集成行星排的水介質緩速器組件及包含其的車輛的製作方法
2024-03-11 13:23:15
集成行星排的水介質緩速器組件及包含其的車輛的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種集成行星排的水介質緩速器組件，其特徵在於，包括：緩速器，其包括殼體、定子和轉子；行星排，其包括齒圈、行星架和太陽輪；以及傳動軸，其包括動力輸入端和動力輸出端；其中，所述轉子與所述行星架連接，所述傳動軸的動力輸入端與所述太陽輪連接，所述傳動軸的動力輸出端與所述行星架連接，所述齒圈固定在所述緩速器的殼體上。本實用新型能夠降低轉子的轉速，減少軸密封程度，以及能夠保證工作液升溫不超多上限、輸出功率不變的前提下，減少泵水能力，進而減少緩速器對原發動機冷卻水泵的衝擊，進一步減少出口流量閥的控制壓力，增加緩速器的使用壽命。
【專利說明】集成行星排的水介質緩速器組件及包含其的車輛
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車構造【技術領域】，具有涉及一種集成行星排裝置的水介質緩速器組件以及具備該緩速器組件的車輛。
【背景技術】
[0002]安裝了水介質緩速器的車輛在制動的時候，緩速器處於打開狀態，乙二醇水溶液或者油等工作液沒有進入工作腔。此時轉子隨著傳動軸旋轉，定子固定。緩速器的液體進出口與工作腔之間產生較大的壓差，壓差驅動工作液流動，工作液的流量隨著轉速的升高而增大，如此超過原發動機水泵的泵水能力。即在水介質緩速器工作的時候，緩速器的泵水能力會大於發動機水泵的泵水能力，這樣對水泵造成較大影響。並且由於泵水能力的超載，對出口流量控制閥的要求也會非常苛刻，容易造成閥體的損壞。
[0003]由於水介質緩速器的整體產品很少，並沒有有效且實際的方法來減小這種結構的緩速器的泵水能力。現有的結構是在緩速器工作的時候，使得水泵退出工作，以減少能量損失，但這種控制策略對整車布置要求嚴格，由於發動機附近空間有限，緩速器和水泵都需要傳動軸驅動，驅動力都來自發動機曲軸，因而需要將水泵與緩速器集成為一體，以減少緩速器和水泵所需的空間，因此實用性較差，並且也需要對原發動機系統進行非常大的修改，即需要將風扇與水泵位置進行改動，成本非常大，實用性低。
實用新型內容
[0004]針對上述問題，本實用新型提供一種能夠減少對原發動機冷卻水泵的衝擊的經濟實用的集成行星排的水介質緩速器組件，以及具備該水介質緩速器組件的車輛。
[0005]本實用新型採用的技術方案如下:
[0006]一種集成行星排的水介質緩速器組件，其特徵在於，包括:
[0007]緩速器，其包括殼體、定子和轉子；
[0008]行星排，其包括齒圈、行星架和太陽輪；以及
[0009]傳動軸，其包括動力輸入端和動力輸出端；
[0010]其中，所述轉子與所述行星架連接，所述傳動軸的動力輸入端與所述太陽輪連接，所述齒圈固定在所述緩速器的殼體上。
[0011]優選地，所述緩速器設置在所述行星排的徑向外側。
[0012]優選地，所述緩速器設置在所述行星排軸向方向的前方或後方。
[0013]優選地，所述轉子與所述行星架可拆卸連接。
[0014]優選地，所述傳動軸與所述太陽輪可拆卸連接。
[0015]優選地，所述定子外端與所述殼體連接，所述定子的內端套設在所述傳動軸的外面。
[0016]優選地，所述定子的內端與所述傳動軸之間設置有滾動軸承。
[0017]優選地，所述定子與所述殼體整體形成。
[0018]優選地，所述定子與所述殼體可拆卸連接。
[0019]一種車輛，包括以上所述的水介質緩速器組件。
[0020]本實用新型的水介質緩速器由於包含了在緩速器和傳動軸之間設置了行星排裝置，因此，通過傳動軸傳遞的動力會通過行星排進行縮減，從而到達緩速器轉子上的轉速會減少，因此能夠降低轉子的轉速，減少軸密封程度，以及能夠保證工作液升溫不超多上限、輸出功率不變的前提下，減少泵水能力，進而減少緩速器對原發動機冷卻水泵的衝擊，進一步減少出口流量閥的控制壓力，增加緩速器的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的水介質緩速器組件一實施例的結構示意圖。
[0022]圖2是本實用新型的水介質緩速器組件另一實施例的結構示意圖。
[0023]圖3是本實用新型的緩速器的泵水能力曲線圖。
【具體實施方式】
[0024]首先，參考附圖對本實用新型的集成行星排的水介質緩速器組件進行介紹。
[0025]圖1是本實用新型的水介質緩速器組件一實施例的結構示意圖。如圖1所示，本實用新型的一實施例的集成行星排的水介質緩速器組件100包括緩速器1、行星排2和傳動軸3。緩速器I設置在行星排2的軸向徑向外側，以節省軸向空間。緩速器I包括殼體、轉子12和定子11，行星排2包括齒圈21、行星架22和太陽輪23，以及行星輪(未圖示)。行星輪的動力經過行星架22傳遞給緩速器I的轉子12。傳動軸3包括動力輸入端和動力輸出端。其中，定子11與緩速器I的殼體連接，轉子12與行星架22相連，傳動軸3的動力輸入端與太陽輪23連接，所述傳動軸的動力輸出端與所述行星架22連接，齒圈21固定在緩速器I的殼體上，例如可通過花鍵固定在殼體上。這樣齒圈21 —直處於固定狀態，太陽輪23是輸入端，與傳動軸的動力輸入端相連，行星架22是輸出端，與傳動軸的動力輸出端相連。
[0026]在圖1所示的結構中，轉子22與傳動軸3 —同旋轉，但是由於行星排2的減速作用，即通過太陽輪23和行星輪的旋轉，傳動軸3的動力得到了減速，因而它們之間存在轉速差，此時轉子22的轉速小於傳動軸3的轉速。車輛行駛時，當緩速器I處於非工作狀態時，相比於直接將緩速器I連接在傳動軸3上的結構，此種結構能夠降低轉子22的轉速。可以理解的是，緩速器2已為現有技術且為本領域的普通技術人員所熟知，因此這裡對於緩速器的具體結構和工作原理不再詳細說明。
[0027]在本實用新型中，傳動軸3與太陽輪23之間的連接可以是剛性連接或者可拆卸的連接，即傳動軸3可通過花毽或一體鑄成與太陽輪23相連。轉子11可以與行星排2 —體鑄成。但是並不限於此，轉子11也可以通過花毽，或者法蘭螺栓與行星排2的行星架22連接。
[0028]此外，為方便定子11與緩速器I的殼體整體加工製造，定子21可以與緩速器I的殼體一體鑄造形成。但是並不限於此，定子11也可與緩速器I的殼體可拆卸地相連，例如，定子11與緩速器I的殼體採用螺栓緊固，這樣在緩速器I損壞時，可以方便地將緩速器I從傳動軸3上拆下維修或進行更換。
[0029]此外，定子11套設在傳動軸3的外面，且定子11與傳動軸3之間設置有滾動軸承，換言之，定子11是空套在傳動軸3上的，通過在定子11和傳動軸3之間設置滾動軸承可以大大降低兩者間的摩擦，改善傳動軸3與定子11的磨損情況，增加傳動軸3與定子11的壽命O
[0030]本實用新型中的緩速器I具有進液口和出液口，緩速器I採用的液體介質可以是水和乙二醇，其液體介質可來源於發動機的冷卻系統。具體地，進液口和出液口適於連通至發動機的冷卻系統，這樣在冷卻系統內的冷卻液循環時，工作液可通過進液口進入到緩速器I內以便緩速器I工作並制動傳動軸3，而當需要解除緩速器I對傳動軸3的制動狀態時，工作液可從出液口流回冷卻系統。
[0031]可以理解的是，在進液口和出液口處可以分別設置有用於打開或關閉進液口以及出液口的控制閥門，控制閥門可由車輛的ECU來控制，也可單獨控制。
[0032]需要說明一點，上述的冷卻系統已為現有技術且為本領域的普通技術人員所熟知，因此在此對冷卻系統的具體結構這裡不作詳細說明。
[0033]此外，在具體應用本實用新型的水介質緩速器組件時，車輛傳動系軸，具體地說，就是發動機曲軸輸出端與傳動軸3相連,可以與傳動軸3 —體鑄造形成。這樣,方便車輛傳動系與傳動軸3的整體加工製造。但是並不限於此，車輛傳動系軸可以與傳動軸3焊接成一體，單獨小部件成型相對容易，因此將車輛傳動系軸與傳動軸3分別單獨加工，然後再通過焊接的方式固定成一體結構可以簡化製造工藝，有利於成本的降低。
[0034]圖2是本實用新型的水介質緩速器組件另一實施例的結構示意圖。在圖所示的水介質緩速器組件200中，水介質緩速器5布置在行星排4的軸向前方或者後方，這種布置的好處是，如果緩速器I的內徑較小，則行星排4無法布置在緩速器5的徑向內側，就只能將行星排布置在軸向位置，水介質緩速器組件200的結構、連接方式與原理與上述描述的緩速器組件100相同。
[0035]即，水介質緩速器組件200包括緩速器5、行星排4和傳動軸6。緩速器5包括轉子51和定子52，行星排4包括齒圈41、行星架42和太陽輪43，傳動軸6包括動力輸入端和動力輸出端，轉子51與行星排42相連，太陽輪43與所述傳動軸6輸入端相連，所述傳動軸6的動力輸出端與所述行星架42連接，齒圈41固定在緩速器殼體上。關於水介質緩速器組件200的其餘具體結構和連接方式，由於與水介質緩速器組件100相同，因而為避免累贅，在此省略具體說明。
[0036]圖3是本實用新型的緩速器的泵水能力曲線圖。如圖3所示，可知在保持功率不變的前提下，隨著緩速器轉子轉速的降低，泵水能力大幅下降。
[0037]圖3中示出的4組曲線表示的是在制動功率相同的情況下，泵水能力與額定轉速之間的關係的四組仿真模型。通過圖3所示出的4組曲線可知，額定轉速越高，泵水能力就越大，即泵水能力與額定轉速之間呈正比的關係。由此可知，本實用新型的緩速器組件能夠有效的減低緩速器的工作轉速，從而能夠大大地降低緩速器的泵水能力，提高緩速器的使用壽命。
[0038]根據本實用新型實施例的水介質緩速器組件100，200，正常行駛的時候輸出扭矩與轉速成函數關係，發動機轉速又與車速成比例關係。緩速器工作狀態時，在保證工作液升溫不超過上限，輸出功率不變的前提下，通過降低轉子的轉速，大幅降低緩速器的泵水能力，緩解了緩速器對原發動機冷卻水泵的衝擊，並且進一步減小出口流量閥的控制壓力，增加了水泵的使用壽命，減小流量控制難度，減小軸密封難度，減少軸承的磨損程度。
[0039]接下來，對具備本實用新型的集成行星排的水介質緩速器組件的車輛進行說明。
[0040]本實用新型的車輛，包括根據以上介紹的集成行星排的水介質緩速器組件100，200。車輛可以是汽車、卡車或客車等。
[0041]需要說明的是，根據本實用新型實施例的車輛的其它構成例如變速器、制動系統、傳動系統、車身等均已為現有技術，且為本領域的普通技術人員所熟知，因此這裡不再一一詳細說明。
[0042]儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種集成行星排的水介質緩速器組件，其特徵在於，包括: 緩速器，其包括殼體、定子和轉子； 行星排，其包括齒圈、行星架和太陽輪；以及 傳動軸，其包括動力輸入端和動力輸出端； 其中，所述轉子與所述行星架連接，所述傳動軸的動力輸入端與所述太陽輪連接，所述傳動軸的動力輸出端與所述行星架連接，所述齒圈固定在所述緩速器的殼體上。
2.根據權利要求1所述的水介質緩速器組件，其特徵在於，所述緩速器設置在所述行星排的徑向外側。
3.根據權利要求1所述的水介質緩速器組件，其特徵在於，所述緩速器設置在所述行星排軸向方向的前方或後方。
4.根據權利要求1至3任一項所述的水介質緩速器組件，其特徵在於，所轉子與所述行星架可拆卸連接。
5.根據權利要求1至3任一項1所述的水介質緩速器組件，其特徵在於，所述傳動軸與所述太陽輪可拆卸連接。
6.根據權利要求1至3任一項所述的水介質緩速器組件，其特徵在於，所述定子外端與所述殼體連接，所述定子的內端套設在所述傳動軸的外面。
7.根據權利要求6所述的水介質緩速器組件，其特徵在於，所述定子的內端與所述傳動軸之間設置有滾動軸承。
8.根據權利要求7所述的水介質緩速器組件，其特徵在於，所述定子與所述殼體整體形成。
9.根據權利要求7所述的水介質緩速器組件，其特徵在於，所述定子與所述殼體可拆卸連接。
10.一種車輛，其特徵在於，包括權利要求1至9任一項所述的水介質緩速器組件。
【文檔編號】F16D57/00GK204140708SQ201420445440
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月8日 優先權日:2014年8月8日
【發明者】生安鵬, 王玉海, 李樹成, 唐超, 孫欽安, 劉寧 申請人:中國第一汽車股份有限公司