一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构及其方法

1.本发明属于车辆液力辅助制动技术领域，具体涉及一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构及其方法。


背景技术：

2.液力缓速器作为一种车辆辅助制动装置，通过叶片与液力传动油的相互作用，将输入的动能转化为液体内能，并将产生的热能(液体内能)耗散从而达到缓速制动的作用。
3.液力缓速器不工作时，充液阀不再向工作腔内充油，工作腔内部基本充满空气，但由于动轮与传动轴相连，高速旋转的动轮叶片仍会搅动空气从而产生能量损失，这种损失被称为液力缓速器的泵气损失。在液力缓速器的非制动工况下，泵气损失相比于其他机械损失占比较大，且液力缓速器在运行的大部分时间内都处于非制动工况，为了使车辆更加高效节能，对泵气损失抑制方法的研究尤为重要。
4.目前，抑制泵气损失的方法主要有两类。第一类是离合器类，通过离合器将动轮与传动轴分离，从源头上避免了泵气损失的生成，但这种方法需要一套额外的操纵机构和布置空间，所需成本较大。第二类是通过机械结构挡住部分流道以减小循环圆有效直径，通过干扰工作腔内空气循环流动来抑制泵气损失，但现有的挡片式结构可能由于卡住而失效，且若机械结构脱落会对液力缓速器造成破坏性的影响。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构及其方法，通过进气射流装置向液力缓速器的工作腔内部注入高速进气射流、降低循环气流流动速度，从而抑制泵气损失。
6.本发明是通过下述技术方案实现的：
7.一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，液力缓速器包括：定轮和动轮以及由定轮的腔体和动轮的腔体构成的环形的工作腔；
8.所述气路结构包括：空气压缩机和若干进气射流装置；
9.所述定轮上加工有若干安装孔和若干叶片；若干所述叶片沿定轮的周向均匀分布在定轮的内圆周面上；若干所述安装孔均匀分布于每两个相邻的叶片之间，安装孔的一端连接所述气路结构、另一端连通工作腔；
10.每个所述进气射流装置上加工有通孔；所有所述进气射流装置的一端汇合成一个管路，并通过一根气管连接于空气压缩机的出气口；每个所述进气射流装置的另一端分别一一对应安装于定轮的安装孔中，用于将空气压缩机的进气射流注入至工作腔内。
11.进一步的，每个所述进气射流装置均为一个回转体结构，回转体结构的外侧加工有轴肩，轴肩用于定位。
12.进一步的，令所述定轮的腔体的直径最大的圆为外环，定轮的腔体的直径最小的圆为内环；所述外环为工作腔的直径最大处，内环为工作腔的直径最小处；
13.所述进气射流装置的安装位置靠近外环处。
14.进一步的，每两个相邻的叶片之间均匀分布的多个进气射流装置组成一个进气射流组；
15.每组所述进气射流组中的多个进气射流装置沿着定轮的周向均布，进气射流装置的安装位置位于0.9倍循环圆有效直径d的同心圆上，其中循环圆有效直径d为外环的直径。
16.进一步的，每两个相邻的叶片之间均匀分布的多个进气射流装置组成一个进气射流组；每组所述进气射流组中的多个进气射流装置沿着定轮的径向均布，进气射流装置的安装位置的径向范围在0.75～0.95倍循环圆有效直径d的同心圆之间，其中循环圆有效直径d为外环的直径。
17.进一步的，其特征在于，所述进气射流装置的通孔为直管或渐缩管。
18.进一步的，所述气路结构还包括流量调节阀；所述流量调节阀安装在气管上，并位于空气压缩机和进气射流装置之间，用于调节进气射流的流速。
19.进一步的，所述气路结构还包括ecu；所述ecu与流量调节阀电性连接，用于根据车速控制流量调节阀从而改变进气射流的流速。
20.进一步的，所述气路结构还包括单向阀；所述单向阀安装在气管上，并位于安装于流量调节阀和进气射流装置之间，用于防止油液在液力缓速器正常运行过程中进入气路结构。
21.一种用于抑制液力缓速器泵气损失的方法，基于上述一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，该方法为：
22.液力缓速器停止工作，空气压缩机启动，空气压缩机通过进气射流空向工作腔内部注入高速进气射流；高速进气射流注入过程中，ecu根据当前车速控制流量调节阀进而改变进气射流流速；
23.注入的高速进气射流与工作腔内部的循环气流在外环处，即定轮与动轮的交界处冲击，扰动工作腔内部气体循环，从而降低循环气流流动速度、减小循环圆有效直径，抑制泵气损失。
24.有益效果：
25.(1)本发明的一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，包括：空气压缩机和若干进气射流装置，所有进气射流装置的一端汇合成一个管路通过一根气管连接于空气压缩机的出气口，每个进气射装置的另一端分别一一对应安装于定轮的安装孔中，用于将空气压缩机的进气射流注入至工作腔内，所述气路结构通过向液力缓速器的工作腔内注入高速进气射流，扰动工作腔内部的气体循环，降低循环气流流动速度，减小循环圆有效直径，实现对泵气损失的抑制。
26.(2)本发明的一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，每个进气射流装置均为一个回转体结构，回转体结构的外侧加工有轴肩用于定位，当轴肩靠近定轮的一端与定轮的外壁贴合则可以确认进气射流装置安装到位。
27.(3)本发明的一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，进气射流装置的安装位置靠近外环处，可以保证对泵气损失的抑制效果。
28.(4)本发明的一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，还包括流量调节阀和ecu，ecu可通过车速控制流量调节阀从而改变进气射流的流速。
29.(5)本发明的一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，还包括单向阀，单向阀安装在气管上，并位于流量调节阀和进气射流装置之间，通过安装单向阀可以防止油液在液力缓速器正常运行过程中进入气路结构，能够保证液力缓速器能够正常工作可以提供需要的制动转矩。
30.(6)本发明的一种用于抑制液力缓速器泵气损失的方法，液力缓速器停止工作时通过进气射流装置向轮腔内部注入高速气体射流，使得轮腔内部的循环气流与高速气体射流在动轮和定轮的外环交界处冲击，扰动轮腔内部气体循环，降低循环气流流动速度，减小循环圆有效直径，从而抑制泵气损失。
附图说明
31.图1为本发明的气路结构示意图；
32.图2为本发明的进气射流装置总体分布三维结构图(靠近工作腔)；
33.图3为本发明的进气射流装置总体分布三维结构图(靠近气路结构)；
34.图4为本发明的进气射流装置总体分布示意图；
35.图5为本发明的一组周向分布进气射流装置示意图；
36.图6为本发明的一组径向分布进气射流装置示意图；
37.图7为本发明的直管进气射流装置剖视图；
38.图8为本发明的渐缩管进气射流装置剖视图；
39.其中，1-空气压缩机、2-ecu、3-气管、4-流量调节阀、5-单向阀、6-进气射流装置、7-工作腔、8-定轮、9-动轮、10-充液阀、11-放液阀、61-进气射流组、81-叶片、82-外环、83-内环。
具体实施方式
40.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
41.实施例1：
42.本实施例提供了一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，安装于液力缓速器上；
43.如图1所示，所述液力缓速器包括：定轮8和动轮9以及由定轮8上的腔体和动轮9上的腔体构成的环形的工作腔7；所述定轮8上加工有若干安装孔和若干叶片81；若干所述叶片81沿着定轮8靠近动轮9的一端的周向均匀分布在定轮8的内圆周面上；若干所述安装孔均匀分布于每两个相邻的叶片81之间，安装孔的一端连接有气路结构、另一端连通工作腔7；所述液力缓速器在工作时，油箱中的油液通过充液阀10注入液力缓速器的工作腔7内，又通过放液阀11流回油箱；如图2和图4所示，令所述定轮8的腔体的直径最大的圆为外环82，定轮8的腔体的直径最小的圆为内环83；如图1所示，定轮8的外环82为工作腔7的直径最大处，定轮8的内环83为工作腔7的直径最小处；
44.如图1所示，用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构包括：空气压缩机1、ecu2、气管3、流量调节阀4、单向阀5和若干进气射流装置6；其中ecu2为电控单元，ecu2与流量调节阀4电性连接；
45.每个所述进气射流装置6均为一个回转体结构、加工有轴向的通孔；所述回转体结
构的外侧加工有轴肩，轴肩用于定位，当轴肩靠近定轮8的一端与定轮8的外壁贴合则表示安装到位；如图5和图6所示，每个所述进气射流装置6的内部通孔可为直管或渐缩管；本实施例中，所述进气射流装置6通过螺纹连接安装于定轮8的安装孔中；所有所述进气射流装置6的一端汇合成一个管路通过一根气管3连接于空气压缩机1的出气口；如图2、图7及图8所示，每个所述进气射流装置6的另一端分别一一对应安装于定轮8的安装孔中；
46.所述流量调节阀4和单向阀5依次安装在气管3上，并位于空气压缩机1和进气射流装置6之间；
47.所述进气射流装置6用于将进气射流注入工作腔7内，所述流量调节阀4用于调节空气压缩机1提供的进气射流的流速、单向阀5用于防止油液在液力缓速器正常运行过程中进入气路结构；所述ecu2能够根据当前车速控制流量调节阀4从而改变进气射流流速；
48.所述定轮8上每两个相邻的叶片81之间均匀分布的多个进气射流装置6组成一个进气射流组61；本实施例中共包含二十四个进气射流装置6，其中每三个进气射流装置6形成一个进气射流组61；如图3和图4所示，每个所述进气射流组61的一个以上进气射流装置6的分布形式可为周向均布或径向均布；所述进气射流装置6的安装位置靠近外环82处，用于提高泵气损失的抑制效果；当每组进气射流组61中的多个进气射流装置6的分布形式为周向均匀分布时，进气射流装置6的安装位置位于0.9倍循环圆有效直径d的同心圆上；当每组进气射流组61中的多个进气射流装置6的分布形式为径向均布时、进气射流装置6的安装位置的径向范围在0.75～0.95倍循环圆有效直径d的同心圆之间，其中循环圆有效直径d指外环82的直径；
49.工作原理：
50.当液力缓速器工作时(即在制动状态下)，油液由充液阀10流入液力缓速器的工作腔7内，并通过放液阀11流回油箱，提供制动转矩，此时空气压缩机1停止工作；
51.当液力缓速器停止工作时(即在非制动状态下)，工作腔7内充满空气；此时空气压缩机1通过定轮8上的进气射流装置6向工作腔7内部注入高速进气射流，实现工作腔7内部的循环气流(为图1中沿着工作腔7内部的箭头)与高速进气射流(为图1中由进气射流装置6向工作腔7内的箭头)的最佳流速匹配，即二者在定轮8和动轮9的交界处、即在外环82处冲击，扰动工作腔7内部的气体循环，降低循环气流流动速度，减小循环圆有效直径，实现对泵气损失的抑制。
52.实施例2：
53.本实施例在实施例1的基础上提供了一种用于抑制液力缓速器泵气损失的方法，该方法为：
54.液力缓速器停止工作时，空气压缩机1启动，空气压缩机1通过进气射流空6向工作腔7内部注入高速进气射流；高速进气射流注入过程中，ecu2根据当前车速控制流量调节阀4进而改变进气射流流速；
55.注入的高速进气射流与工作腔7内部的循环气流在外环82处，即定轮8与动轮9的交界处冲击，扰动工作腔7内部气体循环，从而降低循环气流流动速度、减小循环圆有效直径，抑制泵气损失。
56.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的
保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，液力缓速器包括：定轮(8)和动轮(9)以及由定轮(8)的腔体和动轮(9)的腔体构成的环形的工作腔(7)；其特征在于，所述气路结构包括：空气压缩机(1)和若干进气射流装置(6)；所述定轮(8)上加工有若干安装孔和若干叶片(81)；若干所述叶片(81)沿定轮(8)的周向均匀分布在定轮(8)的内圆周面上；若干所述安装孔均匀分布于每两个相邻的叶片(81)之间，安装孔的一端连接所述气路结构、另一端连通工作腔(7)；每个所述进气射流装置(6)上加工有通孔；所有所述进气射流装置(6)的一端汇合成一个管路，并通过一根气管(3)连接于空气压缩机(1)的出气口；每个所述进气射流装置(6)的另一端分别一一对应安装于定轮(8)的安装孔中，用于将空气压缩机(1)的进气射流注入至工作腔(7)内。2.如权利要求1所述一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，其特征在于，每个所述进气射流装置(6)均为一个回转体结构，回转体结构的外侧加工有轴肩，轴肩用于定位。3.如权利要求1所述一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，其特征在于，令所述定轮(8)的腔体的直径最大的圆为外环(82)，定轮(8)的腔体的直径最小的圆为内环(83)；所述外环(82)为工作腔(7)的直径最大处，内环(83)为工作腔(7)的直径最小处；所述进气射流装置(6)的安装位置靠近外环(82)处。4.如权利要求3所述一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，其特征在于，每两个相邻的叶片(81)之间均匀分布的多个进气射流装置(6)组成一个进气射流组(61)；每组所述进气射流组(61)中的多个进气射流装置(6)沿着定轮(8)的周向均布，进气射流装置(6)的安装位置位于0.9倍循环圆有效直径d的同心圆上，其中循环圆有效直径d为外环(82)的直径。5.如权利要求3所述一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，其特征在于，每两个相邻的叶片(81)之间均匀分布的多个进气射流装置(6)组成一个进气射流组(61)；每组所述进气射流组(61)中的多个进气射流装置(6)沿着定轮(8)的径向均布，进气射流装置(6)的安装位置的径向范围在0.75～0.95倍循环圆有效直径d的同心圆之间，其中循环圆有效直径d为外环(82)的直径。6.如权利要求1-5任一项所述一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，其特征在于，所述进气射流装置(6)的通孔为直管或渐缩管。7.如权利要求1所述一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，其特征在于，所述气路结构还包括流量调节阀(4)；所述流量调节阀(4)安装在气管(3)上，并位于空气压缩机(1)和进气射流装置(6)之间，用于调节进气射流的流速。8.如权利要求7所述一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，其特征在于，所述气路结构还包括ecu(2)；所述ecu(2)与流量调节阀(4)电性连接，用于根据车速控制流量调节阀(4)从而改变进气射流的流速。9.如权利要求8所述一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构，其特征在于，所述气路结构还包括单向阀(5)；所述单向阀(5)安装在气管(3)上，并位于安装于流量调节阀(4)和进气射流装置(6)之间，用于防止油液在液力缓速器正常运行过程中进入气路结构。10.一种用于抑制液力缓速器泵气损失的方法，基于权利要求8或9所述一种用于抑制
液力缓速器泵气损失的气路结构，其特征在于，该方法为：液力缓速器停止工作，空气压缩机(1)启动，空气压缩机(1)通过进气射流空(6)向工作腔(7)内部注入高速进气射流；高速进气射流注入过程中，ecu(2)根据当前车速控制流量调节阀(4)进而改变进气射流流速；注入的高速进气射流与工作腔(7)内部的循环气流在外环(82)处，即定轮(8)与动轮(9)的交界处冲击，扰动工作腔(7)内部气体循环，从而降低循环气流流动速度、减小循环圆有效直径，抑制泵气损失。

技术总结
本发明公开了一种用于抑制液力缓速器泵气损失的气路结构及其方法，属于车辆液力辅助制动技术领域；气路结构包括空气压缩机和若干进气射流装置；液力缓速器的定轮上加工有若干安装孔和若干叶片；若干叶片沿定轮的周向均匀分布在定轮的内圆周面上；若干安装孔均匀分布于每两个相邻的叶片之间，安装孔的一端连接气路结构、另一端连通液力缓速器的工作腔；每个进气射流装置上加工有通孔；所有进气射流装置的一端汇合成一个管路，并通过一根气管连接于空气压缩机的出气口；每个进气射流装置的另一端分别一一对应安装于定轮的安装孔中。本发明通过进气射流装置向液力缓速器的工作腔内部注入高速进气射流、降低循环气流流动速度，从而抑制泵气损失。而抑制泵气损失。而抑制泵气损失。


技术研发人员：魏巍 陶天朗 陈修齐 王羽泽 胡乃鹏 闫清东
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/16