向相同。