TWI615293B - 液壓油缸緩速裝置 - Google Patents

Abstract

一種液壓油缸緩速裝置，包含：一油壓缸機構、一液壓油輸送機構、及一液壓油閥機構，該油壓缸機構的活塞構件連接一車輛傳動裝置，藉由該液壓油輸送機構與該液壓油閥機構對於該油壓缸機構之活塞運動時產生一阻力，而減緩該車輛傳動裝置之運轉速度。

Description

液壓油缸緩速裝置

本發明關於一種緩速器，特別是關於一種液壓油缸緩速裝置。

緩速器(retarder)是一種用於抑制速度的裝置，其通常裝設在車輛上作為輔助煞車而使用。緩速器的原理是藉由對於車輛的車輛傳動裝置產生反向力矩，而使車輛緩速。由於車輛在長下坡或下陡坡時使用煞車(brake)減速會造成磨損及發熱，利用緩速器減緩車輛速度則能夠免去使用煞車，從而節省消耗。

緩速器常見的形式有電磁式(electric)緩速器、流體式(hydraulic)緩速器、及永久磁鐵式(permanent magnet)緩速器。電磁式緩速器是利用電磁感應的渦電流所產生的抵抗力來抑制車輛傳動裝置的運轉，達到緩速效果。流體式緩速器是利用流體的黏滯阻力(viscous drag force)來抑制車輛傳動裝置的運轉，達到緩速效果。永久磁鐵式緩速器則是以永久磁鐵取代電磁式緩速器中的電磁鐵，同樣利用電磁感應所產生的抵抗力來抑制車輛傳動裝置的運轉。

承上，緩速器雖有多種形式，但也各自有其特色和缺點。電磁式緩速器的結構簡單，但容易受到發熱影響，往往須搭配冷卻裝置才能穩定使用。流體式緩速器不易受到發熱影響，但機械結構複雜，且體積及重量皆大，設置較為困難。永久磁鐵式緩速器小型且輕量，但難以產生大的力矩，能應用的場合有限。

鑒於以上所述，習知技術中，各種形式的緩速器各有優缺點而有不同的適用之處，若能夠設計出別具特色的緩速器，將能夠與現有緩速器截長補短，而滿足更多元的需求。

緣此，本發明的目的在於提供一種液壓油缸緩速裝置，與習知緩速器採用不同的形式，並且其結構簡單、不易受發熱影響、且能夠產生足夠力矩。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種液壓油缸緩速裝置，包含：一油壓缸機構，包括一活塞構件及一活塞壓縮缸，活塞構件供連接一車輛的車輛傳動裝置，且活塞構件經設置而對於活塞壓縮缸進行活塞運動；一液壓油輸送機構，包括一液壓油缸及一輸油管路，輸油管路連通液壓油缸而對液壓油缸流通一液壓油；以及一液壓油閥機構，包括一單向流入閥構件及一單向流出閥構件，單向流入閥構件連通在活塞壓縮缸與液壓油缸之間，而允許液壓油通過單向流入閥構件單向流入活塞壓縮缸，單向流出閥構件連通在活塞壓縮缸與液壓油缸之間，而允許液壓油自活塞壓縮缸通過單向流出閥構件以一流出截面積單向流出，其中流出截面積係遠小於活塞構件的一活塞截面積，以對於活塞構件之活塞運動時產生一阻力，減緩車輛傳動裝置之運轉速度。

根據本發明的一實施例的液壓油缸緩速裝置，單向流出閥構件係經設置而使流出截面積的大小為可調節。

根據本發明的一實施例的液壓油缸緩速裝置，更包括一曲軸機構，液壓油缸緩速裝置包括二組以上的油壓缸機構、二組以上的液壓油輸送機構、及二組以上的液壓油閥機構，二組以上的油壓缸機構之活塞構件係分別連接在曲軸機構之相異相位角，而使其中一組油壓缸機構之活塞構件進行活塞運 動之膨脹運動時，另一組油壓缸機構之活塞構件進行活塞運動之壓縮運動，活塞構件係通過曲軸機構而連接車輛傳動裝置。

根據本發明的一實施例的液壓油缸緩速裝置，液壓油缸包括一主油缸及一副油缸，主油缸與副油缸係相分隔而不直接連通，輸油管路係連通其中一組液壓油輸送機構的主油缸以及另一組液壓油輸送機構的副油缸之間。

根據本發明的一實施例的液壓油缸緩速裝置，液壓油閥機構之單向流入閥構件包括一單向流入閥件，單向流入閥件連通在活塞壓縮缸與主油缸之間，而允許液壓油通過單向流入閥件單向流入活塞壓縮缸。

根據本發明的一實施例的液壓油缸緩速裝置，液壓油閥機構之單向流出閥構件包括複數個單向流出閥件，連通在活塞壓縮缸與副油缸之間，而允許液壓油自活塞壓縮缸通過複數個單向流出閥件以流出截面積單向流出，其中流出截面積小於單向流入閥件的一流入截面積。

根據本發明的一實施例的液壓油缸緩速裝置，單向流出閥件具有一外部控制開關，供外部個別控制單向流出閥件之啟動或關閉，以改變流出截面積之大小。

根據本發明的一實施例的液壓油缸緩速裝置，液壓油輸送機構更包括一單向輸送閥件，設置在輸油管路，而允許液壓油自輸油管路通過單向輸送閥件單向流入主油缸。

根據本發明的一實施例的液壓油缸緩速裝置，油壓缸機構之活塞壓縮缸與液壓油輸送機構之液壓油缸係設置在相同的一油壓缸體中。

經由本發明所採用的技術手段，利用流出截面積遠小於活塞截面積，根據流體的連續性方程式(continuity equation)：A₁V₁=A₂V₂，使活塞速度受到控制，對活塞運動產生阻力，而通過活塞構件對車輛傳動裝置提供緩速。並由於該阻力會對應於車輛傳動裝置的運轉速度而成正比例關係變化，而得以 對車輛傳動裝置提供平穩減速。有別於電磁式緩速器，本發明的液壓油缸緩速裝置利用液壓油的潤滑及冷卻效果，而不易受發熱影響。有別於流體式緩速器，本發明的液壓油缸緩速裝置的液壓缸與活塞的組合的結構單純，無須過於精密的機構匹配，設置上較為簡單，也能夠達到小型化。有別於永久磁鐵式緩速器，本發明的液壓油缸緩速裝置因液壓油的體積壓縮性(volume compressibility)極小，故液壓作用會充分且立即地反映在阻力上，而即便小體積亦能夠有效產生足夠大的力距。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

100‧‧‧液壓油缸緩速裝置

1‧‧‧油壓缸機構

10‧‧‧油壓缸體

1a‧‧‧油壓缸機構

11‧‧‧活塞構件

11a‧‧‧活塞構件

12‧‧‧活塞壓縮缸

12a‧‧‧活塞壓縮缸

2‧‧‧液壓油輸送機構

2a‧‧‧液壓油輸送機構

21‧‧‧液壓油缸

21a‧‧‧液壓油缸

211‧‧‧主油缸

211a‧‧‧主油缸

212‧‧‧副油缸

212a‧‧‧副油缸

22‧‧‧輸油管路

22a‧‧‧輸油管路

23‧‧‧單向輸送閥件

3‧‧‧液壓油閥機構

31‧‧‧單向流入閥構件

311‧‧‧單向流入閥件

312‧‧‧副流入閥件

32‧‧‧單向流出閥構件

320‧‧‧外部控制開關

321‧‧‧單向流出閥件

322‧‧‧單向流出閥件

4‧‧‧曲軸機構

T‧‧‧車輛傳動裝置

〔第1圖〕係顯示根據本發明的一實施例的一液壓油缸緩速裝置的示意圖；〔第2圖〕係顯示第1圖的液壓油缸緩速裝置運作經過半個週期後的示意圖。

以下根據第1圖及第2圖，而說明本發明的實施方式。說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。

如第1圖及第2圖所示，根據本發明的一實施例的一液壓油缸緩速裝置100，包含：一油壓缸機構1，包括一活塞構件11及一活塞壓縮缸12，活塞構件11供連接一車輛傳動裝置T，且活塞構件11經設置而對於活塞壓縮缸12進行活塞運動；一液壓油輸送機構2，包括一液壓油缸21及一輸油管路22，輸油管路22連通液壓油缸21而對液壓油缸21流通一液壓油；以及一液壓油閥機構3，包括一單向流入閥構件31及一單向流出閥構件32，單向流入閥構件31連通在活塞壓縮缸12與液壓油缸21之間，而允許液壓油通過單向流入閥構件31單向流入活塞壓縮缸12，單向流出閥構件32連通在活塞壓縮缸12與液壓油缸21之間，而允許 液壓油自活塞壓縮缸12通過單向流出閥構件32以一流出截面積單向流出，其中流出截面積係遠小於活塞構件11的一活塞截面積，以對於活塞構件11之活塞運動時產生一阻力，減緩車輛傳動裝置T之運轉速度。

具體而言，在本實施例中，液壓油缸緩速裝置100進一步包括一曲軸機構4，以及包括二組油壓缸機構1、1a、二組液壓油輸送機構2、2a、及二組液壓油閥機構3。二組油壓缸機構1、1a、之活塞構件11、11a係分別連接在曲軸機構4之相異相位角。藉此，當其中一組油壓缸機構1之活塞構件11進行活塞運動之膨脹運動時，另一組油壓缸機構1a之活塞構件11a於活塞壓縮缸12a中進行活塞運動之壓縮運動(第1圖)。以及，當其中一組油壓缸機構1之活塞構件11進行活塞運動之壓縮運動時，另一組油壓缸機構1a之活塞構件11a進行活塞運動之膨脹運動(第2圖)。應注意的是，此處的「相異相位角」的用意在於使不同組的油壓缸機構1、1a經曲軸機構4帶動而會在同一時間分別進行不同運動階段(例：膨脹運動、壓縮運動)之活塞運動。因此，雖然在本實施例中，二組油壓缸機構1、1a之活塞運動為相差半個週期(相位角差180°)，但也可以改為相差1/3、1/4或其他比例的週期。另外，油壓缸機構、液壓油輸送機構、及液壓油閥機構可為一組或是二組以上，並且較佳地以等相位差與曲軸機構連接，以在整個週期中平均提供阻力。

如第1圖所示，油壓缸機構1之活塞構件11進行活塞運動之膨脹運動時，活塞構件11係自活塞壓縮缸12向外移動，使活塞壓縮缸12之空間增大而壓力下降。在此情況中，因為活塞壓縮缸12與液壓油缸21之間的瞬間壓力差，使液壓油通過單向流入閥構件31流入活塞壓縮缸12以回復壓力平衡。

如第2圖所示，油壓缸機構1之活塞構件11進行活塞運動之壓縮運動時，活塞構件11係向活塞壓縮缸12內移動，使活塞壓縮缸12之空間縮小而壓 力上升。在此情況中，因為活塞壓縮缸12與液壓油缸21之間的瞬間壓力差，使液壓油自活塞壓縮缸12通過單向流出閥構件32而流出以回復壓力平衡。

在上述的活塞運動中，活塞構件11的移動速度愈快，則壓力差愈大，產生的阻力也愈大。並且，液壓油的流出截面積愈小，由於液壓油的體積壓縮性極小且流速增加有限，故仍須花費更長時間流動以回復壓力平衡，對於活塞運動造成阻力效果也相對愈大。因此，隨著車輛傳動裝置T的運轉速度愈快(例如：車輛長下坡或下陡坡時)，液壓油缸緩速裝置100所施加的阻力亦會相應提昇，在此種阻力與運轉的力矩相互影響下，使車輛傳動裝置T趨於平穩減速。

如第1圖及第2圖所示，在本發明的實施例的液壓油缸緩速裝置100中，液壓油缸21包括一主油缸211及一副油缸212，主油缸211與副油缸212係相分隔而不直接連通。輸油管路22係連通其中一組液壓油輸送機構2的主油缸211以及另一組液壓油輸送機構2a的液壓油缸21a的副油缸212a之間。另一組液壓油輸送機構2a的輸油管路22a則連通其中一組液壓油輸送機構2的副油缸212以及另一組液壓油輸送機構2a的液壓油缸21a的主油缸211a之間。從而，在此實施例中，液壓油在二組液壓油輸送機構2、2a之間循環流通，而使液壓油缸緩速裝置100無須連接外部的液壓油槽。

如第1圖及第2圖所示，在本發明的實施例的液壓油缸緩速裝置100中，液壓油閥機構3之單向流入閥構件31包括一單向流入閥件311。單向流入閥件311連通在活塞壓縮缸12與主油缸211之間，而允許液壓油通過單向流入閥件311單向流入活塞壓縮缸12。單向流入閥件311在本實施例中經設置而提供足夠大的流入截面積，以減少額外造成阻力影響活塞運動。

另外，液壓油閥機構3之單向流出閥構件32較佳地包括複數個單向流出閥件321、322(圖式中只顯示二個作為代表)，連通在活塞壓縮缸12與副油缸212之間，而允許液壓油自活塞壓縮缸12通過複數個單向流出閥件321、 322以該流出截面積單向流出，其中複數個單向流出閥件321、322的總和流出截面積遠小於活塞構件的一活塞截面積。較佳地，單向流出閥件321、322具有一外部控制開關320，供外部個別控制單向流出閥件複數個之啟動或關閉，以改變流出截面積的大小，從而調節液壓油缸緩速裝置100對於車輛傳動裝置T所施加的阻力。

如第1圖及第2圖所示，在本發明的實施例的液壓油缸緩速裝置100中，液壓油輸送機構2更包括一單向輸送閥件23，設置在輸油管路22，而允許液壓油自輸油管路22通過單向輸送閥件23單向流入主油缸211。藉由單向輸送閥件23，能使液壓油的流動更為平順，減少管路中逆流的發生。

如第1圖及第2圖所示，在本發明的實施例的液壓油缸緩速裝置100中，油壓缸機構1之活塞壓縮缸12與液壓油輸送機構2之液壓油缸21係設置在相同的一油壓缸體10中。此種配置較為節省空間，且結構較為穩固，以提昇整體裝置的可靠度及穩定度。當然，本發明並不以此為限，活塞壓縮缸12與液壓油缸21亦可分開設置。

藉由上述結構，液壓油缸緩速裝置100利用在活塞運動時產生阻力，而對車輛傳動裝置T提供緩速，並利用阻力與車輛傳動裝置T的運轉速度成正比例的作用關係，達到平穩減速效果。液壓油缸緩速裝置100利用液壓油的潤滑及冷卻效果，而不易受發熱影響。再者，液壓油缸緩速裝置100的液壓缸與活塞的組合的結構單純，無須過於精密的機構匹配，設置上較為簡單，也能夠達到小型化。並且，液壓油缸緩速裝置100因液壓油的體積壓縮性極小，即便小體積亦能夠立即地且有效產生足夠大的力距進行緩速。

以上之敘述僅為本發明之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本發明之發明精神及以下所界定之專利範圍中。

100‧‧‧液壓油缸緩速裝置

1‧‧‧油壓缸機構

10‧‧‧油壓缸體

1a‧‧‧油壓缸機構

11‧‧‧活塞構件

11a‧‧‧活塞構件

12‧‧‧活塞壓縮缸

12a‧‧‧活塞壓縮缸

2‧‧‧液壓油輸送機構

2a‧‧‧液壓油輸送機構

21‧‧‧液壓油缸

21a‧‧‧液壓油缸

211‧‧‧主油缸

211a‧‧‧主油缸

212‧‧‧副油缸

212a‧‧‧副油缸

22‧‧‧輸油管路

22a‧‧‧輸油管路

23‧‧‧單向輸送閥件

3‧‧‧液壓油閥機構

31‧‧‧單向流入閥構件

311‧‧‧單向流入閥件

32‧‧‧單向流出閥構件

320‧‧‧外部控制開關

321‧‧‧單向流出閥件

322‧‧‧單向流出閥件

4‧‧‧曲軸機構

T‧‧‧車輛傳動裝置

Claims (8)

1. 一種液壓油缸緩速裝置，包含：一油壓缸機構，包括一活塞構件及一活塞壓縮缸，該活塞構件供連接一車輛的車輛傳動裝置，且該活塞構件經設置而對於該活塞壓縮缸進行活塞運動；一液壓油輸送機構，包括一液壓油缸及一輸油管路，該輸油管路連通該液壓油缸，而使該液壓油缸連通在該活塞壓縮缸與該輸油管路之間，而對該液壓油缸流通一液壓油；以及一液壓油閥機構，包括一單向流入閥構件及一單向流出閥構件，該單向流入閥構件直接連通在該活塞壓縮缸與該液壓油缸之間，而允許該液壓油通過該單向流入閥構件單向流入該活塞壓縮缸，該單向流出閥構件直接連通在該活塞壓縮缸與該液壓油缸之間，而允許該液壓油自該活塞壓縮缸通過該單向流出閥構件以一流出截面積單向流出，其中該流出截面積係遠小於該活塞構件的一活塞截面積，以對於該活塞構件之活塞運動時產生一阻力，減緩該車輛傳動裝置之運轉速度，其中該液壓油缸緩速裝置更包括一曲軸機構，該液壓油缸緩速裝置包括二組以上的油壓缸機構、二組以上的液壓油輸送機構、及二組以上的液壓油閥機構，該二組以上的油壓缸機構之活塞構件係分別連接在該曲軸機構之相異相位角，而使該其中一組油壓缸機構之活塞構件進行該活塞運動之膨脹運動時，該另一組油壓缸機構之活塞構件進行該活塞運動之壓縮運動，該活塞構件係通過該曲軸機構而連接該車輛傳動裝置。
2. 如請求項1所述的液壓油缸緩速裝置，其中該單向流出閥構件係經設置而使該流出截面積的大小為可調節。
3. 如請求項1所述的液壓油缸緩速裝置，其中該液壓油缸包括一主油缸及一副油缸，該主油缸與該副油缸係相分隔而不直接連通，該輸油管路係連通該其中一組液壓油輸送機構的主油缸以及該另一組液壓油輸送機構的副油缸之間。
4. 如請求項3所述的液壓油缸緩速裝置，其中該液壓油閥機構之單向流入閥構件包括一單向流入閥件，該單向流入閥件連通在該活塞壓縮缸與該主油缸之間，而允許該液壓油通過該單向流入閥件單向流入該活塞壓縮缸。
5. 如請求項4所述的液壓油缸緩速裝置，其中該液壓油閥機構之單向流出閥構件包括複數個單向流出閥件，連通在該活塞壓縮缸與該副油缸之間，而允許該液壓油自該活塞壓縮缸通過該複數個單向流出閥件以該流出截面積單向流出，其中該流出截面積小於該單向流入閥件的一流入截面積。
6. 如請求項5所述的液壓油缸緩速裝置，其中該單向流出閥件具有一外部控制開關，供外部個別控制該單向流出閥件之啟動或關閉，以改變該流出截面積之大小。
7. 如請求項3所述的液壓油缸緩速裝置，其中該液壓油輸送機構更包括一單向輸送閥件，設置在該輸油管路，而允許該液壓油自該輸油管路通過該單向輸送閥件單向流入該主油缸。
8. 如請求項1所述的液壓油缸緩速裝置，其中該油壓缸機構之活塞壓縮缸與該液壓油輸送機構之液壓油缸係設置在相同的一油壓缸體中。