輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，它包括行星齒輪系、摩擦制動器、電機及液力緩速器，行星齒輪系包括行星架、太陽輪、齒圈和多個行星齒輪，行星齒輪設置在太陽輪和齒圈之間，并且分別與太陽輪和齒圈相嚙合，齒圈與輪轂固定連接，行星齒輪還安裝在行星架上，行星架呈固定狀，摩擦制動器包括制動鉗體、摩擦塊組和制動盤，制動盤與輪轂固定連接，摩擦塊組安裝在制動鉗體上，并且其與制動盤相配合，液力緩速器具有動輪、定輪和殼體，定輪與殼體固定連接，電機的旋轉軸的一端通過電磁離合器與動輪連接，電機的旋轉軸的另一端與太陽輪固定連接。本發(fā)明不僅結合了摩擦制動器、電機再生制動及液力緩速器的功能，而且可以消除液力緩速器的空損能耗。
【專利說明】輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置,屬于車輛制動【技術領域】。

【背景技術】
[0002]目前，輪轂電機式載重車輛在長時間持續(xù)制動、高強度制動或頻繁制動時，制動盤或制動鼓溫度會大幅度升高，使得摩擦因數下降、磨損程度加重，出現(xiàn)制動效能部分甚至全部損失的危險熱衰退現(xiàn)象。雖然制動防抱死系統(tǒng)(ABS)、電子制動力分配系統(tǒng)(EBD)等的應用提高了車輛制動的穩(wěn)定性和可靠性，但是它們對制動器的熱衰退現(xiàn)象作用甚微。目前，包括我國在內的許多國家已明確規(guī)定一定規(guī)格以上的客車、載重車必須安裝輔助制動裝置，有效分流制動器的負荷，提高車輛制動安全性能。緩速器是車輛輔助制動裝置之一，主要有液力緩速器和電渦流緩速器兩種。
[0003]液力緩速器，也稱為液力減速器，一般安裝于變速器前面或后面，內部設有動輪與定輪，動輪與液力緩速器輸入軸相連接，定輪與液力緩速器殼體相連接。變速器輸入軸或輸出軸帶動液力緩速器輸入軸轉動，工作時工作腔內根據要求充入一定量油液，動輪帶動油液轉動沖擊定輪，將一部分車輛制動能量轉變?yōu)橛鸵旱臒崮?，通過冷卻散熱系統(tǒng)散發(fā)掉，實現(xiàn)車輛緩速制動、提高抗熱衰退性能的目的。但是，這種液力緩速器作用于各個車輪的緩速制動力矩不可獨立調節(jié)，且需要油-水熱交換器及其與發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的連接管道，體積較大、成本偏高、裝配相對困難。由于輪轂電機式載重車輛取消了傳統(tǒng)載重車輛的傳動系統(tǒng)及發(fā)動機，因此上述液力緩速器不適用于輪轂電機式載重車輛。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，它不僅結合了摩擦制動器、電機再生制動及液力緩速器的功能，通過協(xié)調摩擦制動器、再生電機及液力緩速器工作，可以在保證制動穩(wěn)定性、舒適性的前提下，充分利用再生電機回收制動能量，必要時開啟液力緩速器分流制動負荷，降低摩擦制動器磨損，防止熱衰退現(xiàn)象發(fā)生，而且可以消除液力緩速器的空損能耗。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是:一種輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，它包括行星齒輪系、摩擦制動器、電機及液力緩速器，行星齒輪系包括行星架、太陽輪、齒圈和多個行星齒輪，行星齒輪設置在太陽輪和齒圈之間，并且分別與太陽輪和齒圈相嚙合，齒圈與輪轂固定連接，行星齒輪還安裝在行星架上，行星架呈固定狀，摩擦制動器包括制動鉗體、摩擦塊組和制動盤，制動盤與輪轂固定連接，摩擦塊組安裝在制動鉗體上，并且其與制動盤相配合以便當車輛制動使制動鉗體動作時，制動鉗體將摩擦塊組壓向制動盤產生摩擦制動力阻礙輪轂轉動，液力緩速器具有動輪、定輪和殼體，殼體內設置有緩速工作腔，殼體、電機殼體和制動鉗體依次固定連接，定輪和動輪均設置在緩速工作腔內，并且定輪與殼體固定連接，電機的旋轉軸的一端通過電磁離合器與動輪連接，電機的旋轉軸的另一端與太陽輪固定連接，電磁離合器設置在動輪與電機的旋轉軸之間以便通過電磁離合器的接合或分離驅使動輪和電機的旋轉軸的同步轉動或相對轉動。
[0006]進一步為了實現(xiàn)對液力緩速器內冷卻介質的冷卻和散熱，所述的液力緩速器還具有冷卻散熱系統(tǒng)，所述的液力緩速器還具有冷卻散熱系統(tǒng)，該冷卻散熱系統(tǒng)包括泵、進口管道、出口管道和散熱器，緩速工作腔的出口、出口管道、散熱器、進口管道和緩速工作腔的進口依次相連通形成一冷卻介質循環(huán)回路，所述的泵的旋轉軸與動輪固定連接，并且泵的壓力部連接在冷卻介質循環(huán)回路中以便當電磁離合器接合時泵工作帶動冷卻介質回路內的冷卻介質流動。
[0007]進一步為了能夠收集冷卻介質循環(huán)回路內的水蒸氣，同時滿足液力緩速器工作時對冷卻介質液量的要求，冷卻介質回路上連接有補償介質箱。
[0008]進一步為了能夠調節(jié)液力緩速器的充液量，進而控制液力緩速器的緩速制動轉矩，冷卻散熱系統(tǒng)還包括控制進口管道內冷卻液流通量的進口節(jié)流控制閥以及控制出口管道內冷卻液流通量的出口節(jié)流控制閥，所述的進口節(jié)流控制閥連接在進口管道上，所述的出口節(jié)流控制閥連接在出口管道上。
[0009]進一步提供了一種進口節(jié)流控制閥和/或出口節(jié)流控制閥的具體結構，進口節(jié)流控制閥和/或出口節(jié)流控制閥包括驅動電機、閥芯和絲桿機構以及開有流通通道的閥體，驅動電機通過絲桿機構與閥芯活動連接，閥芯位于流通通道內并通過驅動驅動電機帶動閥芯在流通通道內移動從而改變流通通道的流通截面大小。
[0010]進一步為了增強散熱器的散熱能力，冷卻散熱系統(tǒng)還包括溫度傳感器和冷卻風扇，溫度傳感器設置在緩速工作腔的出口處以便用于感應冷卻介質的溫度，冷卻風扇的出風口正對散熱器，并且冷卻風扇和溫度傳感器相配合以便當冷卻介質溫度超過閾值時則開啟冷卻風扇工作和當冷卻介質溫度低于閾值使關閉冷卻風扇。
[0011]進一步提供了一種電磁離合器的具體結構，所述的電磁離合器包括導磁盤、磁粉、磁粉室和可外接電源的激勵線圈，導磁盤固套在電機的旋轉軸上，激勵線圈安裝在動輪上與導磁盤相對應的部位上，磁粉分布于磁粉室內，并且磁粉室位于激勵線圈和導磁盤之間。
[0012]進一步，所述激勵線圈通過電性組件與外部電源相連接，該電性組件包括滑環(huán)、碳刷和繼電器，激勵線圈、滑環(huán)、碳刷和繼電器依次相電性連接后與外部電源連接。
[0013]采用了上述技術方案后，本發(fā)明具有以下的有益效果:
1、本發(fā)明集成了摩擦制動器、液力緩速器及電機再生制動功能，結構緊湊，且每個輪轂上均安裝一個本裝置，各個輪轂的緩速制動力矩可以獨立調節(jié)，適用于三者間高質量的集成控制策略；
2、本發(fā)明采用獨立散熱系統(tǒng)，利用散熱器散熱，散熱器可以安裝于車輛底部，利用車輛底部空氣流散熱，取消了油-水熱交換器，不依賴于傳統(tǒng)的發(fā)動機散熱系統(tǒng)，具有結構簡單、布置方便、散熱效果好等優(yōu)點；
3、本發(fā)明能夠通過控制電磁離合器的接入和分開，從而有效地消除液力緩速器的空損能耗，提供有效緩速制動功能；
4、本發(fā)明的泵由車輪帶動，可以進一步利用車輛制動能量；
5、本發(fā)明不依賴于傳統(tǒng)載重車輛的傳動系統(tǒng)，適合于輪轂電機式載重車輛。
[0014]6、本發(fā)明通過控制出口節(jié)流控制閥和進口節(jié)流控制閥，從而分別控制出口管道和進口管道的流通量，從而提供有效地車輛緩速制動力矩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明的電磁離合器的結構示意圖；
圖3是本發(fā)明的進口節(jié)流控制閥和出口節(jié)流控制閥的結構示意圖；
圖4是本發(fā)明的液力緩速器的散熱器的俯視示意圖。

【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0017]如圖f 4所示，一種輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，它包括行星齒輪系、摩擦制動器、電機21及液力緩速器，行星齒輪系包括行星架3、太陽輪4、齒圈22和多個行星齒輪5，行星齒輪5設置在太陽輪4和齒圈22之間，并且分別與太陽輪4和齒圈22相嚙合，齒圈22與輪轂I固定連接，行星齒輪5還安裝在行星架3上，行星架3呈固定狀，摩擦制動器包括制動鉗體7、摩擦塊組8和制動盤6，制動盤6與輪轂I固定連接，摩擦塊組8安裝在制動鉗體7上，并且其與制動盤6相配合以便當車輛制動使制動鉗體7動作時，制動鉗體7將摩擦塊組8壓向制動盤6產生摩擦制動力阻礙輪轂I轉動，液力緩速器具有動輪
11、定輪10和殼體，殼體內設置有緩速工作腔，殼體、電機殼體和制動鉗體7依次固定連接，定輪10和動輪11均設置在緩速工作腔內，并且定輪10與殼體固定連接，電機21的旋轉軸9的一端通過電磁離合器20與動輪11連接，電機21的旋轉軸9的另一端與太陽輪4固定連接，電磁離合器20設置在動輪11與電機21的旋轉軸9之間以便通過電磁離合器20的接合或分離驅使動輪11和電機21的旋轉軸9的同步轉動或相對轉動。電機21得電工作時，行星架3固定，旋轉軸9通過太陽輪4帶動齒圈及固定在輪轂I上的車輪2轉動，驅動汽車行駛；車輛制動時，車輪2通過輪轂1、齒圈、太陽輪4帶動電機21旋轉軸9轉動發(fā)電，回收部分制動能量，且產生一定的制動力矩。當需要液力緩速器工作時，電磁離合器20吸合，電機21的旋轉軸9帶動動輪11轉動,產生緩速制動力矩；當不需要液力緩速器工作時，電磁離合器20分離，電機21的旋轉軸9與動輪11間動力傳遞斷開，動輪11不轉動，可以消除液力緩速器的空損能耗。
[0018]如圖1所示，液力緩速器還具有冷卻散熱系統(tǒng)，該冷卻散熱系統(tǒng)包括泵12、進口管道、出口管道和散熱器16，緩速工作腔的出口、出口管道、散熱器16、進口管道和緩速工作腔的進口依次相連通形成一冷卻介質循環(huán)回路，泵12的旋轉軸與動輪11固定連接，并且泵12的壓力部連接在冷卻介質循環(huán)回路中以便當電磁離合器20接合時泵12工作帶動冷卻介質回路內的冷卻介質流動。如圖1所示，冷卻介質回路上連接有補償介質箱14。如圖1所示，冷卻散熱系統(tǒng)還包括溫度傳感器19和冷卻風扇15，溫度傳感器19設置在緩速工作腔的出口處以便用于感應冷卻介質的溫度，冷卻風扇15的出風口正對散熱器16，并且冷卻風扇15和溫度傳感器19相配合以便當冷卻介質溫度超過閾值時則開啟冷卻風扇15工作和當冷卻介質溫度低于閾值使關閉冷卻風扇15。若油液溫度達到允許的上限值，則控制單元限制液力緩速器工作，并通過警告指示燈或聲響提醒駕駛員注意。補償介質箱14安裝于車輛尾部的下方，位置較散熱器16等稍高。冷卻風扇15、散熱器16及百葉窗17連接為一體，安裝于車輛后側的下方，基本平行于地面。液力緩速器不工作時，百葉窗17關閉，減小空氣阻力；液力緩速器工作時，百葉窗17打開，車輛底部空氣流經過散熱器16帶走冷卻介質熱量，若冷卻介質溫度仍然偏高，則可啟動冷卻風扇15進行強制散熱。泵12殼體與液力緩速器的殼體固定連接，其旋轉軸與動輪11固定連接，電磁離合器20接合時，泵12旋轉軸隨動輪11 一起轉動，將油液壓入液力緩速器工作腔內。
[0019]如圖1所示，冷卻散熱系統(tǒng)還包括控制進口管道內冷卻液流通量的進口節(jié)流控制閥13以及控制出口管道內冷卻液流通量的出口節(jié)流控制閥18，進口節(jié)流控制閥13連接在進口管道上，出口節(jié)流控制閥18連接在出口管道上。如圖3所示，進口節(jié)流控制閥13和/或出口節(jié)流控制閥18包括驅動電機13-2、閥芯13-3和絲桿機構以及開有流通通道的閥體13-1，驅動電機13-2通過絲桿機構與閥芯13-3活動連接，閥芯13_3位于流通通道內并通過驅動驅動電機13-2帶動閥芯13-3在流通通道內移動從而改變流通通道的流通截面大小?？刂茊卧鶕枰刂乞寗与姍C13-2轉動，通過絲桿機構將驅動電機13-2的旋轉運動轉變?yōu)殚y芯13-3的直線移動，使節(jié)流控制閥的流通截面發(fā)生變化。進口節(jié)流控制閥13與散熱器16出口相連接，冷卻介質通過其進入緩速工作腔；出口節(jié)流控制閥18與散熱器16入口相連接，吸能升溫后的油液由其進入散熱器16。若進口節(jié)流控制閥13流通截面大、出口節(jié)流控制閥18流通截面小，則液力緩速器的充液率高，制動力矩大；若進口節(jié)流控制閥13流通截面小、出口節(jié)流控制閥18流通截面大，則液力緩速器的充液率低，制動力矩小。
[0020]如圖2所示，電磁離合器20包括導磁盤20-6、磁粉20_2、磁粉室和可外接電源的激勵線圈20-3，導磁盤20-6固套在電機13-2的旋轉軸上，激勵線圈20_3安裝在動輪11上與導磁盤20-6相對應的部位上,磁粉20-2分布于磁粉室內，并且磁粉室位于激勵線圈20-3和導磁盤20-6之間。激勵線圈20-3通過電性組件與外部電源相連接，該電性組件包括滑環(huán)、碳刷20-1和繼電器，激勵線圈、滑環(huán)、碳刷20-1和繼電器依次相電性連接后與外部電源連接。激磁線圈20-3安裝于動輪殼體20-4內，通過碳刷20-1、滑環(huán)、繼電器與電源相連接，獲得供電后周圍產生磁場。動輪11通過滾動軸承20-5與電機旋轉軸9相連接，兩者在激磁線圈20-3沒有電流通過時可以自由轉動。磁粉20-2為可以磁化的30?50 μ m鋼微粒粉末，在激磁線圈20-3沒有電流通過時，磁粉20-2沒有受到磁場作用，松散地分布于磁粉室內，電磁離合器20為分離狀態(tài)，此時電機21的旋轉軸9與動輪11可以自由轉動；在激磁線圈20-3有電流通過時，磁粉20-2在磁場作用下快速凝固，由“松散”狀態(tài)豎起呈鏈狀，在磁場中形成“固體磁鏈”，電磁離合器20為接合狀態(tài),將電機21的旋轉軸9與動輪11連接為一體。導磁盤20-6通過花鍵與電機21的旋轉軸9相連接，隨著電機21的旋轉軸9 一起轉動。液力緩速器不工作時，電磁離合器20分離，電機21的旋轉軸9不能帶動動輪11轉動，可以消除液力緩速器的空損能耗；液力緩速器工作時，電磁離合器20接合，電機21的旋轉軸9帶動動輪11旋轉，實現(xiàn)車輛緩速制動功能。
[0021]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，其特征在于:它包括行星齒輪系、摩擦制動器、電機(21)及液力緩速器，行星齒輪系包括行星架(3)、太陽輪(4)、齒圈(22)和多個行星齒輪(5)，行星齒輪(5)設置在太陽輪(4)和齒圈(22)之間，并且分別與太陽輪(4)和齒圈(22)相嚙合，齒圈(22)與輪轂(I)固定連接，行星齒輪(5)還安裝在行星架(3)上，行星架(3)呈固定狀，摩擦制動器包括制動鉗體(7)、摩擦塊組(8)和制動盤(6)，制動盤(6)與輪轂(I)固定連接，摩擦塊組(8)安裝在制動鉗體(7)上，并且其與制動盤(6)相配合以便當車輛制動使制動鉗體(7)動作時，制動鉗體(7)將摩擦塊組(8)壓向制動盤(6)產生摩擦制動力阻礙輪轂(I)轉動，液力緩速器具有動輪(11)、定輪(10 )和殼體，殼體內設置有緩速工作腔，殼體、電機殼體和制動鉗體(7 )依次固定連接，定輪(10 )和動輪(11)均設置在緩速工作腔內，并且定輪(10)與殼體固定連接，電機(21)的旋轉軸(9)的一端通過電磁離合器(20)與動輪(11)連接，電機(21)的旋轉軸(9)的另一端與太陽輪(4)固定連接，電磁離合器(20)設置在動輪(11)與電機(21)的旋轉軸(9)之間以便通過電磁離合器(20)的接合或分離驅使動輪(11)和電機(21)的旋轉軸(9)的同步轉動或相對轉動。
2.根據權利要求1所述的輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，其特征在于:所述的液力緩速器還具有冷卻散熱系統(tǒng)，該冷卻散熱系統(tǒng)包括泵(12)、進口管道、出口管道和散熱器(16)，緩速工作腔的出口、出口管道、散熱器(16)、進口管道和緩速工作腔的進口依次相連通形成一冷卻介質循環(huán)回路，所述的泵(12)的旋轉軸與動輪(11)固定連接，并且泵(12)的壓力部連接在冷卻介質循環(huán)回路中以便當電磁離合器(20)接合時泵(12)工作帶動冷卻介質回路內的冷卻介質流動。
3.根據權利要求2所述的輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，其特征在于:冷卻介質回路上連接有補償介質箱(14)。
4.根據權利要求2或3所述的輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，其特征在于:冷卻散熱系統(tǒng)還包括控制進口管道內冷卻液流通量的進口節(jié)流控制閥(13)以及控制出口管道內冷卻液流通量的出口節(jié)流控制閥(18)，所述的進口節(jié)流控制閥(13)連接在進口管道上，所述的出口節(jié)流控制閥(18)連接在出口管道上。
5.根據權利要求4所述的輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，其特征在于:進口節(jié)流控制閥(13)和/或出口節(jié)流控制閥(18)包括驅動電機(13-2)、閥芯(13-3)和絲桿機構以及開有流通通道的閥體(13-1)，驅動電機(13-2)通過絲桿機構與閥芯(13-3)活動連接，閥芯(13-3)位于流通通道內并通過驅動驅動電機(13-2)帶動閥芯(13-3 )在流通通道內移動從而改變流通通道的流通截面大小。
6.根據權利要求2或3所述的輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，其特征在于:冷卻散熱系統(tǒng)還包括溫度傳感器(19)和冷卻風扇(15)，溫度傳感器(19)設置在緩速工作腔的出口處以便用于感應冷卻介質的溫度，冷卻風扇(15)的出風口正對散熱器(16)，并且冷卻風扇(15)和溫度傳感器(19)相配合以便當冷卻介質溫度超過閾值時則開啟冷卻風扇(15)工作和當冷卻介質溫度低于閾值使關閉冷卻風扇(15)。
7.根據權利要求1或2或3所述的輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，其特征在于:所述的電磁離合器(20)包括導磁盤(20-6)、磁粉(20-2)、磁粉室和可外接電源的激勵線圈(20-3)，導磁盤(20-6 )固套在電機(13-2)的旋轉軸上，激勵線圈(20-3)安裝在動輪(11)上與導磁盤(20-6)相對應的部位上,磁粉(20-2)分布于磁粉室內，并且磁粉室位于激勵線圈(20-3)和導磁盤(20-6)之間。
8.根據權利要求7所述的輪轂電機式載重車輛機電液復合制動裝置，其特征在于:所述激勵線圈(20-3 )通過電性組件與外部電源相連接，該電性組件包括滑環(huán)、碳刷(20-1)和繼電器，激勵線圈、滑環(huán)、碳刷(20-1)和繼電器依次相電性連接后與外部電源連接。
【文檔編號】B60T11/04GK104192113SQ201410470800
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權日:2014年9月16日
【發(fā)明者】唐金花, 王奎洋 申請人:江蘇理工學院