一种集成式液力缓速器的制作方法

本实用新型属于液力缓速器领域，涉及一种集成式液力缓速器。

背景技术：

在高速路、山区等危险性较高的路段，下坡刹车失灵已经成为威胁大型客车及重型卡车安全的突出问题，一起起恶性交通事故，一幕幕血淋漓的事实让人触目惊心，重新唤起人们对行车安全的足够重视。液力缓速器作为整车辅助制动装置中的一种，以其油耗低，质量轻，制动效能高，无热衰退的优点，已普遍被欧洲等发达国家所应用。而在我国，液力缓速器还仍处于开发与推广阶段，前期更是只限于部分高等院校和科研单位进行理论研究，实物的研发却进展缓慢，现在也只有少数企业在开展液力缓速器的研究与推广工作。

2002年6月，交通部颁布行业标准JT/T325-2002《营运客车类型划分及等级评定》，该标准规定中型客车中高二级，大型客车中高一级、高二级和高三级客车都必须装置缓速器。2002年10月建设部公布执行的CJ/T162-2002《城市客车分等级技术要求与配置》也规定超二级、超一级、高级的市区和城郊城市客车规定必须装配缓速器。

2012年6月，发布的GB7258-2012《机动车运行安全条件》规定车长大于9m的客车、总质量大于等于12000kg的货车和专项作业车、所有危险货物运输车，应装备缓速器或其他辅助制动装置。

与此同时，整车厂、终端用户安全意识的不断加强，对液力缓速器认识的不断深入，为国内液力缓速器的发展迎来了新的市场和机遇。传统液力缓速器采用“电→气→液”的控制方式，但存在以下缺点，1、控制气体依赖整车气源，如果整车气源气压不稳定，或气体内存在杂质，对缓速器的使用有较大影响；2、响应速度较慢；3、容易造成缓速器喷油现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种集成式液力缓速器，不依靠整车气源控制，响应速度快，控制更平稳，精度更高，提高了缓速器的整体性能。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种集成式液力缓速器，包括油池、热交换器、开关阀、主控阀和转子总成与定子总成构成的工作腔；

油池位于工作腔下方，热交换器位于定转子轴向一侧，工作腔连接有用于将油从油池泵到工作腔内的变量式叶片泵；工作腔上部和下部分别设置有工作腔进油口和工作腔出油口；热交换器上部和下部分别设置有热交换器出油口与热交换器进油口；

当缓速器工作时，工作腔进油口分别与变量式叶片泵和热交换器出油口连通，工作腔出油口与热交换器进油口连通，变量式叶片泵与油池相连通，形成主循环油路；

主控阀设置在缓速器的壳体上，用于控制主循环油路的接通与断开；主控阀的打开与闭合通过控制油路的充压和泄压控制；开关阀设置在缓速器的后盖上，用于控制油路的充压和泄压的控制；

当缓速器工作时，开关阀和主控阀开启；

当缓速器停止工作时，开关阀和主控阀关闭，控制油路与主循环油路断开。

优选的，壳体连接有变速器后盖，变速器与缓速器内部油池相连通，变速器副箱输出轴上的大齿轮常啮合有齿轮轴；齿轮轴通过花键与转子总成连接，并通过挠性联轴器与变量式叶片泵连接。

优选的，缓速器的后盖上设置有比例阀，比例阀的开度大小能够调节变量式叶片泵偏心距的大小。

进一步，缓速器的壳体上设置有用于控制开关阀开关的开关电磁阀和用于控制比例阀开度大小的比例电磁阀。

再进一步，缓速器连接有用于控制开关电磁阀的开关和比例电磁阀的电压的集成式控制器。

优选的，开关阀与变量式叶片泵连接，变量式叶片泵向控制油路提供压力。

优选的，缓速器的壳体设置有空损减小阀，缓速器内部设置有挡板，挡板与空损减小阀连接；

当缓速器空转时，空损减小阀打开，挡板位于定转子之间的部分区域；当缓速器工作时，空损减小阀关闭，挡板位于定转子之外。

进一步，空损减小阀与挡板之间依次设置有弹簧和面朝定转子径向的承压面，空损减小阀打开时，弹簧处于不受力状态；空损减小阀关闭时，弹簧处于压缩状态。

优选的，工作腔出油口连接有放油堵，热交换器底部设置有与其内部油路连接的热交换器放油堵。

优选的，油池至变量式叶片泵的管路依次连接有进油单向阀和滤油器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型不同于以往“电→气→液”的传统方式，其控制方式是“电→液”直接控制，打开开关阀，开关阀打开后控制油路充压，打开主控阀，从而将缓速器的主循环油路接通，工作油经由变量式叶片泵加压，泵入工作腔内部产生扭矩，为整车提供制动力，比例阀开度的大小可以调节变量式叶片泵偏心距的大小，影响变量式叶片泵泵油量的多少，进而调节缓速器制动扭矩的大小，这样的设计有利于缓速器扭矩输出的稳定性，控制更平稳，控制精度更高，响应速度快，润滑效果更好，可以提高缓速器的整体性能。

进一步，将变速器和缓速器结合，做成统一的整体，它们共用一部分壳体，内部油池油道相通，共用工作介质润滑油。这样集成式的设计，有利于大直径定、转子的布局。缓速器定转子工作直径的大小直接影响着缓速器输出扭矩的大小，在整体尺寸基本不变的情况下，缓速器为整车制动提供了更大了制动力，可以满足整车在低传动轴转速下需要较大制动功率的需求，提升了缓速器整体性能。而且其整体结构紧凑，横向安装尺寸小，可以匹配更多车型。

进一步，当缓速器在空转时，空损减小阀打开，承压面不受力，挡板在弹簧的推动下伸入定转子之间，减小定转子相对的面积，降低转子高速搅动空气带来的损耗，可以有效降低缓速器在空转时带来的功率损失；当缓速器正常工作时，定转子之间充满工作液，油液的压力作用于承压面上，承压面在油液的作用下压缩弹簧，带动挡板离开定转子之间的正对区域，从而不影响缓速器的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图；

图2为本实用新型的剖视图的A-A视图；

图3为本实用新型的剖视图的B-B视图；

图4为本实用新型的主视图。

其中：1-壳体；2-后盖；3-热交换器；4-控制器；5-转子总成；6-定子总成；7-齿轮轴；8-挠性联轴器；9-变量式叶片泵；10-隔板；11-主控阀；12-进油单向阀；13-滤油器；14-开关阀；15-比例阀；16-开关电磁阀；17-比例电磁阀；18-空损减小阀；19-放油堵；20-热交换器放油堵；21-工作腔进油口；22-工作腔出油口；23-热交换器进油口；24-热交换器出油口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1-4所示，集成式液力缓速器的壳体1与变速器后盖相连接，内部油池相连通，共用工作介质；齿轮轴7与变速器副箱输出轴上的大齿轮常啮合，传递制动扭矩。在缓速器内部，齿轮轴7通过挠性联轴器8与变量式叶片泵9相连。变量式叶片泵9是缓速器的核心供油部件，在齿轮轴7的带动下高速转动，将油从油池泵到缓速器工作腔内。工作腔是缓速器定子总成6和转子总成5工作产生扭矩的场所，定子总成6通过柱销连接固定于的壳体1上，转子总成5通过花键与齿轮轴7连接，与齿轮轴7一同高速旋转。当油液从转子总成5上的工作腔进油口21进入到工作腔时，高速旋转的转子总成5搅动进入定转子之间的油液，并将油液打到定子总成6上，由于定子总成6固定不动，且其叶片方向与转子总成5的相反，定子总成6会阻碍油液的运动，给油液一个反方向的作用力，并将这种作用力传递给转子总成5，阻碍转子总成5的转动，从而产生阻碍齿轮轴7转动的制动力，通过齿轮轴7与输出轴齿轮的啮合将制动力传递到输出轴上，最终对整车形成制动力。在这个过程中，整车的动能会转化成工作油液的热能，油液的温度不断升高，为了避免油液温度过高，产生的热量需要经由整车的散热系统消散掉，而热交换器3就是缓速器产生的热量与整车冷却液进行热量交换的场所。工作腔中高温高压的工作油从工作腔出油口22甩出，进入到热交换器3内。热交换器内部是一层冷却液一层工作油的结构布置，高温的工作油与冷却液充分接触，完成热量的交换，从热交换器3出来的工作油温度降低，然后重新进入工作腔内进行工作，如此循环，缓速器就会提供持续稳定的制动力。被缓速器加热的冷却液再将热量通过整车的散热系统消散掉。如上文所述，油液从油池→变量泵→工作腔→热交换器3→工作腔的循环油路称之为主循环油路，而控制主循环油路通断的为控制油路，缓速器由隔板10将左右两部分连通，并通过隔板10将各油路进行划分，这是缓速器的基本工作原理。

当缓速器退出工作时，定转子之间工作油被排出，工作腔内压力降低，空损减小阀18在弹簧的作用下向内运动，挡板挡在定转子之间，使定转子之间相对面积最小，以此减小转子和定子在空转过程中对油气混合介质的搅动作用，降低空转时缓速器的功率损失。当缓速器在工作时，定转子之间充满工作液，工作腔内的压力增加，油液的压力作用于空损减小阀18的承压面上，将空损减小阀18向外推，弹簧被压缩，挡板离开定转子之间的区域，此时缓速器定转子相对面积最大，产生的扭矩也最大，空损减小阀18并不影响缓速器在正常工作过程中的扭矩输出。

本实用新型所涉及的集成式液力缓速器，采用集成式控制器，即每一台缓速器独立调试配装一个控制器4，可以通过对缓速器上开关电磁阀16和比例电磁阀17的控制完成对缓速器开关和档位控制及与发动机联动制动等功能，其控制系统采用模块化设计，配置灵活，控制精度高。与现有缓速器控制器相比，是一种全新的配置方式。

开关阀14受开关电磁阀16控制，装配于缓速器后盖2上，处于缓速器控制油路的控制段，控制缓速器控制油路的通断，从而实现对主循环油路的控制；比例阀15受比例电磁阀17的控制，装配于缓速器后盖2上，处于缓速器控制油路的调节段，通过调节控制油路油液压力的大小从而调节缓速器主油路的流量大小，通过对比例电磁阀17电压的的控制，实现对比例阀15不同打开压力的控制，在大电压下，比例阀15打开压力大，在小电压下，比例阀15打开压力小。比例阀15在不同打开压力下与变量式叶片泵9建立压力平衡，打开压力不同，变量式叶片泵9泵入缓速器的油液量也随之变化，因此可以通过比例电磁阀17，影响变量式叶片泵9泵油量的多少，进而调节缓速器制动扭矩的大小；主控阀11受控制油路的控制，即受开关电磁阀16的控制，装配于缓速器的壳体1上，处于缓速器主油路控制段，主控阀11在壳体1内滑动，控制进入或排出工作腔油液的油路，从而控制进入缓速器定转子间的进油量的多少。

当缓速器开始工作时，其具体是实施方式是，通过控制手柄控制开关电磁阀16打开开关阀14，开关阀14打开后，通过变量式叶片泵9对控制油路充压，打开主控阀11，从而将缓速器的主循环油路接通，工作油通过进油单向阀12、滤油器13，经由变量式叶片泵9加压，将工作油泵入工作腔内部产生扭矩，为整车提供制动力。在制动过程中，可以根据扭矩大小的需要调节比例电磁阀17控制比例阀15的打开压力，这是一个动态闭环的控制过程。

当缓速器工作时，其具体是实施方式是，通过控制手柄控制开关电磁阀16关闭开关阀14，控制油路泄压，主循环油路关闭，工作腔内再不进入工作油，已进入的工作油甩出到油池内。

缓速器和变速器公用工作油，工作时间达到换油周期时，拧下放油堵19，热交换器内的油液经热交换器放油堵20放出，这样就可以将缓速器内的油完全放出。放油堵19在缓速器的壳体1上，与工作腔出油口22连接，可以将缓速器的壳体1与后盖2内的油液全部放出，热交换器放油堵20在热交换器3后端底部，且与热交换器3内油路连接，可以将热交换器内的油液体全部放出。

本实用新型除了对缓速器的整体性能进行提高外，现有液力缓速器只能满足部分车型，对于越来越多的商用车所采用的大马力发动机匹配小速比后桥的车型，以及横向安装空间较小的车型并不能发挥很好的作用。为更好的匹配这些车型以及顺应商用车技术发展的趋势，本实用新型设计的集成式液力缓速器，将变速器和缓速器结合，做成统一的整体，它们共用一部分壳体，内部油池油道相通，共用工作介质润滑油，使得整体横向安装尺寸小，可以匹配更多车型。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。