一种液力缓速器的制作方法

1.本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种液力缓速器。


背景技术：

2.液力缓速器作为一种机车车辆的辅助制动装置，被广泛应用于城市公交车辆、重型卡车、军车及大型客车等重型车辆中，其在车辆高速行驶或下坡时段能够为车辆提供辅助制动扭矩，以减少刹车片的使用次数，从而可大大提高车辆整体的安全性。
3.液力缓速器通常包括工作腔、一对相互配合以形成工作腔的转子和定子、与转子联动的动力输入轴、设置于动力输入轴与定子及其他非运动部件之间的轴承等；同时，为防止工作介质泄漏，还会在动力输入轴与工作腔的连接处设置油封。在液力缓速器工作时，受油封承压能力有限、工作腔压力高等因素的影响，油封很容易因承受的压力过大而受损，进而因密封性降低而发生工作介质泄漏等问题。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是提供一种液力缓速器，通过对工作腔内的工作介质进行引流来降低油封的压力，以提高缓速器的可靠性。
5.一种实施例中提供一种液力缓速器，包括：转子件；定子件，与所述转子件彼此面对，所述定子件面向转子件的一侧具有第一腔室和第一腔道，所述第一腔室围绕第一腔道布置，所述第一腔道远离转子件的一端与第一腔室连通；所述第一腔室与第一腔道配合转子件，以在所述转子件与定子件之间形成用于容纳工作介质的工作腔；以及输入轴，穿设于所述转子件和定子件布置，所述转子件与输入轴固定，所述定子件与输入轴之间形成有第二腔室和第二腔道；所述第二腔室位于定子件背向转子件的一侧，用以容纳油封件；所述第二腔道的一端与第二腔室连通，所述第二腔道的另一端与第一腔道邻近转子件的一端连通。
6.一个实施例中，还包括引射件，所述引射件以套置输入轴的方式布置于转子件与定子件之间；其中：所述引射件与定子件在输入轴的径向上保持有第一预设间距，以在两者之间形成与第一腔道邻近转子件的一端连通的引射通道，所述引射通道用于朝转子件引射第一腔道内的工作介质；所述引射件与定子件在输入轴的轴向上保持有第二预设间距，以在两者之间形成将所述第一腔道与第二腔道连通的减压通道。
7.一个实施例中，所述第一腔道具有主体段和喷嘴段，所述主体段通过喷嘴段连通引射通道和减压通道；其中，所述主体段和引射通道在输入轴的径向上的最小尺寸均大于或等于喷嘴段在输入轴的径向上的最大尺寸。
8.一个实施例中，所述引射通道在输入轴的径向上的尺寸自邻近喷嘴段的一端朝邻近转子件的一端逐渐增大；和/或所述喷嘴段在输入轴的径向上的尺寸自邻近主体段的一端朝邻近引射通道的一端逐渐减小。
9.一个实施例中，所述第二腔道内设有至少一道第一环槽结构，所述第一环槽结构以围绕输入轴的方式布置。
10.一个实施例中，所述输入轴包括：轴体部，穿设所述转子件和定子件布置，所述转子件与轴体部固定；以及轴承套，套置并固定于所述轴体部，所述轴承套布置于轴体部与定子件对应配合的位置，以在所述轴承套与定子件之间形成第二腔道和第二腔室，所述第一环槽结构设置于轴承套。
11.一个实施例中，所述定子件包括：定子，与所述转子件彼此面对，所述定子具有接合套孔和引流孔，所述接合套孔沿输入轴的轴向贯通定子设置，所述第一腔室围绕接合套孔设置于定子面向转子件的一侧，所述引流孔自接合套孔远离转子件的一端贯通至第一腔室设置；以及接合件，与所述定子件背向转子件的一侧固定，所述接合件面向转子件的一端插置于接合套孔，以在所述接合件与定子件之间形成第一腔道；所述输入轴贯穿接合件布置，以在所述输入轴与接合件之间形成第二腔道和第二腔室。
12.一个实施例中，所述定子包括定子叶轮和多个定子叶片，所述接合套孔沿输入轴的轴向贯通定子叶轮设置；多个所述定子叶片围绕接合套孔间隔地布置于定子叶轮面向转子件的一侧，以与所述定子叶轮围合形成第一腔室，所述引流孔自接合套孔远离转子件的一端贯通至定子叶片的根部设置。
13.一个实施例中，所述接合套孔内设有第二环槽结构，所述第二环槽结构围绕输入轴设置于接合套孔远离转子件的一端，所述引流孔自第二环槽结构贯通至定子叶片的根部。
14.一个实施例中，所述接合件包括：轴承座，固定设置于所述定子背向转子件的一侧；以及密封压环，穿设于所述接合套孔布置，所述密封压环远离转子件一端的边缘固定于轴承座与定子之间，以在所述密封压环与定子之间形成第一腔道；所述输入轴贯穿密封压环和轴承座布置，以在所述输入轴与密封压环之间形成第二腔道，并在所述输入轴、密封压环与轴承座之间形成第二腔室。
15.依据上述实施例的液力缓速器，包括转子件、输入轴及具有第一腔室和第一腔道的定子件；第一腔室围绕第一腔道设置，两者与转子件相配合，以在定子件与转子件之间形成工作腔；输入轴穿设转子件和定子件设置，在输入轴与定子件之间形成有第二腔室和第二腔道；其中，第二腔室用于容纳油封，第一腔道远离转子件的一端连通第一腔室、邻近转子件的一端通过第二腔道连通第二腔室。在缓速器工作时，工作腔内的工作介质由于向心力作用，能够在第一腔道的引流下从定子件一侧高速射向转子件，根据伯努利原理，因第一腔道与第二腔道交界连通的附近形成局部高压区，而致使第二腔道与第二腔室自然形成低压腔室，以此可降低油封所承受的压力，确保油封的密封性。
附图说明
16.图1为一种实施例的液力缓速器的轴向局部剖面示意图。
17.图2为图1中v区域的局部放大示意图。
18.图3为图1中液力缓速器的组成部件的标识图。
19.图4为一种实施例的液力缓速器中定子的整体结构示意图。
20.图5为一种实施例的液力缓速器中定子的周向局部剖面示意图。
21.图中：10、定子件；11、定子；11a、接合套孔；11b、定子叶轮；11c、定子叶片；11d、第二环槽结构；12、接合件；12a、轴承座；12b、密封压环；13、密封圈；20、转子件；30、输入轴；31、轴体部；32、轴承套；40、油封；50、引射件；a、工作腔；a、第一腔室；b、第一腔道；b1、主体段；b2、喷嘴段；c、引流孔；d、第二腔道；d1、第一环槽结构；e、第二腔室；f、引射通道；g、减压通道。
具体实施方式
22.其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
23.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
24.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
25.本技术提供的一种液力缓速器，通过设置在缓速器工作腔内的第一腔道，以及将缓速器内用于安装油封的部位与第一腔道连通的第二腔道，可在缓速器内形成用于对工作介质进行引流并对油封等部件进行减压的引射减压通道。在缓速器工作时，工作腔内的工作介质由于向心力作用，可在第一腔道的引流下从定子侧高速射向转子，从而可在第一腔道与第二腔道交界连通位置的附近形成局部高压区，而根据伯努利原理，局部高压区的工作介质的动能增大、静压减小，因而会致使第二腔道及油封安装部位因压力减小而能够自然形成低压区腔室；如此，利用高低压差效应，可有效降低油封所承受的压力。
26.请参阅图1至图5，一种实施例提供了一种液力缓速器，包括定子件10、转子件20、输入轴30、油封40以及因应需要而存在的其他部件，如用于容纳并封装定子件10和转子件20等部件的缓速器箱体、用于在输入轴30与缓速器箱体及定子件10之间建立可相对转动连接关系的轴承等。
27.请参阅图1和图3，输入轴30顺序地穿设转子件20和定子件10布置，定子件10与转子件20沿输入轴30的轴向彼此面对并相互配合设置，以在定子件10与转子件20之间围合形成用于容纳工作介质（如润滑油、防冷冻液等起到阻尼作用的液态介质）的工作腔a；其中，转子件20与输入轴30固定，定子件10通过轴承等部件可转动地连接于输入轴30，以使得转子件20能够在输入轴30的带动下相对定子件10旋转，从而带动工作介质沿转子件20的叶片方向运动，以将工作介质甩向定子件10；而定子件10则会对工作介质产生反作用力，使工作介质流出定子件10再反过来冲击转子件20；以此，即可形成对转子件20的阻力矩，阻碍转子件20转动，并最终实现对输入轴30及与其连接的作用装置（如变速箱）的减速制动作用。
28.一个实施例中，请参阅图1至图5，定子件10包括定子11和接合件12；其中，定子11与转子件20彼此面对并相互配合设置，沿定子11的轴心线贯通地设置用于供输入轴30等部件贯穿定子11的接合套孔11a，而利用定子11面向转子件20一侧的结构空间则可形成一围绕分布于接合套孔11a的外周侧且整体呈半开放式的腔体空间，为便于描述，将该腔体空间定义为第一腔室a。接合件12布置于定子11背向转子件20的一侧并与定子11固定，通过在接合件12与输入轴30之间设置轴承等部件，可在定子11与输入轴30之间建立可相对转动的连接关系。
29.该接合件12面向转子件20或定子11的一侧的中心区域朝转子件20所在侧延伸一定的长度，并在输入轴30的径向上以与接合套孔11a的内周面保持一定结构间隙的方式插置于接合套孔11a内，从而可在接合件12与定子11之间形成一半开放式的腔道结构，为便于描述，将该腔道结构定义为第一腔道b；由于第一腔室a是围绕接合套孔11a分布的，换而言之，也就相当于第一腔室a是围绕分布于第一腔道b的外周侧，而基于结构关系的限制，该第一腔道b邻近转子件20一端是与第一腔室a保持连通的；同时，在定子11位于第一腔道b远离转子件20的一端（或者邻近接合件12的一端）设置有将第一腔道b与第一腔室a连通的引流孔c。当将转子件20与定子件10组合后，即可利用第一腔室a、第一腔道b、引流孔c及转子件20面向定子件10一侧的结构空间共同围合形成工作腔a。
30.其他实施例中，也可将定子件10设置为一体式构造，如省略接合件12，在定子11上直接构造形成与接合件12的结构构造相似或相同的结构。
31.请参阅图1至图3，输入轴30在其径向上以与接合件12保持一定结构间隙的方式贯穿接合件12布置，以便在两者之间形成沿输入轴30的轴向顺序分布且相互连通的第二腔道d和第二腔室e；其中，第二腔道d邻近转子件20的一端，可借助形成于转子件20（或输入轴30）与接合件12之间的结构间隙与第一腔道b连通；而第二腔室e则可用于为油封40提供结构装配空间，以利用油封40将工作腔a与缓速器内部的其他结构空间进行密封隔绝。
32.当缓速器工作时，第一腔室a内的工作介质由于向心力的作用，会经由引流孔c高速射入第一腔道b，并沿第一腔道b最终喷射至转子件20，从而可在第一腔道b与第二腔道d交界连通位置的附近形成局部高压区，由于第二腔道d及第二腔室e与该交界位置连通的关系，致使第二腔道d和第二腔室e自然地形成了低压区腔室，以此可降低装设于第二腔室e内的油封40所承受的压力，不但能够确保油封40的密封性能，而且可避免油封40因承受的压力过大而受损，有利于延长油封40的寿命，提高缓速器的可靠性。需要说明的是，图1、图2和图3中带箭头的虚线代表工作介质被引射或引流的路径（或方向）。
33.在缓速器具体应用时，可考虑采用变速箱油作为其内部轴承、油封等部件的润滑
介质，使缓速器的工作介质无需承担润滑的作用，这样有利于延长工作介质的更换周期，提高缓速器的可靠性；但具体实施时，受缓速器的工作腔a压力高等因素的影响，油封40往往无法起到良好的密封作用；因而，借助本技术实施例所提供的方案，通过对工作腔a内的工作介质进行引流，并利用高低压差来降低油封40所承受的压力，可使得缓速器采用变速箱油润滑具有很强的实施性或可行性。
34.请参阅图1和图3，一种实施例提供的一种液力缓速器，还包括引射件50，该引射件50的整体轮廓大致为环状或者套筒状，其以套置输入轴30的方式布置于定子件10与转子件20之间，并与转子件20或输入轴30固定；该引射件50与定子件10（具体为定子11的接合套孔11a的内周面）在输入轴30的径向上保持有第一预设间距，以便在引射件50与定子件10之间形成引射通道f，利用引射通道f在将第一腔道b与工作腔a的主体部分（具体为第一腔室a与转子件20配合形成的空间部分）连通的同时，也可对自第一腔道b喷出的工作介质进行引流，以使该部分工作介质能够自转子件20的中心区域射入转子件20上；同时，引射件50与定子件10（具体为接合件12延伸部分的轴向端面）在输入轴30的轴向上保持有第二预设间距，以便在引射件50与定子件10之间形成减压通道g，使得第二腔道d能够借助减压通道g连通第一腔道b和引射通道f，从而在工作介质自第一腔道b喷出并入射至引射通道f内，以形成局部高压区时，致使减压通道g、第二腔道d和第二腔室e围合形成低压区腔室。
35.需要说明的是，“第一预设间距”和“第二预设间距”可以是恒定的间距数值，如引射件50的外周表面与接合套孔11a的内周面之间的间距，沿输入轴30的轴向保持恒定或者呈等间距设置，“第一预设间距”和“第二预设间距”也可以是数值范围，如引射件50的外周表面与接合套孔11a的内周面之间的间距，沿输入轴30的轴向是连续变化的或者不等的。
36.一个实施例中，请参阅图2并结合图1和图3，第一腔道b具有沿工作介质的出射方向顺序分布（或划分形成）的主体段b1和喷嘴段b2；其中，主体段b1的一端通过引流孔c连通第一腔室a、另一端则借助喷嘴段b2与引射通道f及减压通道g保持连通；喷嘴段b2在输入轴30的径向上的最大尺寸设置为小于或者等于主体段b1在输入轴30的径向上的最小尺寸，而引射通道f在输入轴30的径向上的最小尺寸则设置为大于或等于喷嘴段b2在输入轴30上的最大尺寸；从而利用喷嘴段b2与主体段b1及引射通道f之间的尺寸差异，可在第一腔道b邻近转子件10的一端构造形成喷嘴结构，在工作腔a内的工作压力、向心力以及喷嘴段b2等多重因素的综合作用下，使得工作介质通过喷嘴段b2时，变成高速液态介质并喷射至引射通道f内，以此可形成压差更为显著的局部高压区和低压区腔室，增强对油封40的降压效果。
37.需要指出的是，所述及的“尺寸”可以理解为相关通道或腔道在输入轴30的径向上的宽度，而基于尺寸的变化，前文所述及的“第一预设间距”可以理解为是数值范围。其中，就引射通道f与喷嘴段b2之间的尺寸差异而言，在具体实施时，可将引射件50的外径设置为小于接合件12的延伸部分（具体为形成喷嘴段b2的对应部位）的外径，以此使得引射通道f的最小尺寸大于喷嘴段b2的最大尺寸。
38.一个实施例中，请参阅图2并结合图1和图3，引射通道f在输入轴30的径向上的尺寸自邻近喷嘴段b2的一端朝邻近转子件20的一端逐渐增大，一方面有利于将工作介质顺畅地引射至转子件20，另一方面相当于在喷嘴段b1的出口侧形成扩口或者喇叭口结构，使得高速喷出的工作介质的压强减小、动压增大、静压变低，从而为低压区腔室的形成创造条件；具体实施时，可将引射件50的外周面（即：沿输入轴30的径向面向转子件20一侧的表面）
设置为锥面结构，该引射件50的锥顶端朝向转子件20、锥底端朝向接合件12；换而言之，从输入轴30的径向上来看，引射件50的外周面为平滑的斜面结构或者弧面结构。
39.在一些实施例中，为增强工作介质自喷嘴段b2喷出的速度，以利于局部高压区的形成，喷嘴段b2在输入轴30的径向上的尺寸自邻近主体段b1的一端朝邻近引射通道f的一端逐渐减小，从而相当于将第一腔道b的端口部分构造形成缩口结构。
40.一个实施例中，请参阅图4和图5，定子11可参考现有缓速器的定子进行结构设置，具体而言，该定子11包括定子叶轮11b和多个定子叶片11c；其中，定子叶轮11b与转子件20彼此面对布置，定子叶轮11b可借助接合件12及轴承等与输入轴30连接，接合套孔11a沿输入轴30的轴向贯通定子叶轮11b设置，而多个定子叶片11c则围绕接合套孔11a间隔地布置于定子叶轮11b面向转子件20的一侧；通常，定子叶片11c可以采用相对定子叶轮11b沿圆周方向呈倾斜分布的方式固定设置在或者形成于定子叶轮11b上，故而定子叶片11c与定子叶轮11b相交界的部位可以理解为是定子叶片11c的根部。
41.本实施例中，引流孔c自定子叶片11c的根部经定子叶轮11b贯通至接合套孔11a（或者第一腔道d）设置，具体实施时，可自每个或者部分定子叶片11c的根部设置一个或多个引流孔c，以在第一腔道d远离转子件20的一端形成多个围绕其分布的多个引流孔c；与此同时，第一腔室a则相当于是定子叶片11c所处的空间，或者第一腔室a是由定子叶轮11b与定子叶片11c共同围合形成的。由于引流孔c位于定子叶片11c的根部，可有效结合工作介质受向心力作用而产生的运动形式，将工作介质引流至第一腔道b内，使工作介质经由第一腔道b高速喷射至转子件20，并在第一腔道b与第二腔道d交界连通的附近形成局部高压区。
42.一个实施例中，请参阅图4和图5，在接合套孔11a的周壁上设有第二环槽结构11d，该第二环槽11d围绕输入轴30分布于接合套孔11a或第一腔道b远离转子件20的一端，而引流孔c位于接合套孔11a一侧的端口则设置于第二环槽结构11d内，从而利用第二环槽结构11d与接合件12的配合，可扩大第一腔道b远离转子件20的一端在输入轴30的径向上的容积，使第一腔室a内的工作介质能够经由引流孔c顺畅地被引流至第一腔道b内，并自第一腔道b内喷出。
43.一个实施例中，请参阅图1和图3，接合件12包括轴承座12a和密封压环12b；其中，轴承座12a固定设置在定子11（具体为定子叶轮11b）背向转子件20的一侧；密封压环12b则穿设于接合套孔11a内，密封压环12b远离转子件20一端的边缘沿输入轴30的径向作延伸后，固定于轴承座12a与定子11之间；一方面，通过使密封压环12b与接合套孔11a之间保持一定的间距（如前文述及的第一预设间距），在两者之间构造形成第一腔道b；另一方面，利用密封压环12b对轴承座12a与定子11（具体如定子叶轮11b）之间的结构间隙进行密封，确保工作介质不会因从轴承座12a与定子11之间泄漏而影响对工作介质的引射效果；具体实施时，可在相邻的密封压环12b、定子11和轴承座12a之间设置密封圈13。
44.相适应地，输入轴30包括轴体部31和轴承套32；其中，轴体部31穿设转子件20、引射件50、密封压环12b和轴承座12a布置；轴承套32套置并固定于轴体部31上，并且位于与密封压环12b和轴承座12a相配合的位置；通过使轴承套32与密封压环12b及轴承座12a在输入轴30的径向上保持一定的间距（如前文述及的第二预设间距），可在密封压环12b与轴承套32之间构造形成第二腔道d，并且在密封压环12b、轴承座12a和轴承套32之间构造形成第二腔室e；另一方面，利用轴承座12a与轴承套32的配合，也能够为设置于定子件10与输入轴30
之间的轴承提供结构装配空间。
45.其他实施例中，输入轴30也可采用一体式构造，如省略轴套部32，或者将轴套部32与轴体部31一体构造成型；当然，接合件12也可采用一体式构造；由此，有利于减少缓速器的零配件的布置数量，以满足不同的应用需求。
46.一个实施例中，请参阅图2，在第二腔道d内设有围绕输入轴30布置的第一环槽结构d1，该第一环槽结构d1可以为一道，也可以为多道；如在第二腔道d内设置多道第一环槽结构d1时，多道第一环槽结构d1可以沿输入轴30的轴向间隔排布，或者同时相互连通设置；以此，借助第一环槽结构d1可在第二腔道d内构造形成迷宫式的凹槽结构，有利于降低第二腔室e内的压力或者降低油封40所承受的压力。具体实施时，第一环槽结构d1可设置于轴承套32的外周面上。
47.以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。