[發明專利]比例閥控泵式中小功率車用緩速器

無效

• 申請號: 200910043346.9
• 申請日: 2009-05-11
• 公開（公告）號: CN101565038A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 劉金剛;張高峰;譚援強;楊世平
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B60T10/02
• 分類號: B60T10/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種車用緩速器，尤其是制動功率在350千瓦以下的中小功率車用緩速器。

背景技術

車輛下坡時，往往需要連續或頻繁使用行車制動器，致使制動鼓和制動片嚴重磨損，甚至因發熱導致制動鼓龜裂，制動片燒損，不僅降低了行車制動器的使用壽命，增加了運行成本，嚴重時還威脅到行車安全。安裝緩速器能使質量較大的車輛平穩減速而不消耗制動系統，是解決上述問題的有效途徑，尤其是中大型車輛基本都裝有這種輔助制動裝置。目前，公知的緩速器在結構形式上可以分為兩種：電磁緩速器和液力緩速器。其中電磁緩速器相當于在車輛的傳動軸上裝了一個“發電機”，不接負載電阻時，無功率消耗和制動轉矩；需要減速時，ECU(電子控制單元)發出指令將負載開關打開，車輛動能轉換為電能，然后由負載電阻轉換為熱能散耗在空氣中，傳動軸便受到電磁場的阻力，達到制動的目的。電磁緩速器的優點是無接觸無磨損，但結構過于龐大是其缺點，這一點在對空間要求比較苛刻的車輛上非常致命。液力緩速器是在變速器箱殼后端增加一個液力耦合器，耦合器由泵輪和渦輪組成，其中泵輪通過齒輪與變速器輸出軸同步旋轉，而渦輪則安裝于變速器箱殼上，不能隨意轉動。當不需要制動時，ECU發出指令，阻止工作介質(液壓油)進入液力緩速器的工作腔，泵輪和渦輪之間無液力阻尼，因此也沒有制動轉矩；當需要制動時，ECU發出指令，將一定數量和壓力的工作介質壓入液力緩速器的工作腔，泵輪和渦輪之間存在液力阻尼，汽車的動能在液力緩速器內轉變成熱能，被加熱的液壓油通過專用的熱交換器將熱能散逸，泵輪在液力阻尼的作用下差生反向轉矩，從而起到制動目的。液力緩速器結構緊湊、制動力矩大，相對于電磁緩速器具有顯著的優點，在高檔商用車上有一定的應用。顯然，上述兩種緩速器存在以下幾點不足：1、電磁緩速器結構龐大，不容易安裝和維護，由于汽車對空間要求極為苛刻，影響了其裝車率；2、液力緩速器泵輪、渦輪加工精度較高，成本較高；3、液力緩速器需要控制工作介質(液壓油)，控制系統復雜，進一步增加了其制造成本。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的緩速器不利于程序化控制、制造安裝成本較高等問題，提供一種比例閥控泵式中小功率車用緩速器，

本發明的目的是通過如下方式實現的：一種比例閥控泵式中小功率車用緩速器，一個液壓泵驅動齒輪、一個液壓泵，該液壓泵進口與油箱相連，液壓泵的轉子與液壓泵驅動齒輪軸機械連接；一個比例溢流閥，該比例溢流閥7與ECU電連接，并與液壓泵出口和熱交換器通過液壓管路相連。

液壓泵是一個排量為250ml/r的高壓液壓泵。

比例溢流閥是一個調壓范圍為0～40MPa的高壓比例溢流閥。

液壓泵、比例溢流閥與熱交換器串行設置，其間為液壓油道。

本發明在變速器輸出軸上安裝一個齒輪與另一個相配合的從動齒輪嚙合，從動齒輪軸端安裝一個液壓泵，該軸帶動液壓泵同步旋轉，該液壓泵作為車輛傳動軸的制動負載，液壓泵出口聯結一個電液比例溢流閥，電子控制單元(ECU)發出指令控制比例溢流閥線圈的電流，以調節液壓泵的出口油壓，從而控制傳動軸制動轉矩的大小和有效作用時間。當不需要制動時，ECU發出信號控制比例溢流閥的線圈電流為零，液壓泵出口的壓力也為零，傳動軸無制動轉矩，當然也沒有能量損耗；當需要制動傳動軸時，ECU發出信號控制比例溢流閥的線圈電流為某一定值，液壓泵出口的壓力也為相應的定值，此時液壓泵的驅動也需要一定的轉矩，該轉矩被驅動橋放大后傳到驅動輪上，使得車速馬上下降，從而達到制動的目的。本發明的有益效果是：1、可以在輔助制動車輛的同時，通過液壓油帶走因能量損耗產生的熱量；2、易于計算機控制，提供一個穩定準確的制動轉矩；3、基本上無磨損，使用壽命長；4、不需要動力源，結構簡單。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明安裝結構示意圖；

圖中，1.變速器輸出軸，2.輸出軸齒輪，3.液壓泵驅動齒輪，4.油箱，5.液壓泵，6液壓管道，7.比例溢流閥，8.熱交換器，9.連軸器，10.傳動軸。

具體實施方式

如圖1所示，一種比例閥控泵式中小功率車用緩速器，一個液壓泵驅動齒輪3、一個液壓泵5，該液壓泵5進口與油箱4相連，液壓泵5的轉子與液壓泵驅動齒輪3軸機械連接；一個比例溢流閥7，該比例溢流閥7與ECU電連接，并與液壓泵5出口和熱交換器8通過液壓管路相連；液壓泵5是一個排量為250ml/r的高壓液壓泵；比例溢流閥7是一個調壓范圍為0～40MPa的高壓比例溢流閥；液壓泵5、比例溢流閥7與熱交換器8串行設置，其間為液壓油道。

如圖2所示，本發明利用一個液壓泵驅動齒輪3、一個液壓泵5、一個比例溢流閥7為變速器輸出軸1提供反向轉矩，液壓泵5與液壓泵驅動齒輪3的軸之間可采用花鍵、平鍵或法蘭等多種形式聯結，液壓泵驅動齒輪3帶動液壓泵5的轉子同步轉動，泵出油液。液壓泵5的出油口接一個電液比例溢流閥7，泵出油液的壓力受到該閥線圈電流的線性調節，電液比例溢流閥7的回油口通過液壓管道與熱交換器8相連，吸收車輛動能而溫度升高的液壓油首先通過熱交換器8，冷卻后回流到油箱4。液壓泵5的驅動轉矩等于其驅動齒輪3的反向轉矩，該反向轉矩通過輸出軸齒輪2、聯軸器9和傳動軸10作用于驅動輪上，對整車產生制動作用。顯然，當液壓泵5出口油壓低時，液壓泵5需要的驅動轉矩小，對于液壓泵驅動齒輪3來說，所受到的反向轉矩就小；當液壓泵5出口油壓高時，液壓泵5需要的驅動轉矩大，對于液壓泵驅動齒輪3來說，所受到的反向轉矩就大。因此，車輛在正常行駛過程中，不需要制動時，電子控制單元(ECU)根據制動踏板的位置，向比例溢流閥7發出相應的指令，將液壓泵5的出口油壓降低為零，此時液壓泵驅動齒輪3上沒有反向轉矩，變速器輸出軸1、傳動軸10上也沒有制動轉矩，不阻礙車輛正常行駛；當需要制動時，電子控制單元(ECU)根據制動踏板的位置，向比例溢流閥7發出相應的指令，將液壓泵5的出口油壓調整為一定值，此時液壓泵驅動齒輪3上出現反向轉矩，變速器輸出軸1、傳動軸10上也出現制動轉矩，該制動轉矩被驅動橋放大后作用于驅動輪上，達到對車輛制動的目的。本發明輸出軸齒輪2與液壓泵驅動齒輪3的傳動比為1∶7.5，液壓泵驅動齒輪3的最高轉速為2400rpm；采用排量為250ml/r的高壓液壓泵3(如A4VG250等)，最高輸出液壓油的壓力為40MPa；比例溢流閥7的調壓范圍為0～40MPa，采用的熱交換器8為水冷式，通過發動機冷卻水循環冷卻高溫液壓油。經計算，本發明可以提供最大制動功率為350kW的泵式緩速器，提供的轉矩最大可以達到1600Nm，經放大后，作用在驅動輪上的制動轉矩可達56000Nm，這樣在驅動輪所需制動轉矩小于此值時，本發明提供的裝置完全可以代替行車制動器工作，有效保護行車制動器。本發明實現容易，結構簡單，成本低廉。