控制方法以及以此方法運行的液力減速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種控制方法以及以此方法運行的液力減速器，該液力減速器的在轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間形成的工作腔(6)能以工作流體來裝填，用以產(chǎn)生制動力矩。為了調(diào)整液力減速器(1)的制動力矩，將改變工作流體的填充量和改變轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間的間距組合起來地使用。
【專利說明】
控制方法以及以此方法運行的液力減速器
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于液力減速器的控制方法，該液力減速器具有定子和轉(zhuǎn)子，它們在彼此朝向的側(cè)上分別裝配有各一個葉片并且在定子和轉(zhuǎn)子之間能引入工作流體，其中，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子軸聯(lián)接并且以在軸向上能相對于定子移動的方式在該轉(zhuǎn)子軸上受引導，從而轉(zhuǎn)子的葉片到定子的葉片的間距是可變的。
【背景技術(shù)】
[0002]液力減速器作為特別是在商用車的驅(qū)動系中的無磨損的持續(xù)制動器來使用，并且在此用于例如在長時間的下坡路段行駛時減少各個行車制動器的負荷。典型地，液力減速器在此由轉(zhuǎn)子和定子組成，它們分別配備有各一個葉片并且共同限定出它們之間的、大多構(gòu)造為環(huán)面形的工作腔。制動力矩可以由此產(chǎn)生，具體方式為:將通常形式為油或者水的工作流體引入到工作腔中，其中，工作流體通過轉(zhuǎn)子的葉片被帶動起來并且向固定的定子的葉片的方向加速，在此工作流體受到支撐并且再次返回轉(zhuǎn)子。這引起轉(zhuǎn)子減速并且進而也引起液力減速器的引導轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸減速。除了制動力矩的大小通過所引入的工作流體量來調(diào)整的系統(tǒng)以外，還已知下述液力減速器，其中，通過改變轉(zhuǎn)子與定子之間的軸向間距并且因而改變它們的葉片之間的軸向間距來執(zhí)行對制動力矩的調(diào)整。其重要的優(yōu)勢在于，在制動運行之外，由于轉(zhuǎn)子與定子之間大的間距而出現(xiàn)非常小的空轉(zhuǎn)功率和進而是整體很小的損耗。
[0003]由文獻EPO 958 464 BI得知了一種由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成的液力減速器。定子以及轉(zhuǎn)子分別配備有葉片并且共同限界出它們之間的、構(gòu)造為環(huán)面形的工作腔，為了減速器的制動運行可以將工作流體引入到該工作腔中。此外，轉(zhuǎn)子布置在轉(zhuǎn)子軸上，其中，轉(zhuǎn)子可以通過裝填工作腔在軸向上被引向定子。此外還設置有如下機構(gòu)，通過該機構(gòu)可以將轉(zhuǎn)子向相反的方向轉(zhuǎn)送。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]由前文所述的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務現(xiàn)在在于，提供對液力減速器的控制方法的改進，在其中，可以以不同的方式對制動力矩進行驅(qū)控。
[0005]該任務從權(quán)利要求1的前述部分出發(fā)結(jié)合其特征部分的特征得以解決。后續(xù)的從屬的權(quán)利要求分別給出本發(fā)明的有利的改進方案。
[0006]液力減速器的制動運行通過如下來表現(xiàn)，S卩，在減速器的轉(zhuǎn)子和減速器的與該轉(zhuǎn)子間隔開的定子之間引入特別是形式為油或者水的工作流體，轉(zhuǎn)子和定子在它們之間形成工作腔，該工作流體隨后通過轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子的葉片被帶動起來并且向定子的葉片方向運送，在那里該工作流體受到支撐并且隨后再次流回轉(zhuǎn)子的葉片。這引起轉(zhuǎn)子減速并且因此導致在轉(zhuǎn)子上的相應的制動力矩。工作流體的熱容量對利用減速器能達到的最大制動功率有著很大影響。制動功率因此通過對工作流體的溫度檢測而受到影響。在純粹地通過控制工作流體的填充量對制動功率進行的調(diào)整中，必須在超過工作流體的臨界溫度時減小制動功率。由于工作流體量減少，減速器的熱容量也減小，這是因為較少的工作流體在熱交換器中可以被再冷卻。其結(jié)果是需要更早地回調(diào)制動功率。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，為了控制這樣的液力減速器建議了如下方法，S卩，為了調(diào)整制動力矩而將改變工作流體的填充量和改變轉(zhuǎn)子與定子之間的間距組合起來。
[0008]除了工作流體的填充量之外，制動力矩的大小還依賴于轉(zhuǎn)子的葉片與定子的葉片之間的軸向間距，其中，在轉(zhuǎn)子占據(jù)遠離定子的位置時通過引入的工作流體產(chǎn)生最小的制動力矩，而在轉(zhuǎn)子占據(jù)靠近定子的位置時通過引入的工作流體產(chǎn)生最大的制動力矩。
[0009]在制動過程之后，可以使工作腔完全排空工作流體，或者在轉(zhuǎn)子與定子之間的間距足夠大的情況下，也可以保持工作腔中的工作流體的填充量。在轉(zhuǎn)子與定子之間有很大間距情況下，出現(xiàn)的空轉(zhuǎn)損耗很小，然而也可以在不繼續(xù)裝填工作流體的情況下通過快速地減小間距來構(gòu)建制動力矩。
[0010]在此，通過改變轉(zhuǎn)子與定子之間的軸向間距來改變制動力矩原則上具有下述優(yōu)勢，即，為了制動運行必要時可以將固定的工作流體量引入到轉(zhuǎn)子與定子之間限界出的工作腔中并且然后僅根據(jù)軸向間距執(zhí)行制動力矩調(diào)整。大的工作流體量降低了形成氣穴的傾向并且可以實現(xiàn)減速器的高的熱傳遞能力，這是因為通過大的工作流體量還可以在制動運行期間吸收很多的熱量。工作流體的熱容量可以得到更好地利用。減速器可以在更大的運行范圍內(nèi)以滿裝填來運行，這使得減速器更為耐用。熱交換器的熱效率以及冷卻系統(tǒng)和栗送系統(tǒng)的熱效率也可以得到更好地利用，這意味著:更好地匹配于不同的馬達、冷卻系統(tǒng)和熱交換器系統(tǒng)以及氣候條件。在其中純粹經(jīng)由工作流體量的改變進行制動力矩調(diào)整的減速器中，在很低的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時就必須要能實現(xiàn)充足的制動功率。于是這也導致的結(jié)果是，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速上升并且特別是在很高的轉(zhuǎn)速時必須減少工作流體量，以便于限制制動力矩。于是，工作流體量的減少也導致的是，所引入的工作流體在制動運行期間更快速地升溫。因此，允許的制動功率由于工作流體的最大允許溫度而有效地受到限制。
[0011]有利地，在該方法的運行變型方案中，轉(zhuǎn)子與定子之間的間距首先保持恒定。在此，對制動力矩的調(diào)整首先僅通過改變工作腔中的工作流體的填充量來進行。通過該變型方案，可以盡可能長時間地取消對間距的調(diào)整，并且無需驅(qū)控為此所需的執(zhí)行器。
[0012]在另外的有利設計方式中，在同樣的能獲得的制動力矩的情況下，將更大的填入的工作流體量和轉(zhuǎn)子與定子之間更大的間距相結(jié)合。由于工作流體量的增加，也增大了所置入的工作流體的吸熱能力。工作流體的溫度的上升較慢地進行并且延緩到達臨界溫度，在該臨界溫度需要回調(diào)制動功率。
[0013]在該方法的另外的有利運行變型方案中，工作腔中的工作流體的填充量首先保持恒定，并且對制動力矩的調(diào)整首先僅通過改變轉(zhuǎn)子與定子之間的間距來進行。通過該變型方案，可以盡可能長時間地以工作腔中現(xiàn)有的填充量來工作并獲得制動力矩。于是可以在需要時才增加填充量。
[0014]該方法的設計可能方案規(guī)定，在超過工作流體臨界溫度之后，在在增大轉(zhuǎn)子與定子之間的間距的同時增加工作腔中的填充量。由此，增大所使用的工作流體的吸熱能力并且通過熱交換器遞送更多的工作流體。由此，減少了回調(diào)所要求的制動功率的需求，并且液力減速器可以更長時間地輸出高制動力矩。
[0015]液力減速器的制動力矩的提升可以在轉(zhuǎn)子與定子的間距保持不變的情況下通過增加工作流體的填充量來實現(xiàn)，并且在超過工作流體的溫度臨界值之后，在增加工作流體的填充量的同時增大轉(zhuǎn)子與定子之間的間距。由此，首先執(zhí)行通過增加在當前工作腔中的填充量來調(diào)整制動力矩，而無需調(diào)整間距。只有當工作流體的溫度使得必須回調(diào)制動力矩時，才為了擴大吸熱能力繼續(xù)增加工作流體的填充量，并且為此通過增大轉(zhuǎn)子與定子之間的間距來擴大工作腔。間距增大雖然也導致制動力矩的減小，然而由于更大的吸熱能力而使能獲得的制動功率較高地保持。
[0016]如果要獲得制動力矩的特別快速的提升，則在本方法的有利設計方案中將同時裝填工作腔與同時減小轉(zhuǎn)子與定子之間的間距相結(jié)合。由此，特別是在制動過程開始之前就在工作腔中留有一定量的工作流體時，可以實現(xiàn)液力減速器的特別快速的使用。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選應用在如下的液力減速器中，該液力減速器包括轉(zhuǎn)子和定子以及在轉(zhuǎn)子與定子之間構(gòu)造出的工作腔，該工作腔能以工作流體來裝填，用以產(chǎn)生制動力矩。這樣的液力減速器優(yōu)選位于車輛變速器和車輛驅(qū)動系中。
【附圖說明】
[0018]在附圖中示出了用于實現(xiàn)本發(fā)明的液力減速器的有利實施方式。其中:
[0019]圖1示出了處于空轉(zhuǎn)中的相應于本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的液力減速器的部分剖開的視圖；并且
[0020]圖2示出了處于制動運行中的圖1的減速器的另外的截面圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的液力減速器I。這種減速器在此由定子2和轉(zhuǎn)子3組成，它們的彼此朝向的側(cè)分別配設有葉片4或5，并且定子和轉(zhuǎn)子在它們之間限界出環(huán)面形的工作腔6。
[0022]轉(zhuǎn)子3現(xiàn)在布置于轉(zhuǎn)子軸7上，除了轉(zhuǎn)子3以外，該轉(zhuǎn)子軸還引導圓柱齒輪8，在液力減速器I已安裝在機動車的驅(qū)動系中的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子軸7在其轉(zhuǎn)動運動中經(jīng)由該圓柱齒輪與軸線平行的軸聯(lián)接。在圓柱齒輪8軸向上的兩側(cè)還設置了支承部9和10，轉(zhuǎn)子軸7以能轉(zhuǎn)動的方式經(jīng)由這些支承部來支承。
[0023]正如進而在圖1中以及在圖2的另外的截面圖中能夠看出的那樣，轉(zhuǎn)子3經(jīng)由攜動齒部12形式的機構(gòu)11與轉(zhuǎn)子軸7聯(lián)接，該攜動齒部螺旋狀地延伸并且由轉(zhuǎn)子3和轉(zhuǎn)子軸7上的單齒部構(gòu)成。攜動齒部12在此類似絲杠傳動裝置地構(gòu)造并且將轉(zhuǎn)子3相對于轉(zhuǎn)子軸7的相對扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子3在轉(zhuǎn)子軸7上的軸向移動，而在把轉(zhuǎn)子3固定在轉(zhuǎn)子軸7上的軸向位置中的情況下，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子3與轉(zhuǎn)子軸7之間的抗相對轉(zhuǎn)動的(drehfest)聯(lián)接。
[0024]液力減速器I在驅(qū)動系內(nèi)部可以接在機動車變速器之前作為主減速器或者可以接在機動車變速器之后作為副減速器。在兩種情況下轉(zhuǎn)子軸7并且進而在轉(zhuǎn)子軸7上占據(jù)固定的軸向位置的轉(zhuǎn)子3都通過圓柱齒輪8來驅(qū)動。此外，尤其是形式為液體，例如油或水的工作流體被弓I入到工作腔6中，該液體因此通過轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子3的葉片5被帶動起來并且向定子2的葉片4的方向運送，在那里液體受到支撐并且隨后再次導回葉片5。這相應地引起轉(zhuǎn)子3減速并且在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生制動力矩，該制動力矩在轉(zhuǎn)子軸7抗相對轉(zhuǎn)動的聯(lián)接的情況下憑借圓柱齒輪8相應地有傳動比地導入到驅(qū)動系中。
[0025]通過液力減速器I產(chǎn)生的制動力矩的大小在此一方面可以通過所引入的工作流體量來調(diào)節(jié)，并且另一方面可以通過調(diào)整在葉片4與5之間的軸向間距X來調(diào)整。在此，不僅所引入的工作流體量而且間距X都可以無級地變化，以便可以憑借這兩個調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)實現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸7上的不同的制動力矩。但是特別優(yōu)選的是，液力減速器I盡可能以裝滿工作流體的狀態(tài)來運行，這是因為高的工作流體量一方面降低了形成氣穴的傾向并且另一方面可以實現(xiàn)更多吸熱以及因而更長久的制動運行。
[0026]作為特殊特征，攜動齒部12在其走向方面如下這樣構(gòu)造:轉(zhuǎn)子3相對于轉(zhuǎn)子軸7的滯后運轉(zhuǎn)，如在轉(zhuǎn)子3沒有軸向地固定在轉(zhuǎn)子軸7上的情況下在制動運行時由于轉(zhuǎn)子3的減速而會引起的滯后運轉(zhuǎn)那樣，強制地轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子3在轉(zhuǎn)子軸7上沿著使間距X增大的方向的軸向移動。也就是說，通過工作流體在轉(zhuǎn)子3上引起的制動力矩經(jīng)由攜動齒部12在實現(xiàn)轉(zhuǎn)子3與轉(zhuǎn)子軸7的相對扭轉(zhuǎn)的情況下轉(zhuǎn)換為間距X的增大。
[0027]在此，自動引起該移動并且該移動可以在液力減速器I的制動運行中由于作用在轉(zhuǎn)子3上的制動力矩而快速導入，這也直接導致了制動力矩的減小。轉(zhuǎn)子3隨后占據(jù)圖1中示出的遠離定子的位置作為最終位置，在該遠離定子的位置處，間距X如下大小地選定，即，在排空工作腔6的情況下幾乎不經(jīng)由葉片4和5栗送空氣，并且就此而言液力減速器I的損耗功率可以保持得非常小。
[0028]由于將轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)送到遠離定子的位置自動地進行，必須主動地通過調(diào)節(jié)機構(gòu)13來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子3向定子2的方向的運動。調(diào)節(jié)機構(gòu)13在此通過在轉(zhuǎn)子3上在端側(cè)構(gòu)造出活塞14來實現(xiàn)，該活塞在殼體15中延伸并與殼體15共同圍成壓力腔16。該壓力腔16隨后可以有針對性地加載以控制壓力，從而產(chǎn)生沿定子2的方向作用的軸向力。
[0029]自克服了方向相反的、通過制動力矩憑借攜動齒部12產(chǎn)生的軸向力起，轉(zhuǎn)子3隨后在轉(zhuǎn)子軸7上在間距X減小的情況下朝向定子2運動。轉(zhuǎn)子可以在壓力腔16以相應的壓力加載的情況下占據(jù)在圖2中示出的靠近定子的位置作為最終位置，在該靠近定子的位置處占有盡可能小的間距X。然而如果壓力腔16中的壓力再次減小，那么憑借攜動齒部12來實現(xiàn)前述的將轉(zhuǎn)子3自動轉(zhuǎn)送到遠離定子的位置。
[0030]正如由圖2可以看出的那樣，壓力腔16和工作腔6經(jīng)由至少一個在轉(zhuǎn)子3中延伸的節(jié)流孔17彼此相連。工作流體在此可以從壓力腔16經(jīng)由該節(jié)流孔17流出至工作腔6，這簡化了對壓力腔16中的控制壓力的調(diào)整，這是因為各預期的控制壓力通過補充工作流體得以維持。在壓力腔16的區(qū)域內(nèi)，還設置有目前沒有進一步示出的傳感器，通過該傳感器來檢測壓力腔16中的當前的壓力。
[0031]轉(zhuǎn)子3在轉(zhuǎn)子軸7上的軸向位置相應地通過一方面經(jīng)由攜動齒部12產(chǎn)生的軸向力與經(jīng)由壓力腔16實現(xiàn)的軸向力的關(guān)系進行調(diào)整。如果兩個方向相反的軸向力相抵消，那么轉(zhuǎn)子3就抗相對轉(zhuǎn)動地置于轉(zhuǎn)子軸7上。相反，如果軸向力彼此不同，那么就轉(zhuǎn)換為間距X的相應的改變。
[0032]正如在兩個圖1和2可以看出的那樣，最后在轉(zhuǎn)子3和定子2之間設置有彈簧元件18，經(jīng)由該彈簧元件使轉(zhuǎn)子3預緊到遠離定子的位置上。因而確保的是，轉(zhuǎn)子3在系統(tǒng)停機的狀態(tài)下始終占據(jù)遠離定子的位置，并且因而不會在啟動時就已經(jīng)提供液力減速器I的空轉(zhuǎn)功率那么大的制動力矩。
[0033]附圖標記
[0034]I液力減速器
[0035]2定子
[0036]3轉(zhuǎn)子
[0037]4葉片
[0038]5葉片
[0039]6工作腔
[0040]7轉(zhuǎn)子軸[0041 ]8圓柱齒輪
[0042]9支承部
[0043]10支承部
[0044]11機構(gòu)
[0045]12攜動齒部
[0046]13調(diào)節(jié)機構(gòu)
[0047]14活塞
[0048]15殼體
[0049]16壓力腔
[0050]17節(jié)流孔[0051 ]18彈簧元件
[0052]X間距
【主權(quán)項】
1.一種對液力減速器(I)進行控制的方法，所述液力減速器的在轉(zhuǎn)子(3)與間隔開的定子(2)之間形成的工作腔(6)能以工作流體來裝填，用以產(chǎn)生制動力矩，其特征在于，為了調(diào)整所述液力減速器(I)的制動力矩，將改變工作流體的填充量和改變轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間的間距組合起來地使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的運行變型方案中，轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間的間距保持恒定，并且對制動力矩的調(diào)整通過改變所述工作腔(6)中的工作流體的填充量來進行。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在同樣的能獲得的制動力矩的情況下，將更大的填入的工作流體量和轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間更大的間距相結(jié)合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的運行變型方案中，所述工作腔(6)中的工作流體的填充量保持恒定，并且對制動力矩的調(diào)整通過改變轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間的間距來進行。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在超過工作流體的臨界溫度之后，在增大轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間的間距的同時增加所述工作腔(6)中的填充量。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，制動力矩的提升在轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間的間距保持不變的情況下通過增加工作流體的填充量來實現(xiàn)，并且在超過工作流體的溫度臨界值之后，在增加工作流體的填充量的同時增大轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間的間距。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了促成制動力矩的快速提升，同時進行裝填所述工作腔(6)和減小轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間的間距。8.—種帶有轉(zhuǎn)子(3)和定子(2)的液力減速器(I)，其中，在轉(zhuǎn)子(3)與定子(2)之間構(gòu)造有工作腔(6)，所述工作腔能以工作流體來裝填，用以產(chǎn)生制動力矩，其特征在于，按照根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的方法的特征來進行控制。9.一種車輛變速器，其帶有具有根據(jù)權(quán)利要求8所述的特征的液力減速器(I)。10.一種車輛驅(qū)動系，其帶有具有根據(jù)權(quán)利要求8所述的特征的液力減速器(I)。
【文檔編號】F16H47/06GK106090179SQ201610280464
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月29日 公開號201610280464.1, CN 106090179 A, CN 106090179A, CN 201610280464, CN-A-106090179, CN106090179 A, CN106090179A, CN201610280464, CN201610280464.1
【發(fā)明人】格奧爾格·埃格, 霍斯特·萊希森林
【申請人】Zf腓德烈斯哈芬股份公司