[发明专利]基于磁流变液的独立式液力缓速器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车液力缓速器技术，特指一种利用磁流变液作为工作液的独立式汽车液力缓速器及其控制方法。

背景技术

 目前，成熟的液力缓速器以福伊特（Voith）R133-2型为代表，福伊特R133-2型液力缓速器的结构如图1所示，包括动轮、定轮、工作腔、空心轴、热交换器、储油箱。对于装有带液力变速器的自动变速器车辆来说，原变速器系统已配备了储油箱、油泵和散热器等部件，因此，在配有自动变速器的客车和载货汽车上安装液力缓速器成本更低。工作时，工作原理如图2，压缩空气经电磁阀进入储油箱，将储油箱内的机油经油路压进工作腔内，缓速器开始工作，动轮带动油液绕轴旋转，同时，油液沿叶片方向运动，甩向定轮。定轮叶片对油液产生反作用，油液流出定轮再转回来冲击动轮，这样就形成对动轮的阻力矩，阻碍动轮的转动，从而实现对车辆的减速作用。工作液在运动过程中使进出口形成压力差，油液循环流动，通过热交换器时，热量被来自发动机冷却系统的冷却水带走。该液力缓速器主要存在以下问题：

1、工作液需要通过压缩空气将其压入工作腔中，需要额外地消耗汽车的动力。

2、没有独立的散热器，需要借助发动机的冷却系统对工作液进行冷却，这不仅限制了液力缓速器的布置位置，而且在发动机停止工作后不能提供足够冷却能力以及足够的压缩空气，限制了液力缓速器的使用，使制动安全性降低。

3、在低转速时制动力矩非常小，制动效果不理想。

磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的特性。由于磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的，而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，并且有极佳的热稳定性，因此是一种用途广泛、性能优良的智能材料。

   授权公告号为CN202349025U、名称为“磁流变液缓速器”中提出了利用磁流变液作为车辆制动器工作液，但是该专利采用盘式结构，单纯地利用附加磁场使磁流变液的粘度变大，从而对汽车传动轴施加制动力矩进行制动，制动力小，无法通过磁流变液来调节更大的制动力，无法对制动力矩实现控制，也不能独立散热；并且该专利的缓速器本体的结构复杂。

发明内容

本发明的目的是解决现有液力缓速器制动力矩控制与独立散热的问题，提供一种结构简单、具有独立散热功能的基于磁流变液的独立式液力缓速器，使液力缓速器在汽车上布置更加方便，保证液力缓速器在发动机停止工作后仍能工作；本发明同时还提供该基于磁流变液的独立式液力缓速器的控制方法，能控制制动力矩大小，提高制动效果，提高液力缓速器的安全性。

本发明基于磁流变液的独立式液力缓速器采用的技术方案是：包括动轮、定轮、工作腔、动轮轴、电子控制单元及与电子控制单元连接的各种传感器，动轮固定连接动轮轴，工作腔为密闭式，其内充有磁流变液，且容纳有动轮、定轮、线圈及冷却水套，动轮与定轮同轴且有间隙地对置，动轮和定轮外缘绕有线圈，线圈固定于动轮的外缘上且与定轮的外缘之间具有间隙，线圈连接工作腔外的车载电源，动轮轴输出端从工作腔伸出且通过驱动齿轮副连接变速器；定轮的外圈上固定套有冷却水套，冷却水套经冷却水管路连接工作腔外的水泵和散热器，水泵和散热器相连接，水泵经第一电动机连接电子控制单元；电子控制单元通过信号线分别连接车载电源和车辆控制器；在工作腔内设置工作腔温度传感器。 

所述驱动齿轮副包括低速档和高速档两个档位的齿轮副，动轮轴输出端通过低速档离合器连接驱动低速档齿轮副的低速档从动齿轮，低速档从动齿轮与低速档主动齿轮啮合，低速档主动齿轮连接变速器输出轴；低速档主动齿轮的齿数大于低速档从动齿轮的齿数；动轮轴输出端通过高速档离合器连接驱动高速档齿轮副的高速档从动齿轮，高速档从动齿轮与高速档主动齿轮啮合，高速档主动齿轮连接变速器输出轴3高速档主动齿轮的齿数小于高速档从动齿轮的齿数。

本发明基于磁流变液的独立式液力缓速器的控制方法采用的技术方案是：当电子控制单元接收到缓速制动指令后，根据车辆控制器的车辆信息，计算输入线圈的电流大小，由车载电源向线圈中供电，在工作腔内建立磁场，产生作用在动轮轴上的制动力矩；随着制动的持续，当工作腔温度传感器检测到温度高于设定值时，电子控制单元控制水泵工作，使冷却水在冷却水管路、冷却水套、散热器之间循环流动，降低磁流变液的温度。