CN104029664A - 一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器 - Google Patents
一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，主要包括闭锁装置，与闭锁装置的外圈固连的输入半轴，与闭锁装置的内圈固连的制动半轴，通过轴承安装于输入半轴的定子，固连于制动半轴的转子，与闭锁装置的进油通道和缓速器定子进出油口相连通的控制油路***，以及壳体；车辆正常行驶时，闭锁装置分离，动力无法从输入半轴传递到制动半轴，缓速器内部没有鼓风损失产生；通过控制油路***的闭合与断开来控制液压回路，从而控制缓速器的工作与否。本发明不仅消除了液力缓速器的鼓风损失，降低了发动机的功率损失，而且本发明结构简单，工作稳定可靠，操作方便。
Description
技术领域
本发明属于重型车辆技术领域，特别涉及一种用于重型车辆辅助制动***的、带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器。
背景技术
液力缓速器是一种车辆用辅助制动***装置，由定子和转子两部分组成。转子旋转带动液力旋转并冲击定子，定子通过液体产生一个反作用力作用在转子上，从而阻碍转子的转动。液力缓速器将设备的机械能转化为液体的热能，并通过冷却***对其进行散热。
与其他的制动***相比：液力缓速器的制动转矩与其转速的平方和循环圆直径的五次方成正比，因而高转速大循环圆直径的液力缓速器有更大的制动转矩；液力缓速器无机械磨损，可长期无检修的运行，使用寿命更长。
液力缓速器在公路上应用时，可以大大改善制动和传动品质。在长大坡道下行时，它能够准确无误而且可靠地连续提供下行速度的阻力，保证行车安全；在平路制动时，它能够平稳地无磨损地提供车辆所需的约90％的制动力，最后靠摩擦制动使车辆停车。在整个制动过程中，速度变化均匀，不出现冲击现象。另外，由于车辆的平稳制动，减少对路面的损伤，因而减少路面维修工作量。德国交通规则规定，5.5t以上的公共汽车和9t以上的载重汽车必须备有正常制动以外的辅助制动，以保证汽车行驶灵活、安全可靠。规则要求这种车辆须在长6km，坡度7％的坡道上，能够以30km/h的速度安全可靠地行驶。实践证明：装有液力缓速器的车辆能够很好的满足上述要求。
当车辆需要辅助制动时，液力缓速器通过转子、油液和定子产生车辆所需要的制动力矩；当车辆正常行驶时，液力缓速器内补充油，但是转子一直处于转动状态，转子转动时腔内气体进行循环流动，造成鼓风损失，其约占持续制动功率的6％左右。所以如果能够消除液力缓速器的鼓风损失，将会大大节省不必要的能源浪费。
对现有技术进行检索，发现通过闭锁装置来切断输入到缓速器转子动力以消除液力缓速器鼓风损失的信息中，与本发明相关的比较有代表性为中国发明专利CN101239616A和中国实用新型专利CN202531689U。CN101239616A公开了一种能消除泵气损失的液力缓速器机构，其在输入轴前端增加了一个摩擦离合器装置，实现动力源的传入和切断，但是极大的增加了液力缓速器的轴向长度，给其他部件的布置增加了一定的困难；CN202531689U公开了一种液力缓速器，其在动力输入端增加一个常压式同步器，增加了一套拨叉***，不仅增加了液力缓速器的轴向长度还使得操纵机构更复杂，同时经过实践证明：常压式同步器在同步过程中容易产生打齿现象，工作不可靠。
发明内容
针对现有技术中的技术缺陷，提出一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，它不仅可以彻底消除鼓风损失，而且还可以提高液力缓速器工作的稳定性。结构简单、紧凑，工作可靠。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，主要包括闭锁装置3，与闭锁装置3的外圈18固连的输入半轴4，与闭锁装置3的内圈21固连的制动半轴5，通过轴承安装于输入半轴4的定子2，固连于制动半轴5的转子1，与闭锁装置3的进油通道和缓速器定子2进出油口相连通的控制油路***3-1，以及壳体6，壳体6***法兰与定子2***法兰固连，外壳6的内圈部分通过轴承安装于制动半轴5。
所述的闭锁装置3包括与输入半轴4固连的外圈18，与制动半轴5通过平键22固连的内圈21，以及布置在外圈18和内圈21之间的多组销钉19、圆柱滚子20、活塞销23、橡胶弹簧24和挡板25。其中，制动半轴5设有进油通道，并与内圈21的配流通道相连通，销钉19对内圈21的配流通道进行密封，活塞销23滑动连接在内圈21的配流通道的出口处，活塞销23端部与圆柱滚子20接触；圆柱滚子20的头部安装在挡板25的槽里，并与橡胶弹簧24贴合；车辆正常行驶时，橡胶弹簧24将圆柱滚子20顶在挡板25的槽的一侧，使得圆柱滚子20与闭锁装置3的外圈18分离，动力是无法从输入半轴4传递到转子1和制动半轴5的，缓速器内部没有鼓风损失产生。
所述的控制油路***3-1由滤清器7、液压泵8、安全阀9、单向阀10、压力控制阀11、保压卸荷换向阀12、可调节流阀13、辅助换向阀14、主控换向阀15、冷却器16和油箱17组成，其中，滤清器7、安全阀9、压力控制阀11、保压卸荷换向阀12和冷却器16的下端与油箱17连通，滤清器7上端依次通过液压泵8、单向阀10与制动半轴5的进油通道连通，压力控制阀11和保压卸荷换向阀12直接与制动半轴5的进油通道连通，压力控制阀11控制进入到闭锁装置3内液压油的油压；
需要缓速器工作时，保压卸荷换向阀12得电工作，液压油经油路和制动半轴5的进油通道进入到闭锁装置3，待其内部的压力油的压力为压力控制阀11的控制压力后，辅助换向阀14和主控换向阀15同时工作，实现对液力缓速器的快速充液，其时间是由一个延时环节控制；
缓速器充油的过程中，必须保证闭锁装置3内部的压力油油压保持不变，本发明中的单向阀10、压力控制阀11和保压卸荷换向阀12共同作用，是闭锁装置3的保压回路的非常重要的环节，保证了缓速器在充油的过程中闭锁装置3内部的压力油的压力不变；
缓速器快速充油的过程中，要保证充液量大于流出量，辅助换向阀14通电后，可调节流阀13起到了回油节流调速的作用，确保了缓速器快速充液的过程中进油量大于出油量；
调节可调节流阀13的压力，并结合辅助换向阀14可实现无级调节缓速器的充液率；
液压回路上安全阀9控制整个液压回路的压力，使得保护整个液压回路的油压不能太高；
冷却器16实现对液力缓速器流出液压油的冷却，使得缓速器产生的热量得以散出。这样，缓速器就能为车辆源源不断的提供辅助制动力矩。
所述的控制油路***3-1的触发按钮布置在方向盘上，驾驶员通过控制按钮的闭合与断开来控制液压回路，从而控制缓速器的工作与否。
本发明的工作过程如下：
(1)车辆正常行驶时，制动半轴5的进油通道没有油液进入，活塞销23端部对圆柱滚子20没有作用力，橡胶弹簧24将圆柱滚子20顶在挡板25的槽的一侧，使得圆柱滚子20与闭锁装置3的外圈18分离，动力是无法从输入半轴4传递到转子1和制动半轴5的，缓速器内部没有鼓风损失产生；
(2)当车辆需要辅助制动时，驾驶员通过方向盘上的按钮发出指令，控制油路***3-1控制保压卸荷换向阀12通电，液压油经单向阀10及制动半轴5的进油通道流入内圈21的配流通道，液压油推动活塞销23，使得圆柱滚子20克服橡胶弹簧24的弹力，实现圆柱滚,20与外圈18的结合；控制油路***3-1对液力缓速器进行快速充液；这样在楔紧力的作用下，动力就实现了由输入半轴4到转子1的传递，缓速器给车辆提供必要的辅助制动力矩；
(3)当需要停止缓速器提供辅助制动时，只需再次按动方向盘上的同一个按钮，切断对控制油路***3-1的电力供应，使得保压卸荷换向阀12、辅助换向阀14和主控换向阀15都处于不工作状态，液压***卸荷，闭锁装置3内部的液压油压力为零，圆柱滚子20在橡胶弹簧24的作用下与外圈18分离，这样就切断了输入半轴4与转子1的动力连接。为了保证液压***卸荷后缓速器内液力油快速放出，辅助换向阀14断电后，可调节流阀13不起作用，保证了缓速器内部的液力油快速流出。
本发明的有益效果在于：本发明不仅消除了液力缓速器的鼓风损失，降低了发动机的功率损失，而且本发明结构简单，工作稳定可靠，操作方便。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的闭锁装置的结构图；
图3是本发明的控制油路***图。
图中：
1.转子、2.定子、3.闭锁装置、4.输入半轴、5.制动半轴、6.壳体、3-1.控制油路***；
7.滤清器、8.液压泵、9.安全阀、10.单向阀、11.压力控制阀、12.保压卸荷换向阀；
13.可调节流阀、14.辅助换向阀、15.主控换向阀、16.冷却器、17.油箱；
18.外圈、19.销钉、20.圆柱滚子、21.内圈、22.平键、23.活塞销、24.橡胶弹簧、25.挡板。
图4是本发明的控制油路***的控制过程表。
表中：
加号“+”表示得电，减号“-”表示断电，1DT为保压卸荷换向阀12的控制线圈、2DT为主控换向阀15的控制线圈、3DT为辅助换向阀14的控制线圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，主要包括闭锁装置3，与闭锁装置3的外圈18固连的输入半轴4，与闭锁装置3的内圈21固连的制动半轴5，通过轴承安装于输入半轴4的定子2，固连于制动半轴5的转子1，与闭锁装置3的进油通道和缓速器定子2进出油口相连通的控制油路***3-1，以及壳体6；
所述的壳体6***法兰与定子2***法兰固连，外壳6的内圈部分通过轴承安装于制动半轴5。
如图2所示，为本发明中的闭锁装置3的结构示意图，所述的闭锁装置3包括与输入半 轴4固连的外圈18，与制动半轴5通过平键22固连的内圈21，以及布置在外圈18和内圈21之间的多组销钉19、圆柱滚子20、活塞销23、橡胶弹簧24和挡板25；
所述的制动半轴5设有进油通道，并与内圈21的配流通道相连通，销钉19对内圈21的配流通道进行密封，活塞销23滑动连接在内圈21的配流通道的出口处，活塞销23端部与圆柱滚子20接触；圆柱滚子20的头部安装在挡板25的槽里，并与橡胶弹簧24贴合。
如图3所示，所述的控制油路***3-1由滤清器7、液压泵8、安全阀9、单向阀10、压力控制阀11、保压卸荷换向阀12、可调节流阀13、辅助换向阀14、主控换向阀15、冷却器16和油箱17组成；
所述的滤清器7、安全阀9、压力控制阀11、电磁换向阀12和冷却器16的下端与油箱17连通，滤清器7上端依次通过液压泵8、单向阀10与制动半轴5的进油通道连通，压力控制阀11和保压卸荷换向阀12直接与制动半轴5的进油通道连通，压力控制阀11控制进入到闭锁装置3内液压油的油压。
需要缓速器工作时，所述的保压卸荷换向阀12得电工作，液压油经油路和制动半轴5的进油通道进入到闭锁装置3，待其内部的压力油的压力为压力控制阀11的控制压力后，所述的辅助换向阀14和主控换向阀15同时工作，对液力缓速器的快速充液，其时间是由一个延时环节控制。
缓速器充油的过程中，所述的单向阀10、压力控制阀11和保压卸荷换向阀12共同作用，缓速器在充油的过程中闭锁装置3内部的压力油的压力不变。
缓速器快速充油的过程中，所述的辅助换向阀14通电后，可调节流阀13对回油进行节流调速，使缓速器快速充液的过程中进油量大于出油量。
调节所述的可调节流阀13的压力，并结合辅助换向阀14，对缓速器的充液率进行无级调节。
所述的安全阀9控制整个液压回路的压力。
所述的冷却器16对缓速器流出液压油进行冷却。
所述的控制油路***3-1的触发按钮布置在方向盘上，驾驶员通过控制按钮的闭合与断开来控制液压回路，控制缓速器的工作与否。
结合图4中本发明的控制油路***的控制过程表，对本发明的工作过程介绍如下：
(1)车辆需要辅助制动时，保压卸荷换向阀12的控制线圈1DT得电，其他电磁阀均断电，液压油经单向阀10及制动半轴5的进油通道流入内圈21的配流通道，液压油推动活塞销23，使得圆柱滚子20克服橡胶弹簧24的弹力，实现圆柱滚20与外圈18的结合这样在楔紧力的作用下，动力就实现了由输入半轴4到转子1的传递；
(2)待闭锁装置完全闭锁后，缓速器快速充液，驾驶员通过方向盘上的按钮发出指令，控制油路***3-1控制保压卸荷换向阀12的控制线圈1DT、主控换向阀15的控制线圈2DT以及辅助换向阀14的控制线圈3DT均得电，控制油路***3-1对液力缓速器进行快速充液，缓速器给车辆提供必要的辅助制动力矩；
(3)当需要停止缓速器提供辅助制动时，只需再次按动方向盘上的同一个按钮，切断对控制油路***3-1的电力供应，使得保压卸荷换向阀12、辅助换向阀14和主控换向阀15都处于不工作状态，液压***卸荷，闭锁装置3内部的液压油压力为零，圆柱滚子20在橡胶弹簧24的作用下与外圈18分离，这样就切断了输入半轴4与转子1的动力连接。为了保证液压***卸荷后缓速器内液力油快速放出，辅助换向阀14断电后，可调节流阀13不起作用， 保证了缓速器内部的液力油快速流出。
上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
包括闭锁装置(3)，与闭锁装置(3)的外圈(18)固连的输入半轴(4)，与闭锁装置(3)的内圈(21)固连的制动半轴(5)，通过轴承安装于输入半轴(4)的定子(2)，固连于制动半轴(5)的转子(1)，与闭锁装置(3)的进油通道和缓速器定子(2)进出油口相连通的控制油路***(3-1)，以及壳体(6)；
所述的壳体(6)***法兰与定子(2)***法兰固连，外壳(6)的内圈部分通过轴承安装于制动半轴(5)。
2.根据权利要求1所述的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的闭锁装置(3)包括与输入半轴(4)固连的外圈(18)，与制动半轴(5)通过平键(22)固连的内圈(21)，以及布置在外圈(18)和内圈(21)之间的多组销钉(19)、圆柱滚子(20)、活塞销(23)、橡胶弹簧(24)和挡板(25)；
所述的制动半轴(5)设有进油通道，并与内圈(21)的配流通道相连通，销钉(19)对内圈(21)的配流通道进行密封，活塞销(23)滑动连接在内圈(21)的配流通道的出口处，活塞销(23)端部与圆柱滚子(20)接触；圆柱滚子(20)的头部安装在挡板(25)的槽里，并与橡胶弹簧(24)贴合。
3.根据权利要求1所述的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的控制油路***(3-1)由滤清器(7)、液压泵(8)、安全阀(9)、单向阀(10)、压力控制阀(11)、保压卸荷换向阀(12)、可调节流阀(13)、辅助换向阀(14)、主控换向阀(15)、冷却器(16)和油箱(17)组成；
所述的滤清器(7)、安全阀(9)、压力控制阀(11)、保压卸荷换向阀(12)和冷却器(16)的下端与油箱(17)连通，滤清器(7)上端依次通过液压泵(8)、单向阀(10)与制动半轴(5)的进油通道连通，压力控制阀(11)和保压卸荷换向阀(12)直接与制动半轴(5)的进油通道连通，压力控制阀(11)控制进入到闭锁装置(3)内液压油的油压。
4.根据权利要求3所述的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
需要缓速器工作时，所述的保压卸荷换向阀(12)得电工作，液压油经油路和制动半轴(5)的进油通道进入到闭锁装置(3)，待其内部的压力油的压力为压力控制阀(11)的控制压力后，所述的辅助换向阀(14)和主控换向阀(15)同时工作，对液力缓速器的快速充液，其时间是由一个延时环节控制。
5.根据权利要求3所述的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
缓速器充油的过程中，所述的单向阀(10)、压力控制阀(11)和保压卸荷换向阀(12)共同作用，缓速器在充油的过程中闭锁装置(3)内部的压力油的压力不变。
6.根据权利要求3所述的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
缓速器快速充油的过程中，所述的辅助换向阀(14)通电后，可调节流阀(13)对回油进行节流调速，使缓速器快速充液的过程中进油量大于出油量。
7.根据权利要求3所述的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
调节所述的可调节流阀(13)的压力，并结合辅助换向阀(14)，对缓速器的充液率进行无级调节。
8.根据权利要求3所述的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的安全阀(9)控制整个液压回路的压力。
9.根据权利要求3所述的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的冷却器(16)对缓速器流出液压油进行冷却。
10.根据权利要求3所述的一种带闭锁装置及控制油路的可消除鼓风损失的液力缓速器，其特征在于：
所述的控制油路***(3-1)的触发按钮布置在方向盘上，驾驶员通过控制按钮的闭合与断开来控制液压回路，控制缓速器的工作与否。
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