專利名稱：一種減速器的操作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種至少含有一個工作腔的水動力減速器操作方法。
背景技術：
尤其在公共交通工具中將減速器用作無磨損的制動剎車是一種常見的先進技術。 減速器通常直接連接至這些交通工具的一個內部燃燒引擎或變速器或萬向軸的二級輸出部分。在操作中的減速器中充滿了工作介質，通常是石油或水，或水混合物。在制動操作過程中，水動力減速器工作腔中的工作介質由減速器的有刃轉子驅動循環(huán)流動，使水動力減速器轉子的旋轉傳遞至轉子的有刃固定子或有刃的反向轉子，進而導致轉子的水動力制動，從而產生減速器的制動效果。在非制動操作中，減速器的工作腔中基本上或完全是清空的，所以沒有扭轉力從轉子傳遞給固定子或反響轉子，從而不產生相應的制動作用。這通常稱為典型的水動力減速器的結構，它允許減速器的關閉，而無需通過可換向的關閉離合器， 將轉子與動力傳動系統(tǒng)斷開。在使用這種類型的減速器期間，特別是在公共交通工具中，減速器工作腔有時會出現(xiàn)向周圍環(huán)境或其他鄰近安裝空間的泄漏。這些泄漏特別會發(fā)生在密封減速器工作腔和轉子軸的外部的封閉區(qū)。最重要的是，這種類型的滲漏常發(fā)生在很少常規(guī)運行減速器的車輛，特別是長期主要用于拖拉操作的車輛。發(fā)生泄漏的原因尚不清楚，但他們都是比較頻繁更換所用封條，維護密集，相應的成本較高，耗時較長。在DE 10 2005 009 456中處理這些問題，通過多種相互連接的封條適當密封工作腔與轉子周圍的環(huán)境。但是，這種結構的缺點是它的結構比較復雜，已經存在的減速器中沒有進行改造就安裝在車輛上。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了提供一種方法，能相應增加任意減速器的緊度，或增加封條的使用壽命，而不必使用建設性措施的減速器結構。這一目標是通過權利要求1中特征部分對功能的詳細描述實現(xiàn)的。令發(fā)明者驚訝的是，大大延長了使用壽命的密封條能夠實現(xiàn)減速器的頻繁使用。 相應的實驗表明，這與密封條被工作介質的潤濕有關。相應地，發(fā)明者也認為，如果以脈沖的方式向減速器工作腔中多次引入指定數量的工作介質的話，這將有利于減速器密閉的非操作性?！懊}沖”可以理解為本發(fā)明是在一定的時間間隔內脈沖運動的。任何可能形狀和大小的控制脈沖，例如矩形脈沖、鋸齒狀脈沖、正弦脈沖、半圓形脈沖，或類似脈沖可能會考慮生成脈沖作用。少量工作介質一次次的脈沖引入可相應地理解為潤滑脈沖。這種隨時間模式不斷引入的潤滑脈沖能夠保持工作腔的密封條適當柔軟并冷卻密封條，以便延長密封條的使用壽命，實現(xiàn)減速器的工作腔與外界密封。這種潤滑脈沖所用的數量是相當小的，以便不會觸發(fā)或只輕微觸發(fā)減速器的制動作用，從而使本發(fā)明的操作方法最終對安裝有該減速器的車輛駕駛員沒有明顯的不利影響。以潤滑脈沖引入減速器的工作介質數量由減速器自身泵入，退出工作腔，以便只會發(fā)生短暫的輕微制動作用。根據本發(fā)明操作方法的一個具體實施例，該減速器能夠在脈沖期間以這種方式操作，脈沖的振幅和/或脈沖間的時間間隔是一定的。固定的時間間隔、恒定的振幅、和/或恒定的脈沖持續(xù)時間，以及時間間隔和/或振幅或脈沖時間長短的不同變化都是可能的。脈沖的持續(xù)時間也可能因工作介質向工作腔中引入的活化時間而改變。在本發(fā)明的一個特別有利的具體實施例中，脈沖的持續(xù)時間、振幅、和/或脈沖間的時間間隔能夠隨工作介質的溫度和/或其他特定變量而改變。這種特別有利的變體允許通過一種非常簡單的溫度測量，根據減速器的操作優(yōu)化潤滑脈沖的持續(xù)時間和所需數目，這是很容易實現(xiàn)。因此，舉例來說，隨著工作介質溫度的不斷上升，脈沖時間、振幅和/或脈沖間隔時間都是可以調整的，以便工作腔能夠更頻繁、 更深入的被工作介質潤濕。從整個運行情況看，這意味著能夠隨“溫度”這一操作參數可最小化潤滑脈沖的數目，也可能會使伴隨減速器中非常少量工作介質的能量損失最小化，以及使?jié)櫥}沖進入工作腔中所需要引入特定數量的工作介質最小化。此外，根據本發(fā)明的一個非常有利的革新，交替或額外的溫度、脈沖時間、振幅，和 /或脈沖間的時間間隔都可以作為減速器轉子的速度功能變化。這使得“溫度”這一運行參數的使用具有相對優(yōu)勢?！皽囟取焙汀稗D子速度”這兩個工作參數的組合能夠實現(xiàn)進一步優(yōu)化。此外，通過對該發(fā)明進行一個非常有利的革新，持續(xù)的脈沖時間、振幅和/或脈沖間的時間間隔可隨著安裝有減速器的車輛的速度功能而交替變化或額外變化。這種可選地提供車輛的速度值比減速器轉子的速度更容易地通過相應的控制單位實現(xiàn)。但是，如果該轉子通過在車輛動力傳動系統(tǒng)中的固定傳輸相耦合，這兩個變量間存在一個固定關系時，這兩個變量則是典型的例子。因此，如果與轉子速度相比，該速度更容易通過相應的車輛傳感系統(tǒng)獲得，那么就能很容易地利用車輛速度。例如，通過車輛的CAN 總線提供的速度信號可作為輸入變量用于確定一個潤滑脈沖的必要性。在本發(fā)明的一個特別有利的變體中，僅當超過工作介質的第一限制溫度時，或當超過轉子的限制速度和/或車輛的限制速度時，工作介質才被脈沖引入工作腔。根據一種可選的實施例，如果超過了工作介質的第一限制溫度，同時超過了轉子的第一限制速度和/ 或車輛的限制速度時，工作介質向工作腔的脈沖引入只發(fā)生在非制動操作中。在本發(fā)明的具體實施例中，潤滑脈沖的應用將只發(fā)生在運行狀態(tài)，這也是非常必要的，也就是如果該車輛和/或相應轉子的速度表明減速器和/或車輛的相應操作強度超過了工作介質的第一限制溫度時，這種潤滑脈沖是非常必要的。如果這兩個條件都不存在， 潤滑脈沖被免除，從而節(jié)省能量的消耗和相應的損失。這種方法的具體實施有助于潤滑脈沖數量和/或潤滑脈沖持續(xù)時間的優(yōu)化，這將在車輛和/或減速器運行的過程中長期進行。由于脈沖持續(xù)時間、振幅和/或脈沖間隔時間的功能變化，另一種變量是工作介質的粘度和/或依賴材料的潤滑性能，特別是石油。例如，持續(xù)時間和/或振幅或時間間隔可以作為工作介質的潤滑油類型的功能。這也需要考慮工作介質，特別是石油在操作過程中的使用壽命、潤滑脈沖之間的時間間隔和/或潤滑脈沖的持續(xù)時間或形式(例如振幅)
4會隨著工作介質的使用時間或減速器的作用次數和/或車輛行駛里程的增加，特別是時間間隔的縮短和/或持續(xù)時間或幅度的變化而增加。本發(fā)明可以特別有利的方式用于典型的石油減速器。此外，本發(fā)明還可用于使用如水或水混合物等的其他工作介質的減速器中。特別是，該發(fā)明也可用于將車輛冷卻水用作工作介質的水減速器，因為利用工作介質能夠通過相應的潤滑脈沖實現(xiàn)密封條較長的使用壽命以及工作腔的潤濕。本發(fā)明成果進一步的優(yōu)勢體現(xiàn)在其他的附屬項中，并將在典型實施例的基礎上， 參照圖示進行更加明確的描述。


圖1為本發(fā)明一種減速器的操作方法的可選變化圖；圖2為本發(fā)明一種減速器的操作方法的進一步變化，工作介質溫度的潤滑脈沖頻率圖；圖3為本發(fā)明一種減速器的操作方法的可選變化的流程圖。
具體實施例方式在車輛動力傳動系統(tǒng)中安裝的減速器作為一種無磨損的制動剎車裝置對于減速器技術領域的專業(yè)人員來說是普通且典型的，因此將不會對本發(fā)明設計的操作方法的具體內容進行描述。從根本上講，無論他們是否使用油、水和/或水混合物作為工作介質，水動力減速器的各項結構都可用于減速器操作方法的使用。充滿工作介質的減速器用于制動操作的方式不是或只是本發(fā)明的次要作用。從根本上講，通過適當的排列填充減速器的工作腔是可以想象且常見的，例如螺線管閥門、位于相應蓄池的工作介質，該蓄池比工作腔具有較高的壓力。只要打開閥門，工作介質便會流入到減速器的工作腔中。該減速器通常由轉子的運動清空，并將介質輸送回存儲室。此外，可以想象的是通過相應的輸送裝置(例如泵)將工作介質傳輸至減速器的工作腔中，用于制動操作。第三種典型的變化包括以一定體積儲存的工作介質，它具體與減速器工作腔類似的壓力。該存儲容量是一定的，從而避免工作介質自動流入減速器的工作腔中。此外，相應的可移動設備(例如活塞或隔膜)可具有一定的儲存體積。通過隔膜或活塞一側的相對壓力(例如空氣壓力)，超出存儲容量的工作介質被壓入減速器的工作腔，從而工作介質能夠盡快地填充減速器的工作腔。其他灌裝程序可想而知。本發(fā)明所提及的減速器操作方法在通過適當措施將特定數量的工作介質以脈沖方式引入減速器工作腔的過程中起著決定性作用。這可能以上述的第一和第三個實施例的變體實現(xiàn)，例如，存儲體積和工作腔之間的螺線管閥門在面向儲存體積的隔膜或活塞一側短暫開放和/或施加壓力是通過相應的閥門短暫作用的。在上述第二個變體中，這可能是通過輸送機部分在電力驅動輸送機相應的短暫啟動情況下實現(xiàn)的，例如，通過相應的電脈沖向輸送機馬達的電力脈沖。當然，它也可以通過離合器的脫離簡單切換填充泵，或是通過離合器提供相應的緩慢滑動來開關填充泵。同樣可知的是，填充泵水動力一側的相應轉換可首先通過減速器后簡單進入減速器。根據上述對具體實施例及其變種的描述，本領域的專業(yè)技術人員能夠通過相應的脈沖，獲得將工作介質脈沖引入減速器工作腔的多種變異方法。根據本發(fā)明的方法，只因觸發(fā)了潤滑脈沖，引入到運行狀態(tài)的減速器中的工作介質量對于本發(fā)明來說是相當重要的。根據本類型的發(fā)明的第一種潤滑脈沖變體由圖1中的圖表所示。一旦對減速器不進行制動操作，相應的脈沖將傳遞到閥門或傳送裝置的電動馬達，為了將工作介質脈沖引入減速器的工作腔。由圖1顯示了一個典型的具體實施例，其中特定常數的脈沖持續(xù)時間 At大約為50至250毫秒，特別是在大約100毫秒時啟動。圖1中所選實例的矩形脈沖只是一種可能的實例。此外，也可想到其他形狀的脈沖，例如鋸齒狀、正弦波、梯形、半圓形，或其他形狀的脈沖。通過這種脈沖，工作介質可以在很短的時間里引入減速器的工作腔。根據脈沖的持續(xù)時間確定工作介質的引入量。對于一個工作腔容積大約為3至9升的減速器來說，50至100毫升的工作介質完全是足夠的。在制動操作中，潤滑脈沖引入的工作介質填充量小于5%，且最好小于2%。相對少量的工作介質可防止發(fā)生制動和/或這類車輛司機可察覺的制動作用。減速器轉子的旋轉需要有足夠數量工作介質，以實現(xiàn)減速器工作腔的相應濕度和特定區(qū)域的密封。通過這種對非制動操作中的減速器密封條的脈沖潤濕，能夠更好的實現(xiàn)減速器密封性，延長密封條的使用壽命。圖1所示的具體實施例的一種操作方法并不是按比例顯示的，其中y軸表示具體的電流I，電流通過特定的脈沖傳導至閥門并打開該閥門，以確保在打開閥門的脈沖操作過程中，工作介質能夠到達工作腔。如圖1所示，使用了上述恒定的脈沖持續(xù)時間At，在固定的時間間隔內(、-、)觸發(fā)。利用這種非常簡單高效的方法，每當減速器在非制動操作時， 潤滑脈沖能夠以脈沖的方式引入工作腔。例如，在此選擇了大約為100毫秒的脈沖持續(xù)時間和10至250秒，最好是60至120秒的脈沖間隔。圖1以示例的形式顯示了在減速器的非制動操作中，可向減速器工作腔脈沖引入工作介質的其他脈沖形狀。在當前情況下，正弦曲線或拱形曲線和鋸齒狀曲線，以及各種具有不同且交替振幅的矩形脈沖是可選的脈沖形狀。除了鋸齒狀曲線，也可以選擇按時間順序遞增的曲線和/或按時間順序遞減的曲線。當然，也可根據本發(fā)明選擇其他脈沖形狀。在圖2中，以各潤滑脈沖時間間隔的對數形式表示潤滑脈沖頻率。此方法也以特別簡單且有效的方式使用了恒定的脈沖持續(xù)時間At，并根據所使用的減速器統(tǒng)一要始終到達工作腔的工作介質的指定數量，確定選定潤滑脈沖的持續(xù)時間，從而對應于上述數量規(guī)范，以免造成潤滑脈沖導致的不希望發(fā)生的減速器制動作用。圖2所示的具體實施例的χ軸表示減速器工作介質的溫度T。需要指出的是第一限制溫度T1是各潤滑脈沖之間的恒定持續(xù)時間，例如在180秒實現(xiàn)相應頻率f\。隨著工作介質溫度超過上述的第一限制溫度T1,該頻率在各潤滑脈沖之間線性增長。通過y軸所示的頻率對數，這種線性增長呈現(xiàn)出相應的對數曲線。這種線性增長直到工作介質的第二個限制溫度T2。當超過第二個限制溫度T2時，在各潤滑脈沖之間確定了特定的恒定持續(xù)時間。 由于限制溫度T2通常發(fā)生在減速器中較高的溫度范圍，這里的潤滑脈沖頻率相對較高。各潤滑脈沖之間的持續(xù)時間可能是10秒。減速器在第一限制溫度T1和第二限制溫度T2之間的操作情況下，通常在源自15至25，特別是15至20因子的這兩種頻率之間選擇適當的潤滑脈沖線性曲線。除了線性曲線，也可有其他的關系，例如階梯曲線、二次曲線，對數曲線，等等。當然也可設想其他因素。選擇使用工作介質溫度，以便檢測減速器的負荷并控制潤滑脈沖的相應頻率，潤滑脈沖的頻率也可隨著其他各種功能而變化，例如，由于相對固定傳輸的動力傳動系統(tǒng)的減速器的結合中，隨著簡單測量轉子轉速功能，或隨安裝有減速器的車輛的行駛速度而變化，潤滑脈沖的頻率與減速器轉子的轉速成正比，所以能夠很簡單的進行衡量。在使用初級減速器的情況下，也可使用發(fā)動機轉速。一般來說，任何變量或速度可以用于減速器驅動轉子速度的推斷，這也是與之成比例的。當然，這些值也可以彼此相應結合。，在相應的變體被激活之前，在潤滑脈沖是否需要使用的情況下，通過相應的速度或速率變化可獲得一種變體。圖3以流程圖的形式顯示了相對復雜的控制潤滑脈沖的方法。首先，在戰(zhàn)略上檢查轉子的速率η是否超過特定的限制速度η。。另外，也可檢測車輛的運行速度，這與第二個減速器中的轉子速度呈正比。一旦轉子轉速η超過指定的限制速度η。，相應的控制器將啟動潤滑脈沖，在此通過正方形的盒子表示。這種潤滑脈沖在圖2中進行了詳細的解釋。如果轉子的相對轉速η不超過限制速度η。，依然可進行工作介質的相對溫度測量分析。如果這個溫度T高于第一限制溫度T1,那么將啟動潤滑脈沖I程序的相應作用。當然，圖2中詳細描述的程序也能夠用于此處，低于限制溫度T1的潤滑脈沖之間的恒定間隔部分也將在限制溫度T1存在的情況下啟動。如果不存在限制溫度T1,工作介質的溫度T將低于這個限制溫度T1,程序也將終止于這一點，而無需激活相應的潤滑脈沖。在連續(xù)或指定的時間間隔進行速度或速率和溫度的測量，如果該值超過特定的限制值時，則開始執(zhí)行相應的反應。在此所描述的方法順序尤其有效，因為它只當絕對必要時，特別是轉子轉速超過相應的限制速度，或當減速器工作腔中具有相應的高溫，即每當減速器加載相應的工作時才會激活減速器的潤滑脈沖。該潤滑脈沖的激活可指定類似于圖1中圖表所示的相應恒量值，或使用相應的“智能”控制器，后者反過來又提供了潤滑脈沖頻率的相應變化，可發(fā)揮其他已測量值的功能，例如轉子轉速或車輛速度，從而使減速器獲得最佳運行狀態(tài)的潤滑。此外，負荷狀態(tài)的減速器也可能不適合潤滑脈沖的頻率，更確切的是脈沖長度或持續(xù)時間△〖，例如作為溫度和/或轉子速度或車輛速度的功能。因為用于潤滑脈沖的工作介質量總是與可能的制動作用突發(fā)問題相關，對該變量的控制作用相對較高。也可以想到的是提供一個學習控制組件，特別是電子控制組件(ECU)，后者可識別配置文件或驅動器運轉，并制定潤滑脈沖，特別是各脈沖之間的持續(xù)時間和/或時間間隔， 發(fā)揮檢測使用資料或驅動器行為的功能。當然，從本質上講振幅也是可以進行調整的，以確定每個脈沖的注入量和脈沖的持續(xù)時間。最后，需要列出一些典型值，從而可以理解對減速器移動的操作方法改變。因此， 例如100°C至140°C之間，最好約120°C的溫度可作為用油減速器的第一限制溫度，150°C 至200°C之間，最好約180°C的溫度可作為第二限制溫度。對于水減速器來說，溫度要相應降低，通常第一限制溫度在100°C至110°C之間，最好約105°C，而第二限制溫度在110°C至 120°C之間，最好約112°C至115°C。正如上文已經描述的那樣，典型的脈沖持續(xù)時間為50至250毫秒，主要不依賴工作介質，所以在制動操作中，隨著潤滑脈沖到達減速器工作腔中的工作介質填充量通常少于5%，且最好小于2%。該結構允許在已存在的系統(tǒng)中，通過對控制器進行簡單的改變來改造相應的操作方法。對于安裝有減速器的車輛操作者來說，該操作方法的優(yōu)勢并不是顯而易見的，但它卻會提供更長使用壽命的減速器密封條和/或更好的減速器密封條。盡管本發(fā)明的內容已經通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1. 一種至少含有一個工作腔的水動力減速器操作方法，1.1操作的減速器中充滿了工作介質，1.2基本上是非制動操作，其特征在于，1.3非制動操作時一種特定的工作介質以脈沖的方式被引入減速器的工作腔。
2.如權利要求1所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，在脈沖的振幅時間 (At)，頻率，脈沖之間的時間間隔(T2-T1)是以工作介質的溫度⑴為進行調整。
3.如權利要求1或2所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，脈沖持續(xù)時間 (At)，頻率，脈沖之間的時間間隔(T2-T1)是以減速器轉子速度(η)為基礎進行調整。
4.如權利要求1，2或3所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，脈沖持續(xù)時間 (△t)，頻率，脈沖之間的時間間隔(T2-T1)是以裝備減速器的交通工具的速度為基礎進行調整。
5.如權利要求1所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，脈沖持續(xù)時間(At)，頻率，脈沖之間的時間間隔(T2-T1)是以工作介質的溫度(T)和裝備減速器的交通工具的速度或減速器轉子速度(η)為基礎進行調整。
6.如權利要求1至5所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，單個脈沖和保持頻率的特定的持續(xù)時間(Δ )，脈沖之間的時間間隔(Τ2-Τ1)是變化的。
7.如權利要求1至6所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，當如下情況發(fā)生時工作介質才會由脈沖引進工作腔，7. 1超出了工作介質指定的第一限制溫度(Tl)；和/或7.2超出了減速器轉子的限制溫度(no)和/或交通工具的限制速度。
8.如權利要求1、2、6或7所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，脈沖之間的時間間隔α2-、)是低于第一限制溫度值(T1)的恒量，此外，可選擇更高的，尤其是可穩(wěn)步升高的脈沖間的時間間隔α2-、)，溫度在第一限制溫度(T1)和第二限制溫度(T2)間升高，其中第二限制溫度(T2)比第一限制溫度(T1)高得多，并且脈沖間的時間間隔α2-、)在第二限制溫度(T2)以上保持在恒定的第二值。
9.如權利要求8所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，第一個值是第二個值的 15 至Ij 20 倍。
10.如權利要求1至9所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，剎車操作中工作腔的工作介質量應少于10 %，最好少于5%或2%。
11.如權利要求1至10所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，脈沖間隔時間 (At)的選擇長度為50-250ms，60-120ms更好。
12.如權利要求1至11所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，工作介質為油。
13.如權利要求1至11所述的一種減速器的操作方法，其特征在于，水或水混合物，裝備減速器的交通工具的冷卻水，都可以作為工作介質。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種水動力減速器的操作方法。在制動模式下，該減速器至少有一個工作腔填充有工作介質，而在非制動模式下，工作腔則排空工作介質。根據本發(fā)明，在非制動模式下，指定量的工作介質被脈沖進入減速器的工作腔中。這可以持續(xù)發(fā)生，也可以作為可選的測量變量發(fā)揮作用。
文檔編號B60T10/02GK102239072SQ200980129224
公開日2011年11月9日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權日2008年12月3日
發(fā)明者于爾根·貝茨, 羅蘭·舍雷爾, 蒂爾曼·胡特 申請人:沃易斯專利有限公司