專(zhuān)利名稱(chēng)：一種液力緩速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車(chē)領(lǐng)域，涉及一種液力緩速器。
背景技術(shù)：
商用車(chē)輛及工程車(chē)輛經(jīng)常工作于不同的道路環(huán)境下，隨著當(dāng)今動(dòng)力系統(tǒng)能力的提升，商用車(chē)輛的載重越來(lái)越大，行駛車(chē)速越來(lái)越高，但是現(xiàn)有車(chē)輛的尺寸及制動(dòng)鼓與輪胎的直徑都無(wú)所變化，這給商用車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)提出了更高的要求；隨著人們對(duì)安全的日益重視，對(duì)于客車(chē)等商用車(chē)輛除行車(chē)制動(dòng)外，輔助制動(dòng)裝置的安裝也越發(fā)必要。液力耦合器和液力緩速器是利用液體為工作介質(zhì)，利用動(dòng)液傳動(dòng)，即通過(guò)液體在循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中，液體動(dòng)能變化來(lái)傳遞動(dòng)力，這種傳動(dòng)稱(chēng)為液力傳動(dòng)。液力機(jī)械的主要零件是兩個(gè)直徑相同的葉輪，稱(chēng)為工作輪，包括由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過(guò)輸入軸驅(qū)動(dòng)的泵輪，與輸出軸裝在一起的渦輪，葉輪內(nèi)部裝有許多徑向葉片，在各葉片之間充滿(mǎn)工作液體。兩個(gè)葉輪裝合后相對(duì)端面之間約有2-5mm間隙。它們的內(nèi)腔共同構(gòu)成圓形或橢圓形的環(huán)狀空腔稱(chēng)為循環(huán)圓；循環(huán)圓的剖面圖如圖1所示，al為渦輪，a2為泵輪，a3為環(huán)流，a4為渦流:該剖面圖是通過(guò)輸入軸與輸出軸所作的截面，稱(chēng)為軸截面(包含螺旋軸線的剖面，又稱(chēng)為子午面)，通常把軸截面內(nèi)所形成的內(nèi)環(huán)與外環(huán)間的面積稱(chēng)為液力機(jī)械的循環(huán)圓，由循環(huán)圓所構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體空間則是液力機(jī)械內(nèi)油液進(jìn)行循環(huán)的空間。泵輪和渦輪形成的工作油腔內(nèi)的油自泵輪內(nèi)側(cè)引人后，在離心力的作用下被甩到油腔外側(cè)形成高速的油流，沖向?qū)γ娴臏u輪葉片，驅(qū)動(dòng)渦輪一同旋轉(zhuǎn)。然后，工作油又沿渦輪葉片流向油腔內(nèi)側(cè)并逐漸加速，流回到泵輪內(nèi)側(cè)，構(gòu)成一個(gè)油液的循環(huán)流動(dòng)圓。油液在液力機(jī)械內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)可以分為兩種:環(huán)流一液體的圓周運(yùn)動(dòng)，與泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致；渦流一液體在泵輪和渦輪之間的循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生在泵輪與渦輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)。液力緩速器為液力機(jī)械的一個(gè)特殊種類(lèi)，其渦輪固定不動(dòng)，所以通常來(lái)說(shuō)液力緩速器的泵輪稱(chēng)為轉(zhuǎn)輪，渦輪稱(chēng)為定輪。由于液力機(jī)械的力矩與功率符合以下公式:Μ=λ MB P gD5n2P= λ p p gD5n2M-液力緩速器的制動(dòng)扭矩P-液力緩速器的制動(dòng)功率D-液力緩速器循環(huán)圓有效直徑η-液力緩速器動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速λ mb-液力緩速器的制動(dòng)扭矩系數(shù)λ P-液力緩速器制動(dòng)功率系數(shù)P-油液密度g-重力加速度
所以如果想增大液力緩速器的制動(dòng)扭矩與功率可通過(guò)提高轉(zhuǎn)速η與增加循環(huán)圓直徑D兩種方式，但是提高動(dòng)輪轉(zhuǎn)速意味著要提高機(jī)加工零件的精度和制造難度，很難實(shí)現(xiàn)。所以現(xiàn)有的措施通常為提高循環(huán)圓的直徑，并且扭矩和功率與循環(huán)圓直徑D是5次方的關(guān)系，與轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速η為2次方的關(guān)系，提高循環(huán)圓直徑將更容易帶來(lái)更好的效果。但是當(dāng)循環(huán)圓直徑增大后在液力機(jī)械內(nèi)部的兩種流動(dòng)將會(huì)有所變化，隨著循環(huán)圓直徑的增大環(huán)流的速度將增長(zhǎng)，液體將會(huì)由于慣性作用直接被動(dòng)輪帶入環(huán)流一方，參與渦流的油液量將減少。如圖2所示為動(dòng)輪轉(zhuǎn)速較低時(shí)液流示意圖,如圖3所示為動(dòng)輪轉(zhuǎn)速較聞時(shí)液流不意圖。由上述理論可知，當(dāng)該理論應(yīng)用于液力緩速器時(shí)，由于渦輪稱(chēng)為定輪所以液體在液力緩速器循環(huán)圓內(nèi)的流動(dòng)更加依靠于這兩種液流的分配情況。液力緩速器是一種利用動(dòng)輪將油液甩起并沖擊定輪，通過(guò)油液間相互沖擊、摩擦，急劇改變液流流道從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能的機(jī)械。如圖4所示，現(xiàn)有設(shè)計(jì)的液力緩速器為了增加制動(dòng)扭矩多采取斜直葉片的形式，這樣可以充分的發(fā)揮環(huán)流與渦流集成后的實(shí)際液流，增加制動(dòng)效果，但是斜直葉片鑄造和加工非常困難，鑄造模具復(fù)雜，脫模產(chǎn)生廢品率高，不利于產(chǎn)品成本的降低；同時(shí)，斜直葉片與定輪和轉(zhuǎn)輪鑄造連接積小，在動(dòng)輪快速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)油液高速撞擊葉片，對(duì)葉片沖擊力大，由于液力沖擊產(chǎn)生振動(dòng)、疲勞的情況，時(shí)常出現(xiàn)葉片被打斷的問(wèn)題，葉片損壞率高，導(dǎo)致液力緩速器工作效率低，甚至無(wú)法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種能實(shí)現(xiàn)更高制動(dòng)效果，且占用空間小、結(jié)構(gòu)牢固的液力緩速器。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:—種液力緩速器，包括轉(zhuǎn)輪和定輪，轉(zhuǎn)輪和定輪葉片為沿轉(zhuǎn)輪和定輪徑向設(shè)置的、將直葉片兩邊傾斜形成能匯集油液的U型葉片，轉(zhuǎn)輪和定輪的U型葉片相向設(shè)置。所述U型葉片上表面為弧形面。所述U型葉片前表面為豎直面，后表面為傾斜面，上表面與后表面相交處為倒角設(shè)計(jì)。所述U型葉片前端厚度小、中間厚度大且前端設(shè)置有拔模斜角。所述轉(zhuǎn)輪兩面對(duì)稱(chēng)，均設(shè)置有U型葉片，轉(zhuǎn)輪兩側(cè)均設(shè)置有定輪，兩個(gè)定輪與動(dòng)輪的兩側(cè)循環(huán)半圓相對(duì)應(yīng)。所述定輪與動(dòng)輪葉片形成的循環(huán)圓內(nèi)環(huán)直徑為Dl、外環(huán)直徑為D2，D1/D2 > 0.7。所述定輪葉片數(shù)量為偶數(shù)，轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量為奇數(shù)，并且轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量多于定輪葉片數(shù)量。本發(fā)明所述的液力緩速器，將定輪和動(dòng)輪的葉片由傳統(tǒng)的斜直型改為將直葉片的兩邊傾斜，使得其能匯集油液，并起到固定、增強(qiáng)葉片強(qiáng)度的U型葉片，U型葉片相向設(shè)置，將液力循環(huán)腔內(nèi)、外環(huán)的油液充分集中到軸向液力循環(huán)圓空間最大的地方進(jìn)行沖擊、攪動(dòng)，最大化的利用循環(huán)液流，增加緩速器制動(dòng)效果；通過(guò)U型葉片設(shè)計(jì)增大循環(huán)圓直徑的方式，提高緩速器制動(dòng)扭矩，減少了整個(gè)變速器的軸向尺寸，占用空間??；同時(shí)，相比斜直葉片，U型葉片與定輪和動(dòng)輪的鑄造連接面積更大，葉片的兩邊類(lèi)似于兩根支撐筋增加葉片剛度，可有效降低液動(dòng)力引起的葉片振動(dòng)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，不容易損壞。進(jìn)一步，定輪與轉(zhuǎn)輪葉片上表面為弧形面，兩個(gè)相向的U型葉片上表面的半圓形弧面在轉(zhuǎn)輪與定輪間形成另外一個(gè)循環(huán)圓，可在葉片上部進(jìn)行攪動(dòng)循環(huán)沖擊，進(jìn)一步增進(jìn)液流的相互沖擊、達(dá)到更好的制動(dòng)效果。進(jìn)一步，U型葉片前端厚度小中間厚度大、且前端設(shè)置有拔模斜角，鑄造難度低，成品率聞。進(jìn)一步，葉片上表面與后表面相交處為倒角設(shè)計(jì)，葉片后部有很大的倒角，可以實(shí)現(xiàn)斜葉片的功能，可以充分利用工作腔的空間，減少循環(huán)工作時(shí)的液流陰影區(qū)，減少不參與工作的死區(qū)。進(jìn)一步，定輪葉片數(shù)量為偶數(shù)，轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量為奇數(shù)，并且轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量多于定輪葉片數(shù)量，防止形成液力共振的情況，保證緩速器工作穩(wěn)定。進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)輪兩面對(duì)稱(chēng)，均設(shè)置有U型葉片，轉(zhuǎn)輪兩側(cè)均設(shè)置有定輪，兩個(gè)定輪與動(dòng)輪的兩側(cè)循環(huán)半圓相對(duì)應(yīng)，通過(guò)雙循環(huán)圓的方式進(jìn)一步增大制動(dòng)效果；并且通過(guò)雙循環(huán)圓對(duì)稱(chēng)的效應(yīng)，使得作用于動(dòng)輪兩側(cè)的液壓力相同，避免動(dòng)輪僅受到一側(cè)的彎矩，防止動(dòng)輪的振動(dòng)、擺動(dòng)，減少噪聲和軸承、密封件的磨損，增長(zhǎng)使用壽命。


圖1為液力緩速器的軸截面圖；圖2為動(dòng)輪轉(zhuǎn)速較低時(shí)的液流示意圖；圖3為動(dòng)輪轉(zhuǎn)速較高時(shí)的液流示意圖；圖4為現(xiàn)有設(shè)計(jì)液力緩速器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明中U型葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中U型葉片的主視圖；圖7為本發(fā)明中動(dòng)輪和定輪葉片形成的環(huán)流循環(huán)圓示意圖；圖8為本發(fā)明中動(dòng)輪和定輪葉片上表面形成的渦流循環(huán)圓示意圖；圖9為本發(fā)明動(dòng)輪和定輪位置示意圖；圖10為本發(fā)明液力緩速器的徑向剖視具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:如圖5和圖6所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種液力緩速器，包括轉(zhuǎn)輪和定輪，轉(zhuǎn)輪和定輪葉片為沿轉(zhuǎn)輪和定輪徑向設(shè)置的、將直葉片兩邊傾斜形成能匯集油液的U型葉片，轉(zhuǎn)輪和定輪的U型葉片相向設(shè)置，葉片前端厚度小中間厚度大、且前端設(shè)置有拔模斜角4，葉片分為上表面2、前表面I和后表面3三個(gè)面，與液流正面沖擊的面為前表面I,與前表面I相對(duì)的面為后表面3，葉片上部為上表面2 ;葉片上表面2為弧形面，葉片前表面I為豎直面,后表面3為傾斜面，上表面2與后表面3相交處5為倒角設(shè)計(jì)。如圖7所示，該液力緩速器定輪與轉(zhuǎn)輪葉片在液流環(huán)流方向是V型設(shè)計(jì)，并且互相沖擊液流方向相反，可以充分的將液力循環(huán)腔內(nèi)、外環(huán)的油液集中到軸向液力循環(huán)圓空間最大的地方進(jìn)行沖擊、攪動(dòng)，最大化的利用循環(huán)液流，增加緩速器制動(dòng)效果。如圖8所示，葉片上表面2是弧形面，定輪與轉(zhuǎn)輪的兩個(gè)相向的U型葉片上表面的弧形面可形成一個(gè)相對(duì)的液力循環(huán)腔，這樣液流可在葉片上部進(jìn)行攪動(dòng)循環(huán)沖擊，使得轉(zhuǎn)輪和定輪各個(gè)葉片上表面都能起到相應(yīng)的攪流損失的作用，這樣即使將葉片做的相對(duì)厚些也能利用葉片厚度進(jìn)行液流攪動(dòng)及減速工作。如圖5所示,葉片的前表面I為豎直面,后表面3為傾斜面，葉片前端僅有非常小的拔模斜角4，這樣當(dāng)兩相向的葉片相互運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)液流起到很大的阻礙與切斷作用，急劇的改變液流方向，形成更有利的攪流作用，前表面I與上表面2的交線鑄造倒角非常小，類(lèi)似于斜直葉片的刃邊作用；如圖6所示，后表面3做了比較大的拔模角度，這樣可以減小鑄造難度，并且后表面與上表面的相交處5做了很大的倒角，以適合液流的方向，液體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中既有離心方向的速度，又有圓周方向的速度，速度的和方向是斜的，將后表面的倒角做大就以適合斜的液流方向，液流可以流到葉片后表面，這樣兩相鄰葉片間的空腔就可以充分的被利用，減少循環(huán)工作時(shí)的液流陰影區(qū)，減少不參與工作的死區(qū)，大大增加液流攪動(dòng)的效果。本發(fā)明設(shè)計(jì)的是一種集成在變速器后部的液力緩速器，現(xiàn)有車(chē)輛對(duì)變速器的軸向尺寸要求很?chē)?yán)，所以為了達(dá)到更高的制動(dòng)效果，本發(fā)明的液力緩速器采取增大循環(huán)圓直徑的方式，減少整個(gè)變速器的軸向尺寸。該液力緩速器集成在自動(dòng)變速器后部，轉(zhuǎn)輪兩面對(duì)稱(chēng)，均設(shè)置有U型葉片，轉(zhuǎn)輪兩側(cè)均設(shè)置有定輪，兩個(gè)定輪與動(dòng)輪的兩側(cè)循環(huán)半圓相對(duì)應(yīng)；如圖9所示，由變速器蓋做為液力緩速器的一側(cè)定輪202，變速器殼體與后蓋之間還有另一側(cè)的定輪201，液力緩速器動(dòng)輪301固連在變速器輸出軸上，處于兩個(gè)定輪之間，這種雙循環(huán)圓結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使得作用于動(dòng)輪兩側(cè)的液壓力相同，可以抵消液力循環(huán)中定輪所受的單側(cè)壓力，減少?gòu)澗?，防止?dòng)輪的振動(dòng)、擺動(dòng)，減少噪聲和軸承、密封件的磨損，增大扭矩，延長(zhǎng)各部件使用壽命。定輪葉片數(shù)量為偶數(shù)，轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量為奇數(shù)，并且轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量多于定輪葉片數(shù)量，防止形成液力共振的情況，保證緩速器工作穩(wěn)定。如圖10所示，液流環(huán)流循環(huán)圓的內(nèi)環(huán)直徑為D1，循環(huán)圓外環(huán)直徑為D2，為了實(shí)現(xiàn)增加徑向尺寸，減小緩速器軸向尺寸的目的，要求D1/D2 > 0.7，使得循環(huán)圓的軸截面是一對(duì)較小的圓，進(jìn)一步減小液力緩速工作腔所占的空間。綜上所述，本發(fā)明的緩速器充分利用了葉片各個(gè)方向的表面提高制動(dòng)效果，具有以下優(yōu)點(diǎn):1.利用定輪與轉(zhuǎn)輪葉片在液流環(huán)流方向形成兩個(gè)相互對(duì)沖的V型設(shè)計(jì)，將循環(huán)油道的液流集中到循環(huán)腔的尺寸最大處，充分利用空間讓液流相互沖擊。2.利用直葉片厚度的效果，葉片上表面設(shè)計(jì)成兩個(gè)相對(duì)的弧面，使得兩相對(duì)葉片的上表面空間也成為了一個(gè)參與循環(huán)的相互作用表面。3.盡量將葉片前面做的直立，后面做的傾斜，并且充分利用倒角來(lái)實(shí)現(xiàn)液力理論中刃邊與斜直邊的效果，使得直葉片在其最有效循環(huán)圓上實(shí)現(xiàn)了斜直葉片的效果。
權(quán)利要求
1.一種液力緩速器，其特征在于:包括轉(zhuǎn)輪和定輪，轉(zhuǎn)輪和定輪葉片為沿轉(zhuǎn)輪和定輪徑向設(shè)置的、將直葉片兩邊傾斜形成能匯集油液的U型葉片，轉(zhuǎn)輪和定輪的U型葉片相向設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力緩速器，其特征在于:所述U型葉片上表面(2)為弧形面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力緩速器，其特征在于:所述U型葉片前表面(I)為豎直面，后表面(3)為傾斜面，上表面(2)與后表面(3)相交處(5)為倒角設(shè)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力緩速器，其特征在于:所述U型葉片前端厚度小、中間厚度大且前端設(shè)置有拔模斜角(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的液力緩速器，其特征在于:所述轉(zhuǎn)輪兩面對(duì)稱(chēng)、均設(shè)置有U型葉片，轉(zhuǎn)輪兩側(cè)均設(shè)置有定輪，兩個(gè)定輪與動(dòng)輪的兩側(cè)循環(huán)半圓相對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的液力緩速器，其特征在于:所述定輪與動(dòng)輪葉片形成的循環(huán)圓內(nèi)環(huán)直徑為D1、外環(huán)直徑為D2，D1/D2 > 0.7。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的液力緩速器，其特征在于:所述定輪葉片數(shù)量為偶數(shù)，轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量為奇數(shù)，并且轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量多于定輪葉片數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種液力緩速器，包括轉(zhuǎn)輪和定輪，轉(zhuǎn)輪和定輪葉片為沿轉(zhuǎn)輪和定輪徑向設(shè)置的U型葉片，轉(zhuǎn)輪和定輪的U型葉片相向設(shè)置，將液力循環(huán)腔內(nèi)、外環(huán)的油液充分集中到軸向液力循環(huán)圓空間最大的地方進(jìn)行沖擊、攪動(dòng)；葉片前端厚度小中間厚度大，且前端設(shè)置有拔模斜角，葉片上表面為弧形面，兩個(gè)相向的U型葉片上表面的半圓形弧形面在轉(zhuǎn)輪與定輪間形成另外一個(gè)循環(huán)圓，可在葉片上部進(jìn)行攪動(dòng)循環(huán)沖擊，進(jìn)一步增進(jìn)液流的相互沖擊，U型葉片與定輪和動(dòng)輪的鑄造連接面積更大，葉片的兩邊類(lèi)似于兩根支撐筋增加葉片剛度，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，不容易損壞，采取增大循環(huán)圓直徑的方式，減少整個(gè)變速器的軸向尺寸，占用空間小、鑄造難度低。
文檔編號(hào)F16D57/02GK103185085SQ20131011138
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者王軍, 柯瓦澤, 王亞鋒, 王凱峰, 芮井中, 趙會(huì)強(qiáng), 伏春乾, 畢乾坤 申請(qǐng)人:西安雙特智能傳動(dòng)有限公司