渦旋反沖式液力緩速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛緩速制動系統(tǒng)，具體涉及一種以流體為工作介質(zhì)、綜合利用流體高速渦旋流動時的摩擦耗能作用和流體動量改變時的耗能作用形成的用于車輛的液力緩速制動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]公路運(yùn)輸是交通運(yùn)輸?shù)闹匾绞?。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、旅客和貨物運(yùn)輸需求日益增加、公路里程總量的增長和路面等級不斷提升，道路車輛的平均行駛速度不斷提高，引發(fā)的重特大交通事故也不斷增加，使得公路行車安全問題更加得到重視。車輛在行駛、轉(zhuǎn)向過程中需要制動減速、遇到長距離下坡需要制動緩速以確保行車安全。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)公路客運(yùn)、貨運(yùn)車輛主要采用機(jī)械制動系統(tǒng)。機(jī)械制動系統(tǒng)以提供摩擦阻力方式消耗車輛動能的方式降低車輛行駛速度，因此，車輛在高速多彎道路面或長距離下坡路面行駛過程中進(jìn)行制動減速時，常需要制動系統(tǒng)頻繁或長時間工作，極易造成機(jī)械制動系統(tǒng)摩擦制動副的磨損，尤其在高強(qiáng)度、長時間制動時，極易因制動摩擦副的熱衰退導(dǎo)致制動失效，造成行車事故。此外，頻繁踩踏制動踏板也會增加駕駛員的疲勞程度，影響了車輛的行駛安全，因此，在車輛上加裝其它類型緩速制動系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)械制動系統(tǒng)共同工作，可以有效提高制動效果，減少或避免機(jī)械制動系統(tǒng)失效，有利于提高車輛的安全性能。
[0003]現(xiàn)有商業(yè)化應(yīng)用的緩速器產(chǎn)品，主要有電磁渦電流式緩速器和液力式緩速器。
[0004]電磁渦電流式緩速器簡稱為“電渦流緩速器”，其基本結(jié)構(gòu)類似發(fā)電機(jī)，基本工作原理是以磁電效應(yīng)產(chǎn)生制動作用。電渦流緩速器的帶有線圈繞組的定子固定在車身上，以勵磁材料制造的轉(zhuǎn)鼓與車輪傳動連接。當(dāng)車輛需要制動時，對緩速器定子繞組通以直流電流使之產(chǎn)生磁場，其轉(zhuǎn)鼓在車輪的帶動下旋轉(zhuǎn)時切割定子繞組磁場的磁力線并在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，當(dāng)渦電流產(chǎn)生后，定子繞組磁場便會對轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生阻礙其轉(zhuǎn)動的力，即通過轉(zhuǎn)鼓與車輪的傳動連接對車輪形成了制動力，制動力的大小可以通過控制通過定子繞組的電流大小加以調(diào)節(jié)。在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)產(chǎn)生的渦電流以熱能的形式通過鼓上的散熱片耗散到空氣中。電渦流緩速器不斷地將車輛的動能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)鼓中的渦電流，又將渦電流轉(zhuǎn)化成熱能，達(dá)到消耗車輛運(yùn)動能量的目的。電渦流緩速器工作時響應(yīng)快、無時間滯后，可以無級調(diào)節(jié)線圈中的電流來改變制動力的大小，啟動時無沖擊、無噪聲，由于電渦流緩速器采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，與車輛上其他系統(tǒng)的聯(lián)接關(guān)系少，安裝和維修方便，但工作時需要對其定子繞組通電，會加大車輛的能量消耗。
[0005]液力式緩速器的結(jié)構(gòu)和工作原理與液力耦合器和液力變矩器類似。液力式緩速器以油液為工作介質(zhì)，由帶有葉輪的定子、帶有葉輪的轉(zhuǎn)子和緩速器殼體組成的封閉系統(tǒng)，在其殼體上設(shè)有工作油液進(jìn)出口，定子固定在緩速器殼體上，緩速器殼體固定在車身上，轉(zhuǎn)子與車輪傳動連接。當(dāng)車輛需要制動時，車輪帶動轉(zhuǎn)子葉輪旋轉(zhuǎn)，工作油液經(jīng)緩速器殼體上的油液進(jìn)口進(jìn)入緩速器后，在轉(zhuǎn)子葉輪的作用下高速流動并對定子葉輪產(chǎn)生沖擊，將轉(zhuǎn)子葉輪的能量傳遞給定子葉輪，但由于定子葉輪隨同緩速器殼體一起固定在車身上不能轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子葉輪和定子葉輪形成對油液的攪動和擠壓作用，這一作用消耗了車輪傳遞到轉(zhuǎn)子葉輪上的能量，使得工作油液升溫，動能轉(zhuǎn)化成熱能；升溫后的油液由緩速器殼體上的油液出口經(jīng)管路流入雙流分離式熱交換器換熱后，油液得到冷卻并通過冷卻液體將熱量散發(fā)到空氣中，冷卻后的油液再經(jīng)緩速器殼體上的油液進(jìn)口重新進(jìn)入緩速器。因此，液力式緩速器通過將車輛的動能轉(zhuǎn)化為工作油液的熱能來實現(xiàn)制動作用，通過控制進(jìn)入緩速器的油液量可調(diào)節(jié)制動力的大小。相對于電渦流緩速器，液力緩速器因具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕和低速范圍制動力大的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。為避免在非工作狀態(tài)下消耗發(fā)動機(jī)的輸出功率，液力緩速器可以采用充液起動或離合器起動兩種連接方式工作；采用充液起動連接方式工作時，因液力緩速器需要使其內(nèi)部充有一定的工作油液才能形成緩速制動作用，而從起動到充滿一定的工作油液需要一定時間，造成起動滯后；采用離合器起動連接方式時，需要在液力緩速器的轉(zhuǎn)子與車輪的傳動連接路徑上加裝離合器裝置，在車輛無需緩速制動時中斷緩速器轉(zhuǎn)子與車輪間的傳動連接，以避免緩速器對發(fā)動機(jī)輸出功率的損耗。另外，由于緩速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似液力耦合器或液力變矩器，結(jié)構(gòu)和加工工藝復(fù)雜、產(chǎn)品制造成本相對較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種渦旋反沖式液力緩速器，其目的是為了發(fā)揮液力緩速器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕的特點(diǎn)，同時大幅度提升其緩速制動性能和效果，降低制造成本，改善其起動滯后、低轉(zhuǎn)速以及結(jié)構(gòu)和加工工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種渦旋反沖式液力緩速器，由轉(zhuǎn)子、定子和殼體三部分組成，其創(chuàng)新在于:
所述殼體內(nèi)設(shè)有一個圓柱形主流腔，圓柱形主流腔的周向殼體上間隔設(shè)有一個工作流體入口和一個工作流體出口，工作流體入口和工作流體出口與所述主流腔連通；在所述連通處設(shè)有隔舌，隔舌為一個在圓柱形主流腔周向內(nèi)壁上向內(nèi)凸起的凸塊，用于分隔進(jìn)出主流腔的工作流體。
[0008]所述轉(zhuǎn)子主要由傳動軸和葉輪組成，傳動軸位于所述圓柱形主流腔回轉(zhuǎn)中心位置上，并且相對殼體轉(zhuǎn)動支承，傳動軸的一端伸出殼體并作為傳動連接端，葉輪位于所述圓柱形主流腔內(nèi)并處于圓柱形主流腔回轉(zhuǎn)中心位置上，葉輪相對傳動軸固定連接；所述葉輪設(shè)有輻盤、一組第一轉(zhuǎn)子葉片和一組第二轉(zhuǎn)子葉片；所述輻盤為環(huán)形圓盤，該環(huán)形圓盤位于傳動軸外圍且相對傳動軸固定連接，輻盤盤面垂直于傳動軸軸線；所述一組第一轉(zhuǎn)子葉片與一組第二轉(zhuǎn)子葉片的個數(shù)相等，其中一組第一轉(zhuǎn)子葉片圍繞傳動軸在周向均勻布置，并且位于輻盤盤面一側(cè)位置上，而一組第二轉(zhuǎn)子葉片圍繞傳動軸在周向均勻布置，并且位于輻盤盤面另一側(cè)位置上；每個第一轉(zhuǎn)子葉片皆由形狀和尺寸大小相同的彎曲薄板形成，其中所述彎曲薄板的平面展開形狀為“L”形，所述“L”形的底部對應(yīng)所述彎曲薄板具有一個長直邊，“L”形的一側(cè)部對應(yīng)所述彎曲薄板具有一個長彎曲邊，“L”形的另一側(cè)部對應(yīng)所述彎曲薄板具有一個開放型缺口，所有第一轉(zhuǎn)子葉片的長直邊均平行于傳動軸軸線且相對傳動軸固定連接，所有第一轉(zhuǎn)子葉片的長彎曲邊與輻盤一側(cè)的盤面固定連接；所述第二轉(zhuǎn)子葉片與第一轉(zhuǎn)子葉片的形狀和尺寸大小是以第一轉(zhuǎn)子葉片的長彎曲邊為基準(zhǔn)形成左右對稱，所有第二轉(zhuǎn)子葉片的長直邊均平行于傳動軸軸線且相對傳動軸固定連接，所有第二轉(zhuǎn)子葉片的長彎曲邊與輻盤另一側(cè)的盤面固定連接；所有第一轉(zhuǎn)子葉片和所有第二轉(zhuǎn)子葉片在葉輪圓周方向上的彎曲凹面朝向均相同；
所述定子主要由一組第一定子葉片和一組第二定子葉片組成，一組第一定子葉片與一組第二定子葉片的個數(shù)相等，其中一組第一定子葉片圍繞所述圓柱形主流腔周向均勻布置，并且位于第一轉(zhuǎn)子葉片的開放型缺口位置上，一組第一定子葉片固定在所述圓柱形主流腔一側(cè)的殼體內(nèi)壁上；一組第二定子葉片圍繞所述圓柱形主流腔周向均勻布置，并且位于第二轉(zhuǎn)子葉片的開放型缺口位置上，一組第二定子葉片固定在所述圓柱形主流腔另一側(cè)的殼體內(nèi)壁上；每個第一定子葉片和每個第二定子葉片皆由形狀和尺寸大小相同的彎曲薄片形成，其中所述彎曲薄片的平面展開形狀與第一轉(zhuǎn)子葉片的開放型缺口所展開的形狀相同，所有第一定子葉片和所有第二定子葉片在圓柱形主流腔圓周方向上的彎曲凹面朝向均相同，而第一轉(zhuǎn)子葉片與第一定子葉片在圓柱形主流腔圓周方向上的彎曲凹面朝向相反。
[0009]上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下:
1.上述方案中，所述“圓柱形主流腔回轉(zhuǎn)中心”是指圓柱形的主流腔腔體在圓柱形的周向方向上的回轉(zhuǎn)中心，該回轉(zhuǎn)中心具體是一個回轉(zhuǎn)中心線。
[0010]2.上述方案中，所述“輻盤盤面”是指環(huán)形圓盤的平面、端面或側(cè)面。
[0011]3.上述方案中，所述“彎曲薄板”是指板片彎曲后形成的構(gòu)造物。
[0012]4.上述方案中，所述“彎曲薄板的平面展開形狀為“L”形”是指由彎曲薄板形成的葉片在平面展開狀態(tài)下的圖形外輪廓總體為L形形狀或近似L形形狀，其中近似L形形狀比如，不是直角；外輪廓的邊為曲線，而非直線等各種變化。
[0013]5.上述方案中，所述“開放型缺口 ”是指“L”形結(jié)構(gòu)右上部對外開放的缺失部分。開放型缺口的形狀可以為矩形(正方形和長方形)、四邊形、五邊形、三角形以及其他幾何形狀(包括曲邊形狀)，其中在本發(fā)明中矩形為最佳。
[0014]6.上述方案中，為了減少緩速制動力大小的波動幅度，可以將第一轉(zhuǎn)子葉片與第二轉(zhuǎn)子葉片在葉輪圓周方向上錯位布置。但本發(fā)明不局限于此，如果將第一轉(zhuǎn)子葉片與第二轉(zhuǎn)子葉片在葉輪圓周方向上等位布置，在理論上是可行的，但實際應(yīng)用中會導(dǎo)致機(jī)械傳動部件的沖擊相對于錯位布置來說增大。所以最佳方案為錯位布置。
[0015]7.上述方案中，為了增加工作流體進(jìn)出主流腔的流動性，可以在所述工作流體入口和工作流體出口與所述主流腔之間均設(shè)有由小到大的變截面四棱孔，工作流體入口和工作流體出口均與該由小到大的變截面四棱孔貫通，并通過變截面四棱孔與所述主流腔連通；所述隔舌介于兩個變截面四棱孔之間，且位于變截面四棱孔與主流腔連通處的位置