CN110081098A - 一种液力减速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种液力减速装置，其包括壳体、第一转轴，及集成在壳体内的转子叶轮、定子叶轮、第二转轴和调速机构，转子叶轮与定子叶轮之间形成工作腔，第二转轴与转子叶轮相连，第一转轴通过调速机构与第二转轴相连，且第一转轴的一端与车辆变速箱的输出轴相连，相对端与车辆驱动桥的输入轴相连，或者第一转轴的一端直接与车辆驱动桥的输入轴相连。本发明通过在液力减速装置的壳体内集成调速机构，使其具有调速功能，同时通过改变其安装方式，使其可独立安装在车辆大梁上，无需对车辆变速箱的结构进行改动，具有安装灵活的优点。

Description

一种液力减速装置
技术领域
本发明涉及一种液力机械技术领域，尤其是涉及一种安装在车辆变速箱与车辆驱动桥之间的液力减速装置。
背景技术
对于高速重载，及要求制动距离短、反应快速的车辆，仅仅依靠传统的机械摩擦式制动器已不能满足人们对车辆安全性的要求，而液力减速器可安全可靠地辅助车辆制动，使车辆满足安全性要求，因此，其被广泛应用于车辆中。
液力减速器是一种将机械能转化为液体热能且磨损较小的装置，其由转子叶轮、定子叶轮、快速充放液体机构等组成，转子叶轮与定子叶轮之间形成工作腔。工作时，转子叶轮由车辆的传动***驱动，工作液流入工作腔后，转子叶轮驱动工作液向定子叶轮方向运动，定子叶轮对工作液产生反作用力，使工作液冲击转子叶轮，形成对转子叶轮的阻力矩，阻碍转子叶轮的转动，进而实现对车辆的减速制动作用。
现有技术中液力减速器通常不具有调速功能，也即转子叶轮的转速与车辆传动轴的转速保持一致，如中国专利CN 105757214A公开了一种液力缓速器，其包括由转子叶轮和定子叶轮形成的工作腔、储油池、散热机构和传动轴，车辆通过传动轴驱动转子叶轮旋转，转子叶轮的转速与传动轴的转速一致，而液力减速器的制动力矩在制动力矩系数、工作液密度、重力加速度及循环圆有效直径保持一定的情况下，通常与转子叶轮的转速的平方成正比当车辆爬坡需要产生较大的制动力矩时，由于此时车速较小，液力减速器产生的制动力矩也较小，使得液力减速器对车辆的减速制动效果变弱，无法满足实际使用需求；或者当车辆处于高速行驶时，由于转子叶轮的转速增大，使得液力减速器的空转损耗也相应变大。
另外，现有技术中，液力减速器在安装过程中需对车辆变速箱的结构进行改变，从而实现与车辆变速箱的连接，但上述安装方式在破坏变速器结构的同时使得整体装置占用空间大，安装灵活性差，适用范围窄。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有调速功能的液力减速装置。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种液力减速装置，所述液力减速装置独立安装在车辆大梁上，所述液力减速装置包括壳体、第一转轴、以及集成在所述壳体内的转子叶轮、定子叶轮、第二转轴和用于调节转子叶轮转速的调速机构，所述转子叶轮与定子叶轮之间形成工作腔，所述第二转轴与所述转子叶轮相连，所述第一转轴伸入壳体内并通过调速机构与第二转轴相连，所述第一转轴的一端与车辆变速箱的输出轴相连，相对端与车辆驱动桥的输入轴相连，或者所述第一转轴的一端直接与车辆驱动桥的输入轴相连。
优选地，所述调速机构包括第一变速齿轮和第二变速齿轮，所述第一转轴轴接所述第一变速齿轮，所述第二转轴轴接所述第二变速齿轮，且所述第一变速齿轮与第二变速齿轮相啮合。
优选地，所述调速机构包括第一变速齿轮、第二变速齿轮、第三变速齿轮、第四变速齿轮和第三转轴，所述第三转轴轴接所述第三变速齿轮和第四变速齿轮，所述第一转轴轴接所述第一变速齿轮，且所述第一变速齿轮与第三变速齿轮相啮合，所述第二转轴轴接所述第二变速齿轮，且所述第二变速齿轮与所述第四变速齿轮相啮合。
优选地，所述调速机构包括第一变速齿轮、第二变速齿轮、第三变速齿轮、第四变速齿轮和离合器，所述第一转轴轴接所述第一变速齿轮和第三变速齿轮，所述第二转轴轴接所述第二变速齿轮和第四变速齿轮，且所述第一变速齿轮与第二变速齿轮相啮合，所述第三变速齿轮与第四变速齿轮相啮合，所述离合器装设在所述第二转轴上，且所述离合器与所述第二变速齿轮和第四变速齿轮中的任意一个相结合，或者所述离合器与所述第二变速齿轮和第四变速齿轮均相分离。
优选地，所述转子叶轮与第一转轴的速比为0.25～4。
优选地，所述第一转轴和/或第二转轴上设有用于测量转速的转速传感器。
优选地，所述第三转轴上设有用于测量转速的转速传感器。
优选地，还包括用于存储工作液的储液池和用于对工作液进行散热的散热机构，所述工作腔、储液池及散热机构之间形成使工作液循环利用的循环通路。
优选地，所述工作腔具有工作液入口和工作液出口，所述工作液入口与所述储液池相连通，所述工作液出口与所述散热机构相连通，所述散热机构与所述储液池相连通。
优选地，所述储液池上设有供压缩空气进入或排出的开口，所述开口处设有控制压缩空气进入或排出的控制阀。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的液力减速装置，独立安装在车辆大梁上，其可独立安装在车辆变速箱和车辆驱动桥之间，或者直接与车辆驱动桥相连，安装时不受车辆变速箱结构的限制，且无需破坏车辆变速箱的结构，具有安装灵活，适用范围广的优点。
(2)本发明所述的液力减速装置通过在液力减速装置的壳体内集成调速机构，使液力减速装置具有调速功能，通过调速机构调节转子叶轮的转速，一方面可有效改变液力减速装置的制动力矩，改变液力减速装置的制动性能，使液力减速装置可以更好的对车辆进行减速制动，另一方面可有效降低液力减速装置的空转损耗。
附图说明
图1是液力减速装置的安装位置示意图；
图2是液力减速装置的结构示意图；
图3是本发明实施例一所述液力减速装置的结构示意图；
图4是本发明实施例一所述液力减速装置的剖视示意图；
图5是本发明实施例二所述液力减速装置的结构示意图；
图6是本发明实施例三所述液力减速装置的结构示意图。
附图标记：a、液力减速装置，b、车辆变速箱，c、车辆驱动桥，d、传动轴，10、壳体，11、工作腔，12、转速传感器，20、第一转轴，21、法兰，30、转子叶轮，40、定子叶轮，50、第二转轴，60、调速机构，61、第一变速齿轮，62、第二变速齿轮，63、第三变速齿轮，64、第四变速齿轮，65、第三转轴，66、离合器，70、储液池，80、散热机构，90、控制阀。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明所揭示的一种液力减速装置a，可独立安装在车辆大梁上，其一端通过传动轴d与车辆变速箱b相连，相对端通过传动轴d与车辆驱动桥c相连，如图1所示，或通过传动轴d直接与车辆驱动桥相连，安装时不受车辆变速箱结构的限制，且无需改动车辆变速箱的结构，具有安装灵活，适用范围广的优点。
结合图2和图3所示，为本发明所揭示的液力减速装置，包括壳体10、第一转轴20、转子叶轮30、定子叶轮40、第二转轴50和调速机构60，其中，转子叶轮30、定子叶轮40、第二转轴50和调速机构60集成在壳体10内，转子叶轮30安装于第二转轴50上，转子叶轮30与定子叶轮40之间形成工作腔11，工作腔11内可填充液压油等工作液；第二转轴50与转子叶轮30相连，转子叶轮30随着第二转轴50的转动而转动；第一转轴20伸入壳体10内并通过调速机构60与第二转轴50相连，并且第一转轴20的一端通过传动轴d与车辆变速箱b的输出轴相连，相对端通过传动轴d与车辆驱动桥c的输入轴相连，或者第一转轴20的一端直接通过传动轴d与车辆驱动桥的输入轴相连，当然，第一转轴20也可以通过其他方式与车辆变速箱b和车辆驱动桥c相连，如通过法兰连接方式等。
工作时，车辆变速箱b的输出轴通过传动轴d将动力传递至第一转轴30上，第一转轴30通过调速机构60调整第二转轴60的转速进一步调整转子叶轮30的转速，使转子叶轮30的转速高于或低于传动轴d的转速，转子叶轮30驱动工作液向定子叶轮40方向运动，定子叶轮40对工作液产生反作用力，使工作液冲击转子叶轮30，形成对转子叶轮30的阻力矩，阻碍转子叶轮30的转动，最终改变液力减速装置的制动力矩，改变液力减速装置的制动性能，使液力减速装置可以更好地对车辆进行减速制动。
本实施例中，转子叶轮与第一转轴的速比优选0.25～4，可有效提高传动效率。
进一步地，第一转轴20与传动轴d相连的端部设有法兰21，安装时通过所述法兰21实现第一转轴20与传动轴d相连，当然，也可以采用其他方式实现第一转轴20与传动轴d相连，如焊接方式等。
以下以三个实施例对液力减速装置中调速机构60的结构进行详细的说明，当然，实施时并不限于上述三种调速机构60，可根据实际需求进行设置调速机构60的结构，如根据实际速度的需要设置所需的变速齿轮的数量以及是否需要设置离合器。
实施例一
结合图3和图4所示，调速机构60包括第一变速齿轮61和第二变速齿轮62，其中，第一转轴20轴接第一变速齿轮61，第二转轴50轴接第二变速齿轮62，第一变速齿轮61与第二变速齿轮62相啮合连接。具体实施时，第一转轴20驱动第一变速齿轮61转动，第一变速齿轮61进一步驱动与之相啮合的第二变速齿轮62转动；第二变速齿轮62带动第二转轴50转动，进而驱动转子叶轮30的旋转，使得转子叶轮30的转速在第一变速齿轮61和第二变速齿轮62的作用下得以改变，进而改变液力减速装置的制动力矩。
本实施例中，第一变速齿轮61可通过过盈配合的方式装设在第一转轴20上，也可以采用其他方式装设在第一转轴20上，如键连接的方式等。同样地，第二变速齿轮62也可以通过过盈配合的方式装设在第二转轴50上，也可以采用其他方式装设在第一转轴20上，如键连接的方式等。
实施例二
如图5所示，调速机构60包括第一变速齿轮61、第二变速齿轮62、第三变速齿轮、第四变速齿轮和第三转轴，其中，第三转轴轴接第三变速齿轮和第四变速齿轮，第一转轴20轴接第一变速齿轮61，并且第一变速齿轮61与第三变速齿轮相啮合连接，第二转轴50轴接第二变速齿轮62，并且第二变速齿轮62与第四变速齿轮啮合连接。
具体实施时，第一转轴20驱动第一变速齿轮61转动，第一变速齿轮61进一步驱动与之相啮合的第三变速齿轮63转动；第二变速齿轮62带动第三转轴65转动，进而驱动第四变速齿轮64转动；第四变速齿轮64转动进一步驱动与之相啮合的第二变速齿轮62转动，第二变速齿轮62带动第二转轴50转动，进而驱动转子叶轮30的旋转，使得转子叶轮30的转速在第一变速齿轮61、第二变速齿轮62、第三变速齿轮63和第四变速齿轮64的作用下得以改变，进而改变液力减速装置的制动力矩。
本实施例中，第一变速齿轮61可通过过盈配合的方式装设在第一转轴20上，也可以采用其他方式装设在第一转轴20上，如键连接的方式等。同样地，第二变速齿轮62、第三变速齿轮63和第四变速齿轮64也可以通过过盈配合的方式装设在相应的传动轴上，也可以采用其他方式装设在相应的传动轴上，如键连接的方式等。
实施例三
如图6所示，调速机构60包括第一变速齿轮61、第二变速齿轮62、第三变速齿轮、第四变速齿轮和离合器，其中，第一转轴20轴接第一变速齿轮61和第三变速齿轮，第二转轴50轴接第二变速齿轮62和第四变速齿轮，并且第一变速齿轮61与第二变速齿轮62相啮合连接，第三变速齿轮和第四变速齿轮相啮合连接；进一步地，离合器装设在第二转轴50上并且位于第二变速齿轮62和第四变速齿轮之间，其可与第二变速齿轮62和第四变速齿轮64中的任意一个相结合，也可以与第二变速齿轮62和第四变速齿轮64均相分离。通过使离合器与第二变速齿轮62或第四变速齿轮相结合来使转子叶轮30具有不同的转速。
具体实施时，当离合器66与第二变速齿轮62或第四变速齿轮64均相分离时，液力减速装置不工作；
当离合器66与第二变速齿轮62相啮合时，第一转轴20驱动第一变速齿轮61转动，第一变速齿轮61进一步驱动与之相啮合的第二变速齿轮62转动；第二变速齿轮62带动第二转轴50转动，进而驱动转子叶轮30旋转，使得转子叶轮30的转速在第一变速齿轮61和第二变速齿轮62的作用下得以改变，进而改变液力减速装置的制动力矩；
当离合器66与第四变速齿轮64相啮合时，第一转轴20驱动第三变速齿轮63转动，第三变速齿轮63进一步驱动与之相啮合的第四变速齿轮64转动；第四变速齿轮64带动第二转轴50转动，进而驱动转子叶轮30旋转，使得转子叶轮30的转速在第三变速齿轮63和第四变速齿轮64的作用下得以改变，进而改变液力减速装置的制动力矩。
实施时，第一变速齿轮61、第二变速齿轮62、第三变速齿轮63及第四变速齿轮64可通过过盈配合的方式装设在相应转轴上，也可以采用其他方式装设在相应转轴上，如键连接的方式等。
与现有技术相比，本发明通过在液力减速装置的壳体10内集成调速机构60，使液力减速装置具有调速功能，通过调速机构调节转子叶轮30的转速，一方面当车辆处于爬坡等状态时，可通过调速机构60使转子叶轮30的转速提高，进而改变液力减速装置的制动力矩，改变液力减速装置的制动性能，使液力减速装置可以更好的对车辆进行减速制动，另一方面当车辆处于高速行驶等状态时，可通过调速机构60使转子叶轮30的转速降低，进而降低液力减速装置的空转损耗；同时，改变液力减速装置的安装方式，使其可独立安装在车辆大梁上，车辆大梁如牵引车、卡车底部的槽钢，或者挂车底部工字形梁结构，无需对车辆变速箱的结构进行改动，具有安装灵活的优点。
如图2所示，液力减速装置还包括用于测量转速的转速传感器12，其可设置在第一转轴20上，用于测量第一转轴20的转速，也可设置在第二转轴50上，用于测量第二转轴50的转速，也可设置在第三转轴65上，用于测量第三转轴65的转速，当然，第一转轴20、第二转轴50、第三转轴65上也可以均设置转速传感器12。当液力减速装置具有多个转轴时，可在每个转轴上设置所述转速传感器12，也可根据实际需求进行设定，如设置在变速齿轮上等等。
进一步地，液力减速装置还包括用于存储工作液的储液池70和用于对工作液进行散热的散热机构80，工作腔11、储液池70及散热机构80之间形成使工作液循环利用的循环通路。具体地，工作腔11具有工作液入口和工作液出口，其中，工作液入口与储液池70相连通，工作液出口与散热机构80相连通，散热机构80进一步与储液池70相连通，实施时，储液池70中的工作液从工作液入口进入工作腔11中，转子叶轮30通过驱动工作液运动进而将机械能转换为热能，工作液进一步从工作液出口进入散热机构80中，散热机构80对工作液散热后最终输入至储液池70中，使工作液可循环利用。本实施例中，散热机构优选换热器。
进一步地，储液池70上还设有供压缩空气进入或排出的开口，所述开口处设有控制压缩空气进入或排出的控制阀90。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种液力减速装置，其特征在于，所述液力减速装置独立安装在车辆大梁上，所述液力减速装置包括壳体、第一转轴、以及集成在所述壳体内的转子叶轮、定子叶轮、第二转轴和用于调节转子叶轮转速的调速机构，所述转子叶轮与定子叶轮之间形成工作腔，所述第二转轴与所述转子叶轮相连，所述第一转轴伸入壳体内并通过调速机构与第二转轴相连，所述第一转轴的一端与车辆变速箱的输出轴相连，相对端与车辆驱动桥的输入轴相连，或者所述第一转轴的一端直接与车辆驱动桥的输入轴相连。
2.根据权利要求1所述的液力减速装置，其特征在于，所述调速机构包括第一变速齿轮和第二变速齿轮，所述第一转轴轴接所述第一变速齿轮，所述第二转轴轴接所述第二变速齿轮，且所述第一变速齿轮与第二变速齿轮相啮合。
3.根据权利要求1所述的液力减速装置，其特征在于，所述调速机构包括第一变速齿轮、第二变速齿轮、第三变速齿轮、第四变速齿轮和第三转轴，所述第三转轴轴接所述第三变速齿轮和第四变速齿轮，所述第一转轴轴接所述第一变速齿轮，且所述第一变速齿轮与第三变速齿轮相啮合，所述第二转轴轴接所述第二变速齿轮，且所述第二变速齿轮与所述第四变速齿轮相啮合。
4.根据权利要求1所述的液力减速装置，其特征在于，所述调速机构包括第一变速齿轮、第二变速齿轮、第三变速齿轮、第四变速齿轮和离合器，所述第一转轴轴接所述第一变速齿轮和第三变速齿轮，所述第二转轴轴接所述第二变速齿轮和第四变速齿轮，且所述第一变速齿轮与第二变速齿轮相啮合，所述第三变速齿轮与第四变速齿轮相啮合，所述离合器装设在所述第二转轴上，且所述离合器与所述第二变速齿轮和第四变速齿轮中的任意一个相结合，或者所述离合器与所述第二变速齿轮和第四变速齿轮均相分离。
5.根据权利要求1所述的液力减速装置，其特征在于，所述转子叶轮与第一转轴的转速比为0.25～4。
6.根据权利要求1所述的液力减速装置，其特征在于，所述第一转轴和/或第二转轴上设有用于测量转速的转速传感器。
7.根据权利要求3所述的液力减速装置，其特征在于，所述第三转轴上设有用于测量转速的转速传感器。
8.根据权利要求1所述的液力减速装置，其特征在于，还包括用于存储工作液的储液池和用于对工作液进行散热的散热机构，所述工作腔、储液池及散热机构之间形成使工作液循环利用的循环通路。
9.根据权利要求8所述的液力减速装置，其特征在于，所述工作腔具有工作液入口和工作液出口，所述工作液入口与所述储液池相连通，所述工作液出口与所述散热机构相连通，所述散热机构与所述储液池相连通。
10.根据权利要求8所述的液力减速装置，其特征在于，所述储液池上设有供压缩空气进入或排出的开口，所述开口处设有控制压缩空气进入或排出的控制阀。
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