涡旋反冲式液力缓速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于车辆缓速制动系统，具体涉及一种以流体为工作介质、综合利用流体高速涡旋流动时的摩擦耗能作用和流体动量改变时的耗能作用形成的用于车辆的液力缓速制动系统。
【背景技术】
[0002]公路运输是交通运输的重要方式。随着我国经济发展、旅客和货物运输需求日益增加、公路里程总量的增长和路面等级不断提升，道路车辆的平均行驶速度不断提高，引发的重特大交通事故也不断增加，使得公路行车安全问题更加得到重视。车辆在行驶、转向过程中需要制动减速、遇到长距离下坡需要制动缓速以确保行车安全。目前，国内绝大多数公路客运、货运车辆主要采用机械制动系统。机械制动系统以提供摩擦阻力方式消耗车辆动能的方式降低车辆行驶速度，因此，车辆在高速多弯道路面或长距离下坡路面行驶过程中进行制动减速时，常需要制动系统频繁或长时间工作，极易造成机械制动系统摩擦制动副的磨损，尤其在高强度、长时间制动时，极易因制动摩擦副的热衰退导致制动失效，造成行车事故。此外，频繁踩踏制动踏板也会增加驾驶员的疲劳程度，影响了车辆的行驶安全，因此，在车辆上加装其它类型缓速制动系统与传统机械制动系统共同工作，可以有效提高制动效果，减少或避免机械制动系统失效，有利于提高车辆的安全性能。
[0003]现有商业化应用的缓速器产品，主要有电磁涡电流式缓速器和液力式缓速器。
[0004]电磁涡电流式缓速器简称为“电涡流缓速器”，其基本结构类似发电机，基本工作原理是以磁电效应产生制动作用。电涡流缓速器的带有线圈绕组的定子固定在车身上，以励磁材料制造的转鼓与车轮传动连接。当车辆需要制动时，对缓速器定子绕组通以直流电流使之产生磁场，其转鼓在车轮的带动下旋转时切割定子绕组磁场的磁力线并在转鼓内部产生涡电流，当涡电流产生后，定子绕组磁场便会对转鼓产生阻碍其转动的力，即通过转鼓与车轮的传动连接对车轮形成了制动力，制动力的大小可以通过控制通过定子绕组的电流大小加以调节。在转鼓内产生的涡电流以热能的形式通过鼓上的散热片耗散到空气中。电涡流缓速器不断地将车辆的动能转化为转鼓中的涡电流，又将涡电流转化成热能，达到消耗车辆运动能量的目的。电涡流缓速器工作时响应快、无时间滞后，可以无级调节线圈中的电流来改变制动力的大小，启动时无冲击、无噪声，由于电涡流缓速器采用风冷结构，与车辆上其他系统的联接关系少，安装和维修方便，但工作时需要对其定子绕组通电，会加大车辆的能量消耗。
[0005]液力式缓速器的结构和工作原理与液力耦合器和液力变矩器类似。液力式缓速器以油液为工作介质，由带有叶轮的定子、带有叶轮的转子和缓速器壳体组成的封闭系统，在其壳体上设有工作油液进出口，定子固定在缓速器壳体上，缓速器壳体固定在车身上，转子与车轮传动连接。当车辆需要制动时，车轮带动转子叶轮旋转，工作油液经缓速器壳体上的油液进口进入缓速器后，在转子叶轮的作用下高速流动并对定子叶轮产生冲击，将转子叶轮的能量传递给定子叶轮，但由于定子叶轮随同缓速器壳体一起固定在车身上不能转动，使转子叶轮和定子叶轮形成对油液的搅动和挤压作用，这一作用消耗了车轮传递到转子叶轮上的能量，使得工作油液升温，动能转化成热能；升温后的油液由缓速器壳体上的油液出口经管路流入双流分离式热交换器换热后，油液得到冷却并通过冷却液体将热量散发到空气中，冷却后的油液再经缓速器壳体上的油液进口重新进入缓速器。因此，液力式缓速器通过将车辆的动能转化为工作油液的热能来实现制动作用，通过控制进入缓速器的油液量可调节制动力的大小。相对于电涡流缓速器，液力缓速器因具有结构紧凑、体积小、重量轻和低速范围制动力大的特点而得到广泛应用。为避免在非工作状态下消耗发动机的输出功率，液力缓速器可以采用充液起动或离合器起动两种连接方式工作；采用充液起动连接方式工作时，因液力缓速器需要使其内部充有一定的工作油液才能形成缓速制动作用，而从起动到充满一定的工作油液需要一定时间，造成起动滞后；采用离合器起动连接方式时，需要在液力缓速器的转子与车轮的传动连接路径上加装离合器装置，在车辆无需缓速制动时中断缓速器转子与车轮间的传动连接，以避免缓速器对发动机输出功率的损耗。另外，由于缓速器内部结构类似液力耦合器或液力变矩器，结构和加工工艺复杂、产品制造成本相对较高。
【发明内容】
[0006]本实用新型提供一种涡旋反冲式液力缓速器，其目的是为了发挥液力缓速器结构紧凑、体积小、重量轻的特点，同时大幅度提升其缓速制动性能和效果，降低制造成本，改善其起动滞后、低转速以及结构和加工工艺复杂的缺点。
[0007]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种涡旋反冲式液力缓速器，由转子、定子和壳体三部分组成，其创新在于:
[0008]所述壳体内设有一个圆柱形主流腔，圆柱形主流腔的周向壳体上间隔设有一个工作流体入口和一个工作流体出口，工作流体入口和工作流体出口与所述主流腔连通；在所述连通处设有隔舌，隔舌为一个在圆柱形主流腔周向内壁上向内凸起的凸块，用于分隔进出主流腔的工作流体。
[0009]所述转子主要由传动轴和叶轮组成，传动轴位于所述圆柱形主流腔回转中心位置上，并且相对壳体转动支承，传动轴的一端伸出壳体并作为传动连接端，叶轮位于所述圆柱形主流腔内并处于圆柱形主流腔回转中心位置上，叶轮相对传动轴固定连接；所述叶轮设有辐盘、一组第一转子叶片和一组第二转子叶片；所述辐盘为环形圆盘，该环形圆盘位于传动轴外围且相对传动轴固定连接，辐盘盘面垂直于传动轴轴线；所述一组第一转子叶片与一组第二转子叶片的个数相等，其中一组第一转子叶片围绕传动轴在周向均匀布置，并且位于辐盘盘面一侧位置上，而一组第二转子叶片围绕传动轴在周向均匀布置，并且位于辐盘盘面另一侧位置上；每个第一转子叶片皆由形状和尺寸大小相同的弯曲薄板形成，其中所述弯曲薄板的平面展开形状为“L”形，所述“L”形的底部对应所述弯曲薄板具有一个长直边，“L”形的一侧部对应所述弯曲薄板具有一个长弯曲边，“L”形的另一侧部对应所述弯曲薄板具有一个开放型缺口，所有第一转子叶片的长直边均平行于传动轴轴线且相对传动轴固定连接，所有第一转子叶片的长弯曲边与辐盘一侧的盘面固定连接；所述第二转子叶片与第一转子叶片的形状和尺寸大小是以第一转子叶片的长弯曲边为基准形成左右对称，所有第二转子叶片的长直边均平行于传动轴轴线且相对传动轴固定连接，所有第二转子叶片的长弯曲边与辐盘另一侧的盘面固定连接；所有第一转子叶片和所有第二转子叶片在叶轮圆周方向上的弯曲凹面朝向均相同；
[0010]所述定子主要由一组第一定子叶片和一组第二定子叶片组成，一组第一定子叶片与一组第二定子叶片的个数相等，其中一组第一定子叶片围绕所述圆柱形主流腔周向均匀布置，并且位于第一转子叶片的开放型缺口位置上，一组第一定子叶片固定在所述圆柱形主流腔一侧的壳体内壁上；一组第二定子叶片围绕所述圆柱形主流腔周向均匀布置，并且位于第二转子叶片的开放型缺口位置上，一组第二定子叶片固定在所述圆柱形主流腔另一侧的壳体内壁上；每个第一定子叶片和每个第二定子叶片皆由形状和尺寸大小相同的弯曲薄片形成，其中所述弯曲薄片的平面展开形状与第一转子叶片的开放型缺口所展开的形状相同，所有第一定子叶片和所有第二定子叶片在圆柱形主流腔圆周方向上的弯曲凹面朝向均相同，而第一转子叶片与第一定子叶片在圆柱形主流腔圆周方向上的弯曲凹面朝向相反。
[0011]上述技术方案中的有关内容解释如下:
[0012]1.上述方案中，所述“圆柱形主流腔回转中心”是指圆柱形的主流腔腔体在圆柱形的周向方向上的回转中心，该回转中心具体是一个回转中心线。
[0013]2.上述方案中，所述“辐盘盘面”是指环形圆盘的平面、端面或侧面。
[0014]3.上述方案中，所述“弯曲薄板”是指板片弯曲后形成的构造物。
[0015]4.上述方案中，所述“弯曲薄板的平面展开形状为“L”形”是指由弯曲薄板形成的叶片在平面展开状态下的图形外轮廓总体为L形形状或近似L形形状，其中近似L形形状比如，不是直角；外轮廓的边为曲线，而非直线等各种变化。
[0016]5.上述方案中，所述“开放型缺口 ”是指“L”形结构右上部对外开放的缺失部分。开放型缺口的形状可以为矩形(正方形和长方形)、四边形、五边形、三角形以及其他几何形状(包括曲边形状)，其中在本实用新型中矩形为最佳。
[0017]6.上述方案中，为了减少缓速制动力大小的波动幅度，可以将第一转子叶片与第二转子叶片在叶轮圆周方向上错位布置。但本实用新型不局限于此，如果将第一转子叶片与第二转子叶片在叶轮圆周方向上等位布置，在理论上是可行的，但实际应用中会导致机械传动部件的冲击相对于错位布置来说增大。所以最佳方案为错位布置。
[0018]7.上述方案中，为了增加工作流体进出主流腔的流动性，可以在所述工作流体入口和工作流体出口与所述主流腔之间均设有由小到大的变截面四棱孔，工作流体入口和工作流体出口均与该由小到大的变截面四棱孔贯通，并通过变截面四棱孔与所述主流腔连通；所述隔舌介于两个变截面四棱孔之间，且位于变截面四棱孔与主流腔连通处的位置上。
[0019]