專利名稱：用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液力機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
液力機(jī)械是以流體(液體或氣體)為工作介質(zhì)與能量載體的機(jī)械設(shè)備。液力機(jī)械的工作過程，是流體的能量與機(jī)械的機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換或不同能量的流體之間能量傳遞的過程。包括液力偶合器、液力變矩器、液力緩速器等以液體為工作介質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換裝置。此 處以液力緩速器為例說明，工作腔由帶有葉片的轉(zhuǎn)子和同樣帶有葉片的定子組成。制動(dòng)作用是通過向工作腔中注入及排空工作介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)子葉片與介質(zhì)的相互作用力是慣性力。該力作用在轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片上，因而產(chǎn)生了功(正或負(fù)，視力與葉片運(yùn)動(dòng)的方向而定)，此功即為介質(zhì)與機(jī)器之間的能量轉(zhuǎn)換量。液力機(jī)械被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域，由于液力傳動(dòng)的工作介質(zhì)是液體，故能吸收并減少來自發(fā)動(dòng)機(jī)和外載荷的振動(dòng)與沖擊。這就是液力傳動(dòng)的濾波性能和過載保護(hù)功能，因而可提高車輛的使用壽命?，F(xiàn)有應(yīng)用于車輛上的液力機(jī)械大多采用與變速箱集成在一起的做法，部分或完全的利用變速箱的油泵提供緩速器所需油液，這樣液力緩速器可使用變速器的潤滑油液，并且可利用變速器散熱器進(jìn)行散熱。通過這樣的設(shè)計(jì)可以達(dá)到很高的集成效果，但是這就給變速器的設(shè)計(jì)帶來了很高的難度，使得變速器的設(shè)計(jì)、加工等過于復(fù)雜。其次利用控制流體(車輛上大部分使用經(jīng)空氣壓縮泵增壓的氣體)作用于工作介質(zhì)并將其壓入工作腔。尤其是液力緩速器大多采用該類型的方法。通常情況下從汽車儲氣罐來的高壓氣體經(jīng)過減壓系統(tǒng)，優(yōu)選閥形式的減壓裝置來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過減壓后的氣體作用于工作介質(zhì)容器上部，將工作介質(zhì)通過管路或調(diào)壓系統(tǒng)壓入液力緩速器的工作腔。通過轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)轉(zhuǎn)將工作介質(zhì)加速并沖擊定子葉片，通過工作介質(zhì)間的摩擦以及工作介質(zhì)與葉片沖擊損失，將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為工作介質(zhì)的熱能。在液力緩速器工作液壓回路中設(shè)有散熱器，可將熱量散發(fā)到空氣或散熱介質(zhì)中。這就實(shí)現(xiàn)了液力緩速器的制動(dòng)作用。為了使液力緩速器快速退出工作，工作介質(zhì)容器上部的高壓氣體要快速排出。但是這時(shí)的工作介質(zhì)與高壓氣體都已經(jīng)被制動(dòng)產(chǎn)生的熱量加熱到很高溫度，高壓氣體在排出時(shí)快速減壓，根據(jù)貝努力方程式這時(shí)氣體的壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使氣體高速噴出工作介質(zhì)容器。為了使液力緩速器工作精度更高或?qū)崿F(xiàn)車輛的恒速運(yùn)行，控制氣體總是以高頻充入、排出工作介質(zhì)容器。這樣會(huì)使氣體壓力頻繁變化，也使得氣體流速變化很快。共知的是液體中氣體的溶解量是和壓力成正比；其次氣體的溶解速度還取決于油液與氣體摻混及流速。試驗(yàn)證明溶解于油液中的空氣，對油液的物理性能沒有什么直接的影響。但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的液力機(jī)中液體被高速攪動(dòng)，并產(chǎn)生高溫，使得工作介質(zhì)中夾雜大量氣體。溶解于油液中的空氣隨著油液流動(dòng)，因壓力下降會(huì)析出大量空氣來，在高速排出工作介質(zhì)容器時(shí)會(huì)帶出大量油液。這既影響了液力機(jī)的工作性能又污染了環(huán)境?，F(xiàn)有的技術(shù)多使用在氣體排出部分應(yīng)用撞擊回轉(zhuǎn)式、離心式、含有各種濾芯的除油器或減壓室、節(jié)流閥等復(fù)雜腔室及閥體等方法來分離并回收由于控制氣體排出所帶出的油液。所以綜上所述現(xiàn)有的液力機(jī)用于解決控制氣體排出工作容器時(shí)所帶出的油液多采用復(fù)雜的閥體、管路、減壓室、除油器、過濾器等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上訴問題，提供一種將工作介質(zhì)與控制氣體分離，且控制氣體的壓力仍然可以作用于工作介質(zhì)上的囊式結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，包括工作介質(zhì)容器和設(shè)置于工作介質(zhì)容器中的彈性氣囊；該氣囊將控制工作介質(zhì)流動(dòng)的控制流體和工作介質(zhì)隔
離。 本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于工作介質(zhì)容器連接液力機(jī)械循環(huán)管路；氣囊通過電氣閥連接氣源，工作介質(zhì)位于工作介質(zhì)容器內(nèi)壁與氣囊外壁間。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述氣囊為波形多曲式氣囊。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述波紋多曲形式氣囊由耐油橡膠制成，內(nèi)部設(shè)有纖維織成的加強(qiáng)網(wǎng)布。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述氣囊通過帶螺紋的管接頭與氣源相連通，所述帶螺紋的管接頭包括法蘭和設(shè)置于法蘭上的連接管；連接管外周加工有全螺紋，法蘭上圓周方向設(shè)有若干連接纖維孔。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于氣囊連接液力機(jī)械循環(huán)管路；氣囊內(nèi)具有工作介質(zhì)；工作介質(zhì)容器的內(nèi)壁與氣囊外壁件的密閉腔體通過電氣閥連接氣源。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述氣囊為兩個(gè)橡膠瓣膜固定形成的瓣膜氣囊，其內(nèi)部形成收容工作介質(zhì)的腔體；所述氣囊固定在工作介質(zhì)容器的內(nèi)壁上。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述橡膠瓣膜由帶內(nèi)部纖維織布的橡膠制成。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于氣囊內(nèi)的工作介質(zhì)上部設(shè)有浮子式油氣分離閥。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型通過在液力機(jī)的工作容器中加入波形多曲式或瓣膜式氣囊用以分離工作介質(zhì)和控制氣體；采用該結(jié)構(gòu)可以消除由于控制氣體的高速排出所帶出的油液，也可防止控制氣體進(jìn)入液力機(jī)的其他部分，降低液力機(jī)的密封要求。

圖I為液力緩速器的工作原理圖。圖2為本實(shí)用新型的第一種形式的氣囊示意圖。圖3為本實(shí)用新型的第二種形式的兩瓣膜布置圖。圖4為本實(shí)用新型的連接管接頭的示意圖。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型涉及用于液力機(jī)的工作介質(zhì)供給系統(tǒng)中用于隔離工作介質(zhì)與控制壓力介質(zhì)的裝置?？刹捎脙煞N實(shí)施方式一種是波形多曲式氣囊結(jié)構(gòu)，一種是兩瓣膜組合成的存儲工作介質(zhì)的油囊。第一種方式是在液力機(jī)的工作介質(zhì)容器上部安裝一個(gè)波紋多曲形式氣囊，由耐油橡膠制成，內(nèi)部為纖維織成的加強(qiáng)網(wǎng)布。由于氣囊的材料橡膠就是典型的超彈性材料，將其壓制成波紋型后，氣囊自身就擁有了彈性模量。當(dāng)液力機(jī)開始工作時(shí)，控制氣通過電磁閥注入到氣囊中，氣囊膨脹擠壓下部工作介質(zhì)，并將其壓入液力機(jī)的工作腔內(nèi)，使液力機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。工作介質(zhì)上部與氣囊外側(cè)空氣由油氣分離閥排出工作介質(zhì)容器，油液則無法排出。第二種方式是將液力機(jī)的工作介質(zhì)裝入由兩瓣膜組成的工作介質(zhì)腔。兩瓣膜外側(cè)和液力機(jī)殼體組成壓力介質(zhì)容腔，既控制氣體擠壓瓣膜的壓力腔。瓣膜為一帶有一定弧度的圓盤片式的橡膠膜，外圈為使其固定在液力機(jī)殼體上的內(nèi)置鋼圈的圓環(huán)形突起固定結(jié)構(gòu)。瓣膜由帶內(nèi)部纖維織布的橡膠制成，具有一定的彈性模量，可自動(dòng)恢復(fù)原始形狀。當(dāng)液力機(jī)開始工作時(shí)，控制氣通過電磁閥注入到液力機(jī)殼體與瓣膜之間的壓力腔。兩瓣膜受擠壓內(nèi)部的工作介質(zhì)，并將其壓入液力機(jī)的工作腔內(nèi)，使液力機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。工作介質(zhì)上部設(shè)有浮子式油氣分離閥，控制氣體擠壓瓣膜時(shí)工作介質(zhì)上部的空氣由油氣分離閥排出工作介質(zhì)容器，油液則無法排出。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖I所示本實(shí)用新型以液力緩速器為例。工作回路是由轉(zhuǎn)子I及定子2組成的工作腔和循環(huán)管路6所組成。這是大多數(shù)的液力緩速器的工作回路組成形式，可視為共知技術(shù)，此處不在贅述。詳細(xì)說明本實(shí)用新型的液力緩速器的工作壓力介質(zhì)的供給系統(tǒng)。本實(shí)用新型實(shí)施例I是保留原有液力緩速器工作介質(zhì)容器的形式，而在其方形腔內(nèi)部加裝波形多曲式氣囊。電控液力緩速器在接到控制器的電信號之后通過電磁閥9將來自車輛儲氣罐的壓力介質(zhì)既控制氣體通過氣管8在電磁閥9的減壓作用下通過控制壓力介質(zhì)管路100進(jìn)入波形多曲式氣囊200，氣囊200在控制氣壓作用下克服自身的彈力而膨脹。此時(shí)氣囊200外部與工作介質(zhì)容器4中工作介質(zhì)300 (油液)形成封閉空間，通過氣囊膨脹既可在工作介質(zhì)300上部建立所需的控制壓力。這樣工作介質(zhì)300即可通過管路6及液力機(jī)入口節(jié)流閥5被壓入轉(zhuǎn)子I及定子2組成的工作腔，輸出軸3帶動(dòng)轉(zhuǎn)子I高速旋轉(zhuǎn)，將油液高速甩出并沖擊定子2葉片，使輸出軸3的機(jī)械能通過工作介質(zhì)的相互沖擊摩擦轉(zhuǎn)化為工作介質(zhì)的熱能。工作腔內(nèi)的高壓油液通過節(jié)流閥10的調(diào)節(jié)由管路6進(jìn)入散熱器7，并通過冷卻介質(zhì)將熱量帶走。冷卻后的油液通過管路6返回到工作介質(zhì)容器4。在液力緩速器停止工作時(shí)，電磁閥9內(nèi)部連通排氣氣路，氣囊200中的高壓控制氣體通過電磁閥9排到大氣中。由于氣囊200本身的彈性作用可以快速排出壓力介質(zhì)，這樣可以加快液力緩速器退出工作的速度。本實(shí)用新型氣囊通過帶螺紋的管接頭與控制壓力介質(zhì)相連通，其連接管接頭如圖4所示。為一帶法蘭面23的T型管接頭，管接頭為全外徑加工螺紋的連接管22，法蘭面23上圓周方向布滿連接纖維孔21。氣囊通過連接管22穿過在液力機(jī)殼體上專為其設(shè)計(jì)的連接孔緊固于其上；連接管22外加工螺紋，用兩個(gè)帶密封環(huán)的螺母將氣囊緊固并密封在液力機(jī)的殼體上。本實(shí)用新型氣囊工作時(shí)伸展較大，氣囊與管接頭的材料不同，為了防止在加壓工作的過程中從管接頭處滲漏特將管接頭與氣囊體在氣囊熱成型過程中一起成型。為了考慮加工及成本問題本氣囊的接頭為機(jī)加工件，而后管接頭的法蘭表面經(jīng)過酸腐蝕去油清洗，并噴砂處理以增強(qiáng)其與橡膠的附著性能。在連接法蘭面的圓周做了連接加強(qiáng)網(wǎng)布的纖維孔，在橡膠熱成型過程中也會(huì)流入圓周上的空隙，這樣可以形成穩(wěn)定的連接。清洗及噴砂處理后將與加強(qiáng)網(wǎng)布同樣材質(zhì)的纖維穿過連接法蘭23上的圓周方向的各個(gè)連接纖維孔21，而后進(jìn)行灌膠并初步熱成型，在形成一穩(wěn)定連接片時(shí)再與氣囊體一起進(jìn)行熱成型處理。這樣連接管接頭的緊固纖維可以和氣囊中的加強(qiáng)網(wǎng)布通過橡膠間的熱處理融為一體，進(jìn)而增強(qiáng)氣囊的抗疲勞及彎曲強(qiáng)度。如圖3所示為實(shí)施例2的隔離裝置同樣以液力緩速器為例。工作原理與上述實(shí)施例I 一致，只是要求將液力緩速器的工作介質(zhì)容器進(jìn)行改進(jìn)，最優(yōu)的形式是改成兩半球型，通過螺栓將兩瓣膜沿內(nèi)帶鋼圈的密封固定圈固定、密封形成瓣膜氣囊400。這種瓣膜式的油氣隔離裝置可以消除由于瓣膜氣囊400與連接管接頭的材質(zhì)不同引起的工藝上的復(fù)雜和加工上的難度；由于分體成型，比起波形多曲式氣囊300的一體成型來說具有很大的優(yōu)勢，它的模具比較容易制造、起模方便、成型性好、產(chǎn)品成型率高。工作過程與上述液力機(jī)相同，只是來自車輛儲氣罐的壓力介質(zhì)即控制氣體通過氣 管在電磁閥9的減壓作用下通過控制壓力介質(zhì)管路100進(jìn)入瓣膜氣囊400外部與工作介質(zhì)容器4組成的控制氣體作用空間，瓣膜氣囊400在控制氣壓作用下擠壓油液建立所需的控制壓力。油液通過管路6經(jīng)由單向閥5被壓入轉(zhuǎn)子I及定子2組成的工作腔，輸出軸3帶動(dòng)轉(zhuǎn)子I高速旋轉(zhuǎn)，將油液高速甩出并沖擊定子2葉片，使輸出軸3的機(jī)械能通過工作介質(zhì)的相互沖擊摩擦轉(zhuǎn)化為工作介質(zhì)的熱能。工作腔內(nèi)的高壓油液通過單向閥6進(jìn)入散熱器7，并通過冷卻介質(zhì)將熱量帶走。冷卻后的油液通過管路6返回到瓣膜組成的瓣膜氣囊400 (油囊)中。在液力緩速器停止工作時(shí)，電磁閥9內(nèi)部連通排氣氣路，瓣膜氣囊400外部的高壓控制氣體通過電磁閥9排到大氣中。由于瓣膜成型時(shí)的預(yù)有彈性特征，如果外側(cè)控制氣體排出后瓣膜將靠自身的彈性復(fù)位，這樣可加快排氣和加快液力緩速器退出工作的速度。本實(shí)用新型第二種方式是將改變液力機(jī)的工作介質(zhì)容腔的形狀，將工作介質(zhì)容腔改為球形并在其中裝入由兩瓣膜組成的工作介質(zhì)腔。兩瓣膜外側(cè)和液力機(jī)殼體組成壓力介質(zhì)容腔，即控制氣體擠壓瓣膜的壓力腔。瓣膜為一帶有一定弧度的圓盤片式的橡膠膜，外圈為使其固定在液力機(jī)殼體上的內(nèi)置鋼圈的圓環(huán)形突起固定結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)能減少加工波形多曲式氣囊?guī)淼募訌?qiáng)管接頭的難度，和一體性成型的困難，但是要求對液力機(jī)殼體和布置形式改動(dòng)較大。瓣膜由帶內(nèi)部纖維織布的橡膠制成，具有一定的彈性模量，可自動(dòng)恢復(fù)原始形狀。當(dāng)液力機(jī)開始工作時(shí)，控制氣通過電磁閥注入到液力機(jī)殼體與瓣膜之間的壓力腔。兩瓣膜受擠壓內(nèi)部的工作介質(zhì)，并將其壓入液力機(jī)的工作腔內(nèi)，使液力機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。工作介質(zhì)上部設(shè)有浮子式油氣分離閥，控制氣體擠壓瓣膜時(shí)工作介質(zhì)上部的空氣由油氣分離閥排出工作介質(zhì)容器，油液則無法排出。
權(quán)利要求1.一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括工作介質(zhì)容器(4)和設(shè)置于工作介質(zhì)容器(4)中的彈性氣囊；該氣囊將控制工作介質(zhì)流動(dòng)的控制流體和工作介質(zhì)隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，其特征在于，工作介質(zhì)容器(4)連接液力機(jī)械循環(huán)管路；氣囊通過電氣閥連接氣源，工作介質(zhì)位于工作介質(zhì)容器(4)內(nèi)壁與氣囊外壁間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣囊為波形多曲式氣囊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述波紋多曲形式氣囊由耐油橡膠制成，內(nèi)部設(shè)有纖維織成的加強(qiáng)網(wǎng)布。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣囊通過帶螺紋的管接頭與氣源相連通，所述帶螺紋的管接頭包括法蘭(23)和設(shè)置于法蘭(23)上的連接管(22);連接管(22)外周加工有全螺紋，法蘭(23)上圓周方向設(shè)有若干連接纖維孔(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，其特征在于，氣囊連接液力機(jī)械循環(huán)管路；氣囊內(nèi)具有工作介質(zhì)；工作介質(zhì)容器(4)的內(nèi)壁與氣囊外壁間的密閉腔體通過電氣閥連接氣源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣囊為兩個(gè)橡膠瓣膜固定形成的瓣膜氣囊(400)，其內(nèi)部形成收容工作介質(zhì)的腔體；所述氣囊固定在工作介質(zhì)容器(4)的內(nèi)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橡膠瓣膜由帶內(nèi)部纖維織布的橡膠制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，其特征在于，氣囊內(nèi)的工作介質(zhì)上部設(shè)有浮子式油氣分離閥。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于液力機(jī)械的隔離控制流體與工作介質(zhì)的囊式結(jié)構(gòu)，包括工作介質(zhì)容器和設(shè)置于工作介質(zhì)容器中的彈性氣囊；該氣囊將控制工作介質(zhì)流動(dòng)的控制流體和工作介質(zhì)隔離。本實(shí)用新型通過在液力機(jī)的工作容器中加入波形多曲式或瓣膜式氣囊用以分離工作介質(zhì)和控制氣體；采用該結(jié)構(gòu)可以消除由于控制氣體的高速排出所帶出的油液，也可防止控制氣體進(jìn)入液力機(jī)的其他部分，降低液力機(jī)的密封要求。
文檔編號F16H41/24GK202510588SQ20122011433
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者付鳳吉, 孫博, 李超, 王偉健, 王凱峰, 肖殿東 申請人:陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司