CN114483829B - 一种高压摆线转子式高粘度油介质缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压摆线转子式高粘度油介质缓速器。缓速器动力输入轴与变速箱传动轴采用增速降扭齿轮连接，在传动轴转矩的带动下，机械结构在缓速器腔体内产生回转运动，压力变化带动腔内的液体循环流动，由吸油腔吸入，在输出腔压出，将车辆动能转化为介质的压力能，进而转化为介质的热能，最终产生车辆制动力，该制动力与单转泵量及进出油腔压力差成正比，实现车辆缓速功能。本发明是液压直接干预车辆传动转矩，反应速度较快、机械机构紧凑简单，整体体积及重量小。

Description

一种高压摆线转子式高粘度油介质缓速器

技术领域

本发明涉及液压缓速器技术领域，尤其涉及一种高压摆线转子式高粘度油介质缓速器。

背景技术

城市道路路口多、公交站点密、客流量大，公交车经常要进行频繁制动；山区道路陡、急弯多，长期行驶在山区路段的中大型货车客车也经常需要制动。制动器在长时间频繁工作情况下，会引起制动蹄片快速磨损、制动器摩擦片使用寿命短，以及由于制动器热衰退导致制动力丧失或制动性能大幅下降，这也成为交通事故的主要原因。因此，配备辅助制动***十分必要。

缓速器作为车辆的辅助制动部件，通过作用于原车的传动***而减轻原车制动***的负荷，使车辆均匀减速，以提高车辆制动***的可靠性，延长制动***的使用寿命，并能因此大幅降低车辆使用成本。

目前有电涡流缓速器和液力缓速器。电涡流缓速器尺寸庞大、机体沉重、消耗电能大且受周围环境温度影响较大。液力缓速器体积较大、反应速度相对较慢，低速制动力不足，空载损失大。

发明内容

本发明的缓速器输入轴与车辆传动***动力相连，以动力***的能量实现自身旋转，为合理调整输入轴上的转速以达到符合实际要求的缓速器转动速度，可采用增速降扭齿轮等机构将动力***变速箱输出转速经过转化传递到缓速器输入轴端。

具体的，缓速器结构包括输入轴、轴承、油封、壳体组件、转子组件和间隙控制组件；其中壳体组件上设置有用于输入、输出油液的进油口和出油口，还包括从前至后依次组装、可拆卸连接的前壳体、中壳和后壳体10转子组件包括从内之外偏心设置的内转子和外转子；间隙控制组件包括浮动盘和浮动盘密封圈，浮动配油盘外径与壳体型腔小间隙密封，并可轴向滑动。在浮动盘壳体一侧中间设置一个异型密封圈，将配油盘分成高低压两个区域，高压区与输出油道相通，保证高压区面积大于配油盘另一侧高压区面积，使转子制动时，在高压介质的作用下，使浮动配油盘产生一个推向转子端面的作用力，消除配油盘与转子端面的间隙，防止端面泄露而使输出腔产生更高的压力差，产生更大的制动扭矩；。

优选的，缓速器还包括用于传动配合的轴承和用于密封的油封；轴承和油封设置在前壳体的左侧，输入轴从前壳体的左侧穿过轴承孔和前壳体，伸入到中壳体中；在中壳体与输入轴之间形成有环形的腔体，在该环形腔体内设置有外转子和内转子。

优选的，外转子套设置在内转子的外侧，内转子与输入轴连接；外转子的形状为内齿轮形式，内转子的形状为外齿轮形式，外转子与内转子的旋转中心不同。

优选的，从齿形结构的设置上，外转子的内齿数量比内转子的外齿数量多一个齿，二者在转动过程中内齿和外齿处于啮合状态，伴随着二者相对运动，偏心的旋转带来工作腔内腔体大小的变化，进而实现了容积变化，容积的变化产生输送压力，将高粘度油从进油口吸入，提高油压后又由出油口输出产生高压油。

优选的，本发明利用前壳体、中壳体、后壳体的组装形成整个壳体，在壳体内部形成腔室，内转子、外转子在空腔内转动，通过二者偏心结构的设置形成容积变化，进而实现油液的加压，并由后壳体上的出油口排出，将高压油导出至板式换热器实现能量的转化。

优选的，内转子和输入轴过盈配合或一体设置；外转子采用壳体内孔定心，其与内转子偏心设置。

当缓速器运动过程中，油液从前壳体上的进油口进入时，首先作用于浮动盘，浮动盘上设置有相应的密封圈，进油口油液作用于浮动盘后使浮动盘向转子方向运动，进而缩小了转子和壳体之间的端间隙，该端间隙的减小能够进一步控制油压，起到提高机械效率的作用。

当车辆需要缓速时，输入轴带动内转子转动，由吸油腔吸入，在输出腔压出，将车辆动能转化为介质的压力能，进而转化为介质的热能，最终产生车辆制动力，该制动力与单转泵量及进出油腔压力差成正比，实现车辆缓速功能。

优选的，在缓速作用中，还可以通过调整腔内油道的限流孔面积来实现腔内压力的调节，进而进一步实现制动力矩的大小调节。

当车辆不需要缓速时，采用电动泵将***卸载，并将工作腔内的高粘度油抽空；此处的抽空是指仅保留少部分油液在工作腔内，这样既保证了不需要缓速时***内没有很大的油液流动产生阻力矩，使车辆动力***能够稳定运行，同时少量油液的润滑、散热也进一步确保了缓速器的使用寿命。

为将缓速器工作时机械能转化成的热能散发到空气中，优选采用单独的板式换热器与发动机冷却水进行热量交换。

工作介质为低温有足够流动性、高温粘度可密封0.08mm以上端间隙及啮合间隙、耐高温、有适当的流阻便于散热的高粘度油。

该机构可安装在变速箱后采用串联或并联布置。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

1.采用摆线转子式布局方式建立油液压力，整体结构紧凑，利用内外转子的结构设计和偏心设置实现工作腔体的容积变化，进而建立其油液压力输送至出油口。

2.工作过程中，通过浮动盘、密封结构等的设置，使从进油口进入的油液作用于浮动盘结构，浮动盘在油液作用下向转子方向运动，进而缩小了转子与壳体之间的端间隙，端间隙的缩小实现了油压的进一步精准控制，进一步控制了缓速器效率的提升。

3. 通过调整腔内油道的限流孔面积来实现腔内压力的调节，进而实现制动力矩的大小调节。配合端间隙调整，腔内油道限流孔面积的调节和浮动盘端间隙的调节实现了油液压力的多级、准确调整。

4.不需要缓速器工作时，通过设置辅助泵，将工作腔体内的大部分介质抽空，能够保证一定润滑作用的同时屏蔽掉缓速制动功能，技术方案具有开创性，有效解决了缓速器不工作时必须要设计独立的切换机构使缓速器输入轴与车辆动力***脱离的问题，提高了缓速器的工作效率并有效降低了控制成本。

附图说明

图1为本发明缓速器液压***原理示意图；

图2为本发明高压摆线转子式高粘度油介质缓速器结构装配图；

图3为本发明摆线转子结构的剖面结构示意图；

图4为本发明高压摆线转子式高粘度油介质缓速器结构侧视图；

图5为本发明转子结构示意图；

图6为本发明质缓速器结构侧视剖视图；

图7为浮动盘结构图。

图中：1、输入轴，2、轴承，3、油封，4、前壳体，5、浮动盘密封圈，6、浮动盘，7、内转子，8、外转子，9、中壳体10、后壳体，11、散热器，12、调整螺栓， 13、内啮合转子机构，14、出口压力传感器，15、出口温度传感器，16、溢流阀，17、出口单向阀，18、流量控制阀，19、先导溢流阀，20、滤网，21、滤网保护阀，22、进油口单向阀，23、卸荷阀，24、储油膨胀箱，25、电动泵安全阀，26、电动泵，27、电泵进油控制阀，28、电动泵压力传感器，29、补油通气阀，30、缓速控制阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图中：1、输入轴，2、轴承，3、油封，4、前壳体，5、浮动盘密封圈，6、浮动盘，7、内转子，8、外转子，9、中壳体、10、后壳体，11、散热器，12、调整螺栓， 13、内啮合转子机构

实施例1：

如图所示，输入轴1与车辆传动***动力相连；以动力***的能量实现自身旋转，为合理调整输入轴1上的转速以达到符合实际要求的缓速器转动速度，可采用增速降扭齿轮等机构将动力***变速箱输出转速经过转化传递到缓速器输入轴1端；

缓速器结构包括输入轴1、轴承2、油封3、壳体组件、转子组件和间隙控制组件；其中壳体组件上设置有用于输入、输出油液的进油口和出油口，还包括从前至后依次组装、可拆卸连接的前壳体4、中壳体9和后壳体10；转子组件包括从内之外偏心设置的内转子7和外转子8；间隙控制组件包括浮动盘6和浮动盘密封圈5。

缓速器还包括用于传动配合的轴承2和用于密封的油封3；轴承2和油封3设置在前壳体4的左侧，输入轴1从前壳体4的左侧穿过轴承孔和前壳体4，伸入到中壳体9中；在中壳体9与输入轴1之间形成有环形的腔体，在该环形腔体内设置有外转子8和内转子7；其中外转子8套设置在内转子7的外侧，内转子7与输入轴1连接；外转子8的形状为内齿轮形式，内转子7的形状为外齿轮形式，外转子8与内转子7的旋转中心不同；

进一步地，从齿形结构的设置上，外转子8的内齿数量比内转子7的外齿数量多一个齿，二者在转动过程中内齿和外齿处于啮合状态，伴随着二者相对运动，偏心的旋转带来工作腔内腔体大小的变化，进而实现了容积变化，容积的变化产生输送压力，将高粘度油从进油口吸入，提高油压后又由出油口输出产生高压油。

利用前壳体4、中壳体9、后壳体10的组装形成整个壳体，在壳体内部形成腔室，内转子7、外转子8在空腔内转动，通过二者偏心结构的设置形成容积变化，进而实现油液的加压，并由后壳体9上的出油口排出，将高压油导出至板式散热器10实现能量的转化。

当缓速器运动过程中，油液从前壳体4上的进油口进入时，首先作用于浮动盘6，浮动盘6的结构如图所示，进油口油液作用于浮动盘6后使浮动盘6向转子方向运动，进而缩小了转子和壳体之间的端间隙，该端间隙的减小能够进一步控制油压，起到提高机械效率的作用。

当车辆需要缓速时，输入轴1带动内转子7内转子转动，搅动高粘度油在外转子8的腔体内产生较大的阻力，并通过油道在回路中运动，从而产生制动力矩。在此过程中，还可以通过调整腔内油道的限流孔面积来实现腔内压力的调节，进而进一步实现制动力矩的大小调节。

当车辆不需要缓速时，采用电动泵26将***卸载，并将工作腔内的高粘度油抽空；此处的抽空是指仅保留少部分油液在工作腔内，这样既保证了不需要缓速时***内没有很大的油液流动产生阻力矩，使车辆动力***能够稳定运行，同时少量油液的润滑、散热也进一步确保了缓速器的使用寿命。

为将缓速器工作时机械能转化成的热能散发到空气中，优选采用单独的板式换热器与发动机冷却水进行热量交换。

工作介质为低温有足够流动性、高温粘度可密封0.08mm以上端间隙及啮合间隙、耐高温、有适当的流阻便于散热的高粘度油。

该机构可安装在变速箱后采用串联或并联布置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种行星轮式高粘度油介质高压缓速器，包括输入轴、壳体组件、转子组件和间隙控制组件；其特征在于：

壳体组件上设置有用于输入、输出油液的进油口和出油口，还包括从前至后依次组装、可拆卸连接的前壳体、中壳体和后壳体；转子组件包括齿圈、行星轮和太阳轮；间隙控制组件至少包括一个前配油盘和前配油盘密封圈，它们密封连接并设置在前壳体和转子组件之间；配油盘外径与壳体型腔以小间隙密封，并可轴向滑动；配油盘与壳体端面一侧有异型密封圈隔开两种区域，分别是与输出腔及高压腔相通的高压区、与进油道相通的低压区；高压区面积大于配油盘另一侧的高压区面积，保证转子制动时可产生一个作用在前配油盘推向转子端面的力；前壳体、中壳体和后壳体拼接形成整个壳体，并在壳体内部形成一定形状的空腔，转子组件通过齿轮啮合和轮系配合在空腔内运转并使高粘度油介质吸入进油腔，压入出油腔；该配油盘有前配油盘，后采用固定配油盘或者浮动配油盘；前配油盘为轴向浮动配油盘，后配油盘两侧高压区面积采用等面积，只是在转子在前配油盘推动转子时，再有转子推动后配油盘，后配油盘可微细摆动，从而减低了壳体端面跳动的精度；

缓速器还包括用于传动配合的轴承和用于密封的油封；

轴承和油封设置在前壳体的左侧，输入轴从前壳体的左侧穿过轴承孔和前壳体，伸入到中壳体中；在中壳体与输入轴之间形成有环形的腔体，在该环形腔体内设置有齿圈、行星轮和太阳轮；

齿圈形状为内齿轮，太阳轮的形状为外齿轮；输入轴带动太阳轮运转，太阳轮带动行星轮公转，行星轮带动齿圈旋转，在转动过程中各组齿轮均处于啮合状态；

所述间隙控制组件还包括后配油盘结构。

2.一种如权利要求1所述的行星轮式高粘度油介质高压缓速器，其特征在于：所述轴承为圆锥滚子轴承。

3.一种车辆，其特征在于，该车辆使用具有权利要求1-2任一项所述的行星轮式高粘度油介质高压缓速器。

4.一种如权利要求1所述的行星轮式高粘度油介质高压缓速器的控制方法，其特征在于：

当车辆需要缓速时，输入轴带动太阳轮运转，太阳轮带动行星轮公转，行星轮带动齿圈旋转，在转动过程中各组齿轮均处于啮合状态，伴随着行星轮与太阳轮、齿圈齿间的挤压配合形成腔体内容积的大小变化，进而形成进油腔和出油腔并产生压力，将高粘度油从进油口吸入，提高油压后又由出油口输出产生高压油，腔体内产生较大的阻力，并通过油道在回路中运动，从而产生制动力矩。

5.一种如权利要求4所述的缓速器的控制方法，其特征在于：缓速器作业过程中，通过调整腔内油道的限流孔面积来实现腔内压力的调节，进而进一步实现制动力矩的大小调节。

6.一种如权利要求4所述的缓速器的控制方法，其特征在于：当车辆不需要缓速时，采用卸荷泵将***卸载。

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