渦旋反沖式液力緩速器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于車輛緩速制動系統，具體涉及一種以流體為工作介質、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。
【背景技術】
[0002]公路運輸是交通運輸的重要方式。隨著我國經濟發展、旅客和貨物運輸需求日益增加、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，國內絕大多數公路客運、貨運車輛主要采用機械制動系統。機械制動系統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行制動減速時，常需要制動系統頻繁或長時間工作，極易造成機械制動系統摩擦制動副的磨損，尤其在高強度、長時間制動時，極易因制動摩擦副的熱衰退導致制動失效，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與傳統機械制動系統共同工作，可以有效提高制動效果，減少或避免機械制動系統失效，有利于提高車輛的安全性能。
[0003]現有商業化應用的緩速器產品，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”，其基本結構類似發電機，基本工作原理是以磁電效應產生制動作用。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鼓與車輪傳動連接。當車輛需要制動時，對緩速器定子繞組通以直流電流使之產生磁場，其轉鼓在車輪的帶動下旋轉時切割定子繞組磁場的磁力線并在轉鼓內部產生渦電流，當渦電流產生后，定子繞組磁場便會對轉鼓產生阻礙其轉動的力，即通過轉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節。在轉鼓內產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化為轉鼓中的渦電流，又將渦電流轉化成熱能，達到消耗車輛運動能量的目的。電渦流緩速器工作時響應快、無時間滯后，可以無級調節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冷結構，與車輛上其他系統的聯接關系少，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]液力式緩速器的結構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，由帶有葉輪的定子、帶有葉輪的轉子和緩速器殼體組成的封閉系統，在其殼體上設有工作油液進出口，定子固定在緩速器殼體上，緩速器殼體固定在車身上，轉子與車輪傳動連接。當車輛需要制動時，車輪帶動轉子葉輪旋轉，工作油液經緩速器殼體上的油液進口進入緩速器后，在轉子葉輪的作用下高速流動并對定子葉輪產生沖擊，將轉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動，使轉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子葉輪上的能量，使得工作油液升溫，動能轉化成熱能；升溫后的油液由緩速器殼體上的油液出口經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到空氣中，冷卻后的油液再經緩速器殼體上的油液進口重新進入緩速器。因此，液力式緩速器通過將車輛的動能轉化為工作油液的熱能來實現制動作用，通過控制進入緩速器的油液量可調節制動力的大小。相對于電渦流緩速器，液力緩速器因具有結構緊湊、體積小、重量輕和低速范圍制動力大的特點而得到廣泛應用。為避免在非工作狀態下消耗發動機的輸出功率，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子與車輪間的傳動連接，以避免緩速器對發動機輸出功率的損耗。另外，由于緩速器內部結構類似液力耦合器或液力變矩器，結構和加工工藝復雜、產品制造成本相對較高。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種渦旋反沖式液力緩速器，其目的是為了發揮液力緩速器結構緊湊、體積小、重量輕的特點，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、低轉速以及結構和加工工藝復雜的缺點。
[0007]為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:一種渦旋反沖式液力緩速器，由轉子、定子和殼體三部分組成，其創新在于:
所述殼體內設有一個圓柱形主流腔，圓柱形主流腔的周向殼體上間隔設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；在所述連通處設有隔舌，隔舌為一個在圓柱形主流腔周向內壁上向內凸起的凸塊，用于分隔進出主流腔的工作流體。
[0008]所述轉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中心位置上，并且相對殼體轉動支承，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并處于圓柱形主流腔回轉中心位置上，葉輪相對傳動軸固定連接；所述葉輪設有輻盤、一組第一轉子葉片和一組第二轉子葉片；所述輻盤為環形圓盤，該環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；所述一組第一轉子葉片與一組第二轉子葉片的個數相等，其中一組第一轉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位置上，而一組第二轉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位置上；每個第一轉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”形的底部對應所述彎曲薄板具有一個長直邊，“L”形的一側部對應所述彎曲薄板具有一個長彎曲邊，“L”形的另一側部對應所述彎曲薄板具有一個開放型缺口，所有第一轉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，所有第一轉子葉片的長彎曲邊與輻盤一側的盤面固定連接；所述第二轉子葉片與第一轉子葉片的形狀和尺寸大小是以第一轉子葉片的長彎曲邊為基準形成左右對稱，所有第二轉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，所有第二轉子葉片的長彎曲邊與輻盤另一側的盤面固定連接；所有第一轉子葉片和所有第二轉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的殼體內壁上；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的殼體內壁上；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]上述技術方案中的有關內容解釋如下:
1.上述方案中，所述“圓柱形主流腔回轉中心”是指圓柱形的主流腔腔體在圓柱形的周向方向上的回轉中心，該回轉中心具體是一個回轉中心線。
[0010]2.上述方案中，所述“輻盤盤面”是指環形圓盤的平面、端面或側面。
[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”形結構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，可以將第一轉子葉片與第二轉子葉片在葉輪圓周方向上錯位布置。但本發明不局限于此，如果將第一轉子葉片與第二轉子葉片在葉輪圓周方向上等位布置，在理論上是可行的，但實際應用中會導致機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