一种液力传动箱用液力制动装置的制作方法

本实用新型涉及一种液力制动装置，具体涉及一种液力传动箱用液力制动装置。

背景技术：

在山区行驶的机车车辆，下坡时为了控制车速，需要频繁使用闸瓦制动器，长时间使用导致闸瓦磨损严重，而且会产生大量的热量，对机车车辆的安全行驶是非常不利的，为了保证良好的制动性能，除闸瓦制动外，机车车辆还需要配备辅助制动方式。

除需要在机车上配备辅助制动方式外，对下坡行驶中的车辆，为了安全起见，要求机车速度可调节或者保持恒低速下坡，即制动功率可根据车速进行无级调节。

目前，常用的机车辅助制动方式有以下几种：

1、液压制动

液压制动装置依靠液流节流对液压泵轴产生制动力矩来实现制动，能量通过液体的节流转化为热能。它可以提供从零速到高速任意工况点的恒力矩制动，但是受体积大小的制约，它只能在中小功率范围内使用，而且，液压泵有磨损。

2、发动机排气制动

在发动机排气管中安装阀门，当阀门关闭时，把发动机作为空气压缩机来工作，在排气冲程中，排气歧管中的气体受到压缩，发动机获得负功，从而产生制动力。这种制动方式噪音较大，而且控制复杂。

3、电涡流式制动

通电后线圈产生磁场，圆盘在其中转动产生电涡流，电涡流和磁场相互作用产生制动力矩。这种制动方式所能提供的制动转矩相对较小。

4、液力制动

由一个定子加一个转子构成，构成工作轮。依靠工作轮内液流作用将机车车辆的动能转化为液体的热能，再通过冷却器散热的方式实现机车车辆制动，可适用于30km/h到200km/h的制动。

液力制动作为机车的辅助制动方式，它具有显著的优点，但是现有液力制动装置功率不可灵活调节，通用性受到很大限制。

技术实现要素：

本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种液力传动箱用液力制动装置。本实用新型采用的技术手段如下：

一种液力传动箱用液力制动装置，包括油池、供油泵、散热器、液力制动器和控制系统，所述液力制动器包括定子和转子，所述供油泵的入口与油池相连，所述供油泵的出口与散热器的入口相连，所述散热器的出口通过主控阀与液力制动器的进油口相连，所述控制系统通过控制电磁阀进而对主控阀进行控制，所述液力制动装置还包括比例阀，所述液力制动器的出油口通过一个支路与比例阀的入口相连，所述液力制动器的出油口通过另一个支路与散热器的入口相连，所述比例阀的出口与油池相连，所述控制系统对比例阀进行控制。

进一步地，所述定子包括定子本体和设置在定子本体上的多个定子叶片，所述定子上设有进油孔和排油孔，所述进油孔从定子的背面通过定子叶片内部延伸至定子的正面，所述排油孔设置在定子的边缘处，所述排油孔的中心轴平行于与其对应的定子叶片的方向。

进一步地，多个定子叶片分为常规叶片和进油叶片，所述进油孔穿过进油叶片的内部，所述进油叶片设置进油孔的部分的厚度大于常规叶片的厚度。

进一步地，所述进油叶片的边缘中部内凹形成进油孔端面，所述进油孔端面垂直于进油叶片，所述进油孔从定子的背面延伸至进油孔端面。

进一步地，所述定子叶片朝转子的旋转方向倾斜，所述定子叶片的倾斜角度为30-45度，所述进油孔的中心轴与定子叶片的方向平行。

进一步地，所述定子叶片的倾斜角度为45度。

进一步地，所述转子上设有多个转子叶片，所述转子叶片和定子叶片的倾斜方向和倾斜角度均相同。

进一步地，所述转子的背面设有辅助叶片，所述辅助叶片为条形的筋状凸起，所述辅助叶片的中心轴的延长线与转子的内孔边缘相切。

进一步地，所述供油泵为齿轮泵，所述供油泵与油池之间设有过滤器。

与现有技术比较，本实用新型所述的液力传动箱用液力制动装置通过增设比例阀实现调节液力制动器功率的调节，在不同设备和不同工况下均可根据需要进行调节设置，增加了液力制动装置的通用性和灵活性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是本实用新型实施例所述的定子的结构示意图。

图3是图2的a-a剖视图。

图4是图2的b-b剖视图。

图5是本实用新型实施例所述的液力制动器的结构示意图。

图6是本实用新型实施例所述的转子的背面结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种液力传动箱用液力制动装置，包括油池90、供油泵20、散热器30、液力制动器40和控制系统50，所述液力制动器40包括定子和转子，所述供油泵20的入口与油池90相连，所述供油泵20的出口与散热器30的入口相连，所述散热器30的出口通过主控阀70与液力制动器40的进油口相连，所述控制系统50通过控制电磁阀60进而对主控阀70进行控制，所述液力制动装置还包括比例阀80，所述液力制动器40的出油口通过一个支路与比例阀80的入口相连，所述液力制动器40的出油口通过另一个支路与散热器30的入口相连，所述比例阀80的出口与油池相连，所述控制系统50对比例阀80进行控制。所述主控阀70为液压阀，控制系统50通过电磁阀60控制液压油，进而控制主控阀70的开闭。图1中，双箭头的油路为控制油，单箭头的油路为工作油。所述供油泵20为齿轮泵，所述供油泵20与油池90之间设有过滤器10。

如图2至图6所示，所述定子8包括定子本体和设置在定子本体上的多个定子叶片1，所述定子上设有进油孔2和排油孔3，所述进油孔2从定子的背面通过定子叶片1内部延伸至定子的正面，所述排油孔3设置在定子的边缘处，所述排油孔3的中心轴平行于与其位置对应的定子叶片1的方向。随着转子的旋转，进入的油由于离心力的作用，被甩到叶轮的边缘，随之排出，减小排油的阻力，液力制动时需要动作迅速，快速进排油。

多个定子叶片1分为常规叶片1’和进油叶片1”，所述进油孔2穿过进油叶片1”的内部，所述进油叶片1”设置进油孔2的部分的厚度大于常规叶片1’的厚度。本实施例中，多个进油叶片1”周向分布于定子上，相邻进油叶片1”之间设有两个及两个以上的常规叶片1’。

所述进油叶片1”的边缘中部内凹形成进油孔端面4，所述进油孔端面4垂直于进油叶片1”，所述进油孔2从定子的背面延伸至进油孔端面4。进油孔2越过定子叶片1直接到达转子和定子构成的循环圆的中心，减小进油阻力，可以快速进油。

所述定子叶片1朝转子的旋转方向倾斜，所述定子叶片1的倾斜角度为30-45度，所述进油孔2的中心轴与定子叶片1的方向平行。本实施例中，所述进油孔的中心轴位于进油叶片厚度方向上的中心面上。优选地，所述定子叶片的倾斜角度为45度。

所述转子5上设有多个转子叶片6。所述转子叶片6和定子叶片1的倾斜方向和倾斜角度均相同，定子叶片1的倾斜角度是指定子叶片1与定子的底面之间的角度，转子叶片6的倾斜角度是指转子叶片6与转子的底面之间的角度。本实施例结合液力制动器进出口压力差以及转子和叶片的结构设计参数，使液力制动器中涡流速度与转子5圆周速度的比率约为3:1。

如图6所示，所述转子5的背面设有辅助叶片7，所述辅助叶7片为条形的筋状凸起。所述辅助叶片7的中心轴的延长线与转子5的内孔边缘相切。辅助叶片7在转子旋转时，产生与转子叶片相反的轴向力，平衡液力制动器内部的轴向力。

机车正常行驶时，供油泵20将工作油从油池90中抽出，经过过滤器10至散热器30，经散热器30冷却的工作油进入主控阀70处，等待给制动器40充油，当控制系统50得到来自机车要求制动的指令时，控制制动电磁阀60得电工作，控制油经制动电磁阀60进入主控阀70，主控阀70动作，在主控阀70处等待的工作油得以通过，进入液力制动器40，开始充油工作，机车随之开始制动，液力制动器40中的工作油经搅动后温度急剧升高，排出的工作油一部分进入散热器30中进行冷却，冷却后的工作油接着进入下一个循环，另一部分工作油进入比例阀80，接着回到油池90，比例阀80起到溢流调节的作用，可以调节液力制动器40中充液量的大小，进而实现调节液力制动器40功率的大小，也可以使制动器的出口压力保证一定的压力。

在比例阀80的作用下，液力制动器40的出口及腔内的工作油始终有一定的压力，在油压作用下，可以快速从油中分离出空气。液力制动器40即使在部分充液工作，对混在油中的空气，也可以得以迅速分离，在实现液力制动器功率调节、提高制动器效率的同时，也保证了系统调节的稳定。

在整个制动过程中，供油泵20的排量保持为一常值。

本实施例适用于高速、大功率车辆；制动器小，重量轻，安装方便；适用于长时间连续制动，无机械磨损；提高下坡行驶安全性；可以实现下坡恒低速；噪音小；持续制动能力强。

通过调节比例阀的电流，进而调节制动器的充油量，就可以达到调节制动功率的目的。制动功率的调节分为以下两类：

1、等功率调节：

等功率制动方式是指制动功率为常数，当车速提高时，制动力成比例下降。

2、等扭矩曲线或者制动力上升曲线：

在机车开始制动时，通过调节比例阀电流，可以把制动曲线调成制动力上升曲线，制动力随着列车速度的提高而增大，列车速度达到最高速度的20％-30％时，制动力达到最大值，在达到最大制动力后，受到粘着、液力传动箱油温和冷却水温的限制及机械强度的限制，制动力不能无限制增大，通过调节比例阀电流，可以将制动力曲线调整为等功率曲线。

在机车下坡制动时，通过调节比例阀电流，使制动力随着转速的增加而增大，形成等扭矩制动或者制动力上升曲线，在变坡道的下坡路上，与机车的控制单元一起控制，通过改变柴油机油门，还可以实现机车以恒定的速度下坡，提高机车的安全性。

在当制动功率增大到冷却装置能承受的最大允许功率时，为了防止对冷却装置和传动箱的损坏，必须要终止制动力的继续增大，此时通过调节电磁铁的电流，进而调节比例阀的开度，排油流速也增加，制动器充油度降低，制动力下降，形成等功率制动曲线。

高速紧急制动时，为了保护制动器与散热器，一旦制动器油温或冷却水温达到设定值，液力制动须解除，我们可以设定制动器油温实际值或冷却水温度实际值反馈到传动箱控制系统有短暂滞后，允许制动力有短暂超荷，这样有利于车辆高速时紧急制动。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。