一种增强液力缓速器上的反制动力产生机构的制作方法

1.本发明涉及车辆生产技术领域，具体涉及一种增强液力缓速器上的反制动力产生机构。


背景技术：

2.液力缓速器使用中通过液力装置降低车辆下坡行驶速度的汽车缓速器，大型商用卡车在下长坡时长时间使用排气制动，促使卡车轮毂发热升温，卡车制动效果变差，严重时失去制动力，影响行驶安全。液力缓速器便可对商用卡车的长距离制动起到很好的辅助作用。目前市场上已有的液力缓速器一般由定子、转子、油泵、储油箱和热交换器构成。定子又是缓速器壳体，与变速器后端或车架连接，转子通过空心轴与车辆的传动轴相连，转子和定子上均铸出叶片。工作时，借助于控制阀的操纵向储油箱施加压力，使工作液充入转子和定子之间的工作腔内。转子旋转时通过工作液对定子作用一个转矩，而定子的反转矩即成为转子的制动转矩。汽车动能消耗于工作液的摩擦和对定子的冲击而转换为热能，使工作液温度升高。工作液被引入热交换器中循环流动，将热传给冷却水，再通过发动机冷却系统散出。
3.目前，国内已经上市和公开报道的液力缓速器，其所存在的缺点是：1、在大后桥速比的卡车上配装缓速器，缓速器正常工作所产生的反向制动力(反向扭力)小于3500n.m，在小后桥速比的卡车上配装缓速器，缓速器正常工作所产生的反向制动力(反向扭力)小于3000n.m。2、不能满足一部分货运商用车在行驶速度超过80km/h，下坡陡度超过6％的坡道上正常行驶。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中的问题，本发明专利设计了一种增强液力缓速器上的反制动力产生机构，能够输出更大的方向制动力，满足商用车辆高速、下陡坡等的缓速要求。
5.本发明所采用的技术方案是：所述反制动力产生机构包括机壳、齿轮花键轴、前定涡轮、中间涡轮和后定涡轮，在机壳的前、后两侧端面的中心位置分别开有穿孔，所述齿轮花键轴沿机壳的轴心设置，其前侧端穿过机壳的前侧端面的穿孔并通过主轴承与之连接，后侧端穿过机壳后侧端面的穿孔并通过副轴承与之连接；
6.所述机壳前侧端面的内侧面为前定涡轮固定座，所述前定涡轮安装固定在前定涡轮固定座上，所述齿轮花键轴的前部从前定涡轮的中心通孔穿过，二者密闭连接；
7.所述机壳的后侧端面为后定涡轮固定座，所述后定涡轮固定座设有过油通路，所述后定涡轮安装固定在后定涡轮固定座上，所述齿轮花键轴的后部从后定涡轮的中心孔穿过，二者之间留出间隙；
8.所述齿轮花键轴的中部通过花键连接有中间涡轮，所述中间涡轮为双面涡轮，与前定涡轮和后定涡轮之间分别形成涡轮腔，所述齿轮花键轴的前侧端部设有传动齿轮，后侧端部设有旋转拨头。
9.进一步的，所述前定涡轮包括前定涡轮外缘、前定涡轮内缘、若干厚实的前定涡轮叶片和前定内凹圆环，所述前定涡轮外缘为前定涡轮最大直径上的圆柱面，与前定内凹圆环的外环部分所构成的实体，所述前定涡轮外缘构成与前定涡轮固定座相配合的安装定位面，所述前定涡轮内缘是前定内凹圆环的内环部分的环形结构，所述前定涡轮内缘的圆环中心为前定涡轮的中心通孔，所述前定涡轮内缘的圆环结构上对称开有多个下沉式的前定涡轮固定孔，所述前定涡轮通过螺栓穿过前定涡轮固定孔与前定涡轮固定座连接固定，若干的前定涡轮叶片沿前定内凹圆环的周向均匀排布，前定涡轮叶片沿前定内凹圆环的径向设置，其内侧边固定连接在前定内凹圆环的曲面上，外侧边为直边与前定涡轮端面平齐，两端分别与前定涡轮外缘和前定涡轮内缘连接，所述前定涡轮叶片整体沿轴向倾斜。
10.进一步的，所述后定涡轮包括后定涡轮外缘、后定涡轮内缘、若干厚实的后定涡轮叶片和后定内凹圆环，所述后定涡轮外缘为后定涡轮最大直径上的圆柱面，与后定内凹圆环的外环部分所构成的实体，所述后定涡轮外缘构成后定涡轮安装的定位面，所述后定涡轮内缘是后定内凹圆环的内环部分，所述后定涡轮内缘的圆环中心为后定涡轮的中心孔，中心孔的孔径大于齿轮花键轴与之对应位置的轴径，若干的后定涡轮叶片沿后定内凹圆环的周向均匀排布，后定涡轮叶片沿后定内凹圆环的径向设置，其内侧边固定连接在后定内凹圆环的曲面上，外侧边为直边与后定涡轮端面平齐，两端分别与后定涡轮外缘和后定涡轮内缘连接，所述后定涡轮叶片整体沿轴向倾斜，其倾斜方向与前定涡轮叶片相反。
11.进一步的，所述后定涡轮的背侧最高凸起处周向均布连接有多个涡轮固定座，所述涡轮固定座的中心处沿轴向开有内螺纹固定孔，所述涡轮固定座与后定涡轮固定座通过螺栓连接固定。
12.进一步的，所述前定涡轮和后定涡轮各自的内凹圆环上在靠近一片涡轮叶片的内侧边中心处分别开有一个贯穿的涡轮排气孔，所述涡轮排气孔是由两段直孔对接而成的折孔，所述前定涡轮的涡轮排气孔在前定涡轮的背面设有与孔同心的环形的密封圈装配槽。
13.进一步的，所述中间涡轮包括中间涡轮外缘、中间涡轮内缘和双面内凹圆环，所述中间涡轮外缘是中间涡轮最大直径上的圆柱面与双面内凹圆环的外环面构成的实体部分，所述中间涡轮内缘是与双面内凹圆环的内外环面连接的环形结构，所述中间涡轮内缘的环形结构上开有多个沿周向均匀排布的通油孔，所述中间涡轮内缘的内环面上设置有与齿轮花键轴上的花键相配合的渐开线齿廓花键，所述双面内凹圆环的两侧环状内凹曲面上分别设置有a面涡轮叶片组和b面涡轮叶片组，所述a面涡轮叶片组和b面涡轮叶片组分别由若干沿双面内凹圆环的两侧环状内凹曲面周向排列、径向设置的厚实的中间涡轮叶片构成，所述中间涡轮叶片沿轴向倾斜，所述中间涡轮与齿轮花键轴的连接处两侧分别设置有弹性挡圈进行固定。
14.进一步的，所述a面涡轮叶片组和b面涡轮叶片组的中间涡轮叶片的轴向倾斜方向相反，并与各自相对的前定涡轮或后定涡轮的涡轮叶片的倾斜方向相反。
15.进一步的，所述a面涡轮叶片组和b面涡轮叶片组的中间涡轮叶片在周向上交替设置，两侧叶片组的中间涡轮叶片个数相同，厚度相等。
16.进一步的，所述a面涡轮叶片组和b面涡轮叶片组的中间涡轮叶片的外侧边分别与涡轮两侧端面齐平，两端分别连接中间涡轮外缘和中间涡轮内缘，所述前定涡轮叶片、后定涡轮叶片、中间涡轮叶片的外侧边的端面均为斜面。
17.进一步的，所述机壳前侧端面的穿孔通过唇形密封圈与齿轮花键轴密封连接，所述主轴承和副轴承分别设置有并紧圆螺母，所述并紧螺母调整主轴承和副轴承与齿轮花键轴的工作游隙，所述并紧螺母设置有止动垫圈和弹性垫圈，所述止动垫圈为金属材质，用于防止并紧圆螺母长时间使用后松动，所述弹性垫圈材质为弹簧钢，用于消除主轴承和副轴承在使用过程中所产生的间隙，以及轴承内部的接触应力。
18.相对于现有技术，本发明专利设计的一种增强液力缓速器上的反制动力产生机构的进步之处在于：通过齿轮花键轴前侧端的传动齿轮与外部齿轮传动机构的齿轮啮合互相传动，将外界的旋转动力通过齿轮花键轴传递给装配在花键主轴上，以花键配合连接的中间涡轮，中间涡轮前后两侧分别设置有前定涡轮和后定涡轮，中间涡轮转动，带动涡轮腔体内的缓速油旋转，在两侧定涡轮作用下产生反制动力，这个反制动力首先作用在中间涡轮上，通过中间涡轮作用在以花键配合的齿轮花键轴上，最后通过齿轮花键轴前侧端的传动齿轮与外部齿轮传动机构的齿轮啮合互相传动，传递给了外部传动机构上，将所产生的反制动力输出给外部传动机构。
19.该机构的齿轮花键轴一体成型，结构稳定，而且其制作精度要求相对偏低，易于批量生产，生产成本低；中间涡轮为双面涡轮，装配后可与前定涡轮、后定涡轮分别相对转动产生反制动力，扭力输出大，适用于大型载重车辆的缓速制动。三个涡轮上由若干厚实的涡轮叶片构成叶涡腔，涡轮叶片的外侧边的端面为斜面，便于缓速器油更顺畅的冲入到叶涡腔中，抗弯和抗剪强度高。
20.使用寿命长：本发明的反制动力产生机构用在增强液力缓速器上，它的动涡轮与定涡轮之间的相对运动是非接触的，所以它的使用寿命几乎是终身的。整个机构只有齿轮、轴承在工作时有轻微的磨损，其它几乎没有磨损。
21.安全可靠：本发明的整个机构在工作或非工作状态下无振动、无冲击、无污染，无论是对外部装置，还是对环境皆无损害。
22.反制动力(反向扭矩)大：与其它类似产品相比，本发明的反制动力产生机构用在增强液力缓速器上，缓速器对外部装置的反作用扭矩最高可达6000n.m以上，远超过其它同类产品。
23.非工作状态下能耗低：本发明的反制动力产生机构用在增强液力缓速器上，在缓速器退出工作后几乎不对外界装置产生能量损耗。
24.生产成本低：本发明的反制动力产生机构结构简单，生产、装配容易，生产效率较高。
25.安装和检修方便：本发明的反制动力产生机构结构简单，不易磨损，因此安装简单、维护方便。
附图说明
26.图1是增强液力缓速器上的反制动力产生机构的切面结构示意图。
27.图2是齿轮花键轴的结构示意图。
28.图3是前定涡轮的前视结构示意图
29.图4是前定涡轮的后视结构示意图
30.图5是后定涡轮的前视立体结构示意图
31.图6是后定涡轮的后视立体结构示意图
32.图7是中间涡轮的立体结构示意图
33.图中，1机壳、2齿轮花键轴、3前定涡轮、4后定涡轮、5中间涡轮、11前定涡轮固定座、12后定涡轮固定座、13穿孔、14涡轮腔、15唇形密封圈、21传动齿轮、22主轴承、23副轴承、24旋转拨头、25花键、26并紧螺母、27止动垫圈、28弹性垫圈、29弹性挡圈、31前定涡轮外援、32前定涡轮内缘、33前定涡轮叶片、34前定内凹圆环、35固定孔、36密封圈装配槽、37中心穿孔、41后定涡轮外援、42后定涡轮内缘、43后定涡轮叶片、44后定内凹圆环、45固定座、46中心孔、51中间涡轮外援、52中间涡轮内缘、53中间涡轮叶片、54双面内凹圆环、55通油孔、56渐开线齿廓花键、6涡轮排气孔。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明创造一部分的实施例，而不是全部。基于本发明创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明创造保护的范围。
35.如图1所示，本发明专利设计了一种增强液力缓速器上的反制动力产生机构的一种实施例，本实施例中反制动力产生机构包括机壳1、齿轮花键轴2、前定涡轮3、中间涡轮4和后定涡轮5。在机壳1的前、后两侧端面的中心位置分别开有穿孔13。齿轮花键轴2沿机壳1的轴心设置，其前侧端穿过机壳1的前侧端面的穿孔13并通过主轴承22与之连接，后侧端穿过机壳1后侧端面的穿孔13并通过副轴承23与之连接。
36.机壳1前侧端面的内侧面为前定涡轮固定座11，前定涡轮安装3固定在前定涡轮固定座11上。齿轮花键轴2的前部从前定涡轮3的中心通孔37穿过，二者密闭连接。
37.机壳1的后侧端面为后定涡轮固定座12，后定涡轮固定座12设有过油通路，用于连接缓速器的高压油腔。后定涡轮4安装固定在后定涡轮固定座12上，齿轮花键轴2的后部从后定涡轮4的中心孔46穿过，二者之间留出间隙。机壳1的前侧端面是对外连接法兰，后侧是连接高压油腔体的法兰。
38.结合图2所示，齿轮花键轴2的中部通过花键25连接有中间涡轮5，中间涡轮5为双面涡轮，与前定涡轮3和后定涡轮4之间分别形成涡轮腔14，齿轮花键轴2的前侧端部设有传动齿轮21，后侧端部设有旋转拨头24，齿轮花键轴的材料为金属合金。机壳1前侧端面的穿孔13中设有唇形密封圈15与齿轮花键轴1密封连接，唇形密封圈15是利用耐高温、耐油的橡胶和金属骨架热塑而成型的橡胶密封件。主轴承22和副轴承23分别设置有并紧圆螺母26，并紧螺母26调整主轴承22和副轴承23与齿轮花键轴1的工作游隙。并紧螺母26设置有止动垫圈27和弹性垫圈28。止动垫圈27为金属材质，用于防止并紧圆螺母26长时间使用后松动。弹性垫圈28材质为弹簧钢，用于消除主轴承22和副轴承23在使用过程中所产生的间隙，以及轴承内部的接触应力。
39.结合图3、4所示，前定涡轮3包括前定涡轮外缘31、前定涡轮内缘32、若干厚实的前定涡轮叶片33和前定内凹圆环34。前定涡轮外缘31为前定涡轮3最大直径上的圆柱面，与前定内凹圆环34的外环部分所构成的实体，前定涡轮外缘31构成与前定涡轮固定座11相配合的安装定位面。前定涡轮内缘32是前定内凹圆环34的内环部分的环形结构，前定涡轮内缘
32的圆环中心为前定涡轮3的中心通孔37。前定涡轮内缘32的圆环结构上对称开有6个下沉式的前定涡轮固定孔35，前定涡轮3通过螺栓穿过前定涡轮固定孔35与前定涡轮固定座11连接固定。若干的前定涡轮叶片33沿前定内凹圆环34的周向均匀排布，前定涡轮叶片33沿前定内凹圆环34的径向设置，其内侧边固定连接在前定内凹圆环34的曲面上，外侧边为直边与前定涡轮3端面平齐，两端分别与前定涡轮外缘31和前定涡轮内缘32连接，前定涡轮叶片33整体沿轴向倾斜。
40.结合图5、6所示，后定涡轮4包括后定涡轮外缘41、后定涡轮内缘42、若干厚实的后定涡轮叶片43和后定内凹圆环44。后定涡轮外缘41为后定涡轮4最大直径上的圆柱面，与后定内凹圆环44的外环部分所构成的实体，后定涡轮外缘41构成后定涡轮4安装的定位面。后定涡轮4内缘是后定内凹圆环44的内环部分，后定涡轮内缘42的圆环中心为后定涡轮4的中心孔46，中心孔46的孔径大于齿轮花键轴2与之对应位置的轴径，若干的后定涡轮叶片43沿后定内凹圆环44的周向均匀排布，后定涡轮叶片43沿后定内凹圆环44的径向设置，其内侧边固定连接在后定内凹圆环44的曲面上，外侧边为直边与后定涡轮4端面平齐，两端分别与后定涡轮外缘41和后定涡轮内缘42连接。后定涡轮叶片43整体沿轴向倾斜，其倾斜方向与前定涡轮叶片33的倾斜方向相反。
41.前定涡轮3和后定涡轮4各自的内凹圆环上在靠近一片涡轮叶片的内侧边中心处分别开有一个贯穿的涡轮排气孔6，涡轮排气孔6是由两段直孔对接而成的折孔，前定涡轮3的涡轮排气孔6在前定涡轮3的背面设有与孔同心的环形的密封圈装配槽36。两涡轮上的涡轮排气孔6分别对接两侧的涡轮固定座上的排气孔。
42.结合图7所示，中间涡轮5包括中间涡轮外缘51、中间涡轮内缘52和双面内凹圆环54。中间涡轮外缘51是中间涡轮5最大直径上的圆柱面与双面内凹圆环54的外环面构成的实体部分，中间涡轮内缘52是与双面内凹圆环54的内外环面连接的环形结构，中间涡轮内缘52的环形结构上开有多个沿周向均匀排布的通油孔55。中间涡轮内缘52的内环面上设置有与齿轮花键轴2上的花键25相配合的渐开线齿廓花键56。双面内凹圆环54的两侧环状内凹曲面上分别设置有a面涡轮叶片组和b面涡轮叶片组，a面涡轮叶片组和b面涡轮叶片组分别由若干沿双面内凹圆环54的两侧环状内凹曲面周向排列、径向设置的厚实的中间涡轮叶片53构成，中间涡轮叶片53沿轴向倾斜。两侧的中间涡轮叶片53的外侧边分别与中间涡轮5两侧的端面齐平，两端分别连接中间涡轮外缘51和中间涡轮内缘52。a面涡轮叶片组和b面涡轮叶片组的中间涡轮叶片53在周向上交替设置，两侧叶片组的中间涡轮叶片53的个数相同，厚度相等。
43.a面涡轮叶片组和b面涡轮叶片组的中间涡轮叶片53的轴向倾斜方向相反，并与各自相对的前定涡轮3或后定涡轮4的涡轮叶片的倾斜方向相反。前定涡轮叶片33、后定涡轮叶片43、中间涡轮叶片53的外侧边的端面均为斜面。
44.前定涡轮3、后定涡轮4和中间涡轮5均由金属合金材料经过铸造成型后再加工处理而成。中间涡轮5与齿轮花键轴2通过花键配合紧密连接，在连接处两侧分别设置有弹性挡圈29进行固定。
45.该反制动力产生机构在缓速器开始工作后，通过齿轮花键轴上的传动齿轮与外界齿轮啮合互相传动，将外界的旋转动力(扭力)由齿轮花键轴传递给以花键配合装配在齿轮花键轴上的中间涡轮，中间涡轮在腔体内的前定涡轮和后定涡轮之间，带动腔体内的缓速
器专用油旋转产生反向制动力(反向扭力)，该反向制动力分别作用在前、后定涡轮与中间涡轮之间，前、后定涡轮与中间涡轮分别所受力的大小相等、方向相反，因前、后定涡轮是固定不动的，中间涡轮受切向扭力旋转，中间涡轮与齿轮花键轴是以内外花键互相配合，中间涡轮所受的切向扭力就通过花键传递到齿轮花键轴上，之后通过齿轮花键轴上的齿轮与外界的齿轮相互传动而传递到外部，也就是该机构实现了利用外界运动的旋转动力(扭力)，产生了对外界的反制动力。
46.上述内容仅为本发明创造的较佳实施例而已，不能以此限定本发明创造的实施范围，即凡是依本发明创造权利要求及发明创造说明内容所做出的简单的等效变化与修饰，皆仍属于本发明创造涵盖的范围。