一种磁流变液缓速非驱动桥及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种磁流变液缓速非驱动桥及车辆。


背景技术：

2.城市道路路口多、公交站点密、客流量大，公交车经常要进行频繁制动；山区道路陡、急弯多，长期行驶在山区路段的中大型货车客车也经常需要制动。
3.制动器在长时间工作和频繁使用情况下，会引起制动蹄片快速磨损、制动器摩擦片使用寿命变，以及由于制动器热衰退导致制动能力的丧失或者制动性能大幅下降，这也成为交通事故频发的主要原因。因此，有必要为车辆配备辅助制动系统
4.缓速器目前作为车辆的主要辅助制动部件，通过作用于车辆的传动系统而减轻车辆制动系统的最大负荷，使车辆均匀减速，以提高车辆制动系统的可靠性，延长制动系统的使用寿命，还能够因此大幅降低车辆使用成本。
5.现有的缓速器应用于中大型车辆上时，大多布置在变速箱后并联或串联，不能直接作用于非驱动桥，经常导致下长坡时，牵引车有制动，而重载的挂车无制动，从而导致制动折叠，出现交通事故。同时独立设置的缓速器尺寸过于庞大、成本高、机体沉重、消耗电能大且受周围环境温度影响较大，不能在实际使用中发挥出其价值。


技术实现要素：

6.(一)本发明所要解决的技术问题是：现有缓速器，存在扭矩大小不可控，且不能直接作用于非驱动桥，使得独立设置的缓速器尺寸庞大、成本高、容易受到周围外部环境的影响产生安全问题。
7.(二)技术方案
8.为了解决上述技术问题，本发明一方面实施例提供了一种非驱动桥，包括，非驱动桥壳和车轮输入轴，所述非驱动桥壳两端分别内接所述车轮输入轴，还包括，工作腔、螺杆和存油腔，其中：
9.工作腔，位于所述非驱动桥壳内的密闭腔室，且所述非驱动桥壳构成所述工作腔的侧壁，所述工作腔内设有定子，侧壁两端分别设有可封闭的进油口和出油口，所述工作腔侧壁外还设有电磁装置；
10.螺杆，位于所述工作腔内且与所述电磁装置对应设置，串联于所述车轮输入轴内端，并与所述工作腔内定子啮合，形成螺杆泵结构；
11.存油腔，位于所述非驱动桥壳内，外接进油油路和出油油路，且通过所述进油油路连通所述进油口，通过所述出油油路连通所述出油口，使得所述存油腔与所述工作腔间形成循环油路。
12.根据本发明的一个实施例，所述非驱动桥壳外壁还接有换热装置，由于缓速过程中，螺杆搅动磁流变液使得车辆行驶动能转为热能，并通过非驱动桥壳外壁散出热量，通过在非驱动桥壳外壁增设换热装置能够加速热量的散出。
13.根据本发明的一个实施例，所述进油油路上还设有电控阀，所述电控阀用于控制所述进油油路的通断。
14.根据本发明的一个实施例，所述螺杆为单个或相互串联的多个螺杆，多段螺杆，以增加单转排量，提高缓速扭矩。
15.根据本发明的一个实施例，所述螺杆与所述车轮输入轴通过万向节总成串联，从而保证二者的瞬时角速度始终相等。
16.根据本发明的一个实施例，所述车轮输入轴内端外接第一固定轴承，所述螺杆内端外接第二固定轴承，二者之间有一定的距离，有利于在一固定轴承与二固定轴承之间形成工作腔。
17.根据本发明的一个实施例，所述出油油路外侧也设有电磁装置。
18.根据本发明的一个实施例，所述出油油路上设有第一电磁阀，所述第一电磁阀可以是电磁比例阀，通主控制系统可以对出油油路的通径大小进行有效控制。
19.根据本发明的一个实施例，所述进油油路还接有通过第二电磁阀控制的进气孔，进气孔可以使得在空载时所述磁流变液缓速非驱动桥内的工作腔进行卸荷。
20.本发明的另一方面实施例还提供了一种车辆，包括上述任一项实施例所述的非驱动桥。
21.本发明的有益效果：由于大型车辆非驱动桥数量多，需要的缓速功率较低，本发明提供的非驱动桥通过非驱动桥壳内置的油路设置及螺杆，形成辅助缓速结构，介质采用磁流变液，使得磁流变液缓速非驱动桥整体的散热性能和润滑性能提高，并可以通过所述控制电磁装置的磁力大小从而控制所述螺杆扭矩的大小，结构紧凑节省了大量空间的同时有效降低了成本。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
23.图1为本发明一个实施例提供的此磁流变液缓速非驱动桥局部结构示意图。
24.图标：1、非驱动桥壳；2、车轮输入轴；10、工作腔；101、进油口；102、出油口；103、定子；20、螺杆；30、存油腔；40、进油油路；401、第一电磁阀；402、进气孔；403、电控阀；404、第二电磁阀；50、出油油路；60、换热装置；70、万向节总成；80、第一固定轴承；90、第二固定轴承；100、电磁装置。
具体实施方式
25.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.本发明采用串联螺杆泵机械结构，介质为磁流变液，布置在非驱动桥桥壳内部，并形成磁流变液缓速非驱动桥。
27.如图1所示，本发明一方面实施例提供了一种磁流变液缓速非驱动桥，所述磁流变液缓速非驱动桥应用于中大型车辆起到辅助缓速制动的效果，可设有一组或多组，所述磁流变液缓速非驱动桥包括，非驱动桥壳1和车轮输入轴2，所述非驱动桥壳1两端分别内接所述车轮输入轴2，还包括，工作腔10、螺杆20和存油腔30，其中，
28.工作腔10，位于所述非驱动桥壳1内的密闭腔室，且所述非驱动桥壳1构成所述工作腔10的侧壁，所述工作腔10内设有定子103侧壁两端分别设有可封闭的进油口101和出油口102，所述工作腔10侧壁外还设有电磁装置100；
29.螺杆20，位于所述工作腔10内且与所述电磁装置100对应设置，串联于所述车轮输入轴2内端，能够在所述车轮输入轴2的带动下转动，并与所述工作腔10内定子103啮合，形成螺杆泵结构；
30.存油腔30，用于存放磁流变液，磁流变液(magnetorheological fluid,简称mr流体)是一种可控流体，在一定磁场强度的作用下，能够呈现出高粘度、低流动性的特性。所述存油腔30位于所述非驱动桥壳1内，外接进油油路40和出油油路50，且通过所述进油油路40连通所述进油口101，通过所述螺杆20的转动，与定子103啮合，所述工作腔10内产生泵压，使得所述存油腔30内的磁流变液能够依次通过所述进油油路40、进油口101、工作腔10、出油口102和出油油路50，最终流回存油腔30，从而形成循环油路。
31.进一步，的所述磁流变液缓速非驱动桥两侧可对称设置上述结构，并共用一个存油腔30。
32.进一步的，所述非驱动桥壳1外壁还接有换热装置60，由于缓速过程中，螺杆20搅动磁流变液使得车辆行驶动能转为热能，并通过非驱动桥壳1外壁散出热量，通过在非驱动桥壳1外壁增设换热装置60能够加速热量的散出。
33.进一步的，所述进油油路40上还设有电控阀403，所述电控阀403用于控制所述进油油路40的通断，所述电控阀403可以是由辅助泵控制的单向阀，朝向与进油油路40方向相同。
34.进一步的，所述存油腔30设置于所述非驱动桥壳1内中部，设置于中部可以使得所述磁流变液缓速非驱动桥整体稳定及平衡性更佳。
35.进一步的，所述螺杆20为单个或相互串联的多个螺杆20，多段螺杆20，以增加单转排量，提高缓速扭矩。
36.进一步的，所述螺杆20与所述车轮输入轴2通过万向节总成70串联，从而保证二者的瞬时角速度始终相等。
37.进一步的，所述车轮输入轴2内端外接第一固定轴承80，所述螺杆20内端外接第二固定轴承90，二者之间有一定的距离，有利于在一固定轴承80与二固定轴承90之间形成工作腔10。
38.进一步的，所述出油油路50侧也设有电磁装置100有利于提高缓速扭矩。
39.进一步的，所述出油油路50上设有第一电磁阀401，所述第一电磁阀401可以是电磁比例阀，通主控制系统可以对出油油路50通径大小进行有效控制。
40.具体为：当车辆遇到下坡或通过急弯等情况，需要进行缓速时，通过主控制系统控
制电控阀403打开进油油路40，第一电磁阀401控制并减小出油油路50的通径，使得进油油路40的通径大于出油油路50的通径，从而使工作腔10产生压差，同时电磁装置100通电，增加磁流变液的黏度，进一步提高阻力。
41.进一步的，所述进油油路还接有通过第二电磁阀404控制的进气孔402，进气孔402打开可以使得在空载时所述磁流变液缓速非驱动桥内的工作腔10进行卸荷，卸荷过程是通过第二电磁阀404控制进气孔402开启，工作腔10内因螺杆泵结构继续运转，将工作腔10内液体排出并吸入空气，因进入空气，泵的结构处于吸空状态，进油油路40关闭，不在进入新的油液，所以泵的结构不再产生扭矩，泵的结构内还存在少量油液用于润滑。
42.本发明的另一方面实施例还提供了一种车辆，尤其是中大型车辆，包括上述任一项实施例所述的磁流变液缓速非驱动桥，根据车辆的实际需要所述磁流变液缓速非驱动桥可以设一组或多组。
43.由于将缓速器布置在非驱动桥桥壳内，不但有效利用空间，而且可产生一定的制动力，防止制动折叠。另外目前的液力缓速器由于控制响应较慢，无法实现防抱死，改缓速器介质采用磁流变液介质，控制频响可达上百赫兹，可实现防抱死。解决了目前缓速器不能在湿滑路面上使用的弊病。
44.本磁流变液缓速非驱动桥的缓速原理为：
45.需要缓速时,所述输入轴在车轮行进带动下旋转并带动所述螺杆20进行旋转，由于螺杆20与所述工作腔10内定子103啮合，形成螺杆泵结构，通过电控阀403控制进油油路40开关，在螺杆20转动的过程中能够产生一定的泵压，将存油腔30内预存的磁流变液吸入工作腔10，使得所述工作腔10内充满磁流变液，由于磁流变液在螺杆20与定子103之间，形成容积泵，通过控制电磁装置100的磁力大小，从而控制磁流变液粘度的高低，使得工作腔10内螺杆20转动时产生的阻力大小可以控制，从而实现制动力矩大小的可控，并根据车辆的实际需要达到不同的缓速效果。
46.目前常规缓速器都为混流泵是液力缓速器、电涡流缓速器、容积泵式缓速器，大多布置在变速箱后，驱动桥输入端，或驱动桥内。
47.本发明采用串联螺杆泵机械结构，介质为磁流变液，布置在非驱动桥桥壳内，尤其是挂车非驱动桥桥壳内，集成为缓速非驱动桥。中间设存油腔，壳体与螺杆配合外径处均布永磁块，减小啮合间隙泄露。各输出口汇集成一除并设一个多孔电磁阻尼结构，电流增加时阻尼增加，断电时阻尼最小。缓速时根据要求加电，产生相应的泵压，产生扭矩。
48.相较于其他高粘度作为介质，使用磁流变液还可以使得工作腔10不易漏油，从而使得非驱动桥加工精度可以适当降低，并且磁流变液散热性能、润滑性能优于高粘度油介质。可以通过电磁装置100控制增大磁流变液的黏度，制动时有效的提高制动扭矩，电磁控制频率可达500hz以上，所以能精准利用最佳轮胎制动滑移率，使制动距离达到最理想状态。
49.空载时系统进行卸荷，此时关闭电控阀403，阻断工作腔10进油，同时打开第二电磁阀404通过进气孔402进入空气，令工作腔10吸空后可以只留部分磁流变液起润滑作用，螺杆20和车辆传动轴一起空转，阻力损失较小，可忽略不计。此过程中会，还可以通过第一电磁阀401发大出油油路50的通径，可以降低油液排出时的压力，从而降低空载时的阻力。
50.上述结构使得，车辆需要缓速时，通过控制系统控制磁流变液缓速非驱动桥进入
缓速工作模式，产生一定大小的缓速扭矩，减少主制动的使用频率而延长寿命，还可彻底解决只在驱动桥上布置缓速器，缓速时产生挂车制动折叠，从而减少交通事故的发生。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：
1.一种磁流变液缓速非驱动桥，包括非驱动桥壳(1)和车轮输入轴(2)，所述非驱动桥壳(1)两端分别内接所述车轮输入轴(2)，其特征在于，还包括:工作腔(10)，位于所述非驱动桥壳(1)内的密闭腔室，且所述非驱动桥壳(1)构成所述工作腔(10)的侧壁，所述工作腔(10)内设有定子(103)，侧壁两端分别设有可封闭的进油口(101)和出油口(102)，所述工作腔(10)侧壁外还设有电磁装置(100)；螺杆(20)，位于所述工作腔(10)内且与所述电磁装置(100)对应设置，串联于所述车轮输入轴(2)内端，并与所述工作腔(10)内定子(103)啮合，形成螺杆泵结构；存油腔(30)，用于存放磁流变液，位于所述非驱动桥壳(1)内，外接进油油路(40)和出油油路(50)，其中，所述进油油路(40)连通所述进油口(101)，所述出油油路(50)连通所述出油口(102)，使得所述存油腔(30)与所述工作腔(10)间形成循环油路。2.根据权利要求1所述的磁流变液缓速非驱动桥，其特征在于，所述非驱动桥壳(1)外壁还接有换热装置(60)。3.根据权利要求1所述的磁流变液缓速非驱动桥，其特征在于，所述进油油路上还设有电控阀(403)。4.根据权利要求1所述的磁流变液缓速非驱动桥，其特征在于，所述螺杆(20)为单个或相互串联的多个螺杆(20)。5.根据权利要求1所述的非驱动桥，其特征在于，所述螺杆(20)与所述车轮输入轴(2)通过万向节总成(70)串联。6.根据权利要求1所述的磁流变液缓速非驱动桥，其特征在于，所述车轮输入轴(2)内端外接第一固定轴承(80)，所述螺杆(20)内端外接第二固定轴承(90)。7.根据权利要求1所述的磁流变液缓速非驱动桥，其特征在于，所述出油油路(50)外侧也设有电磁装置(100)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的磁流变液缓速非驱动桥，其特征在于，所述出油油路(50)上设有第一电磁阀(401)，所述第一电磁阀(401)为电磁比例阀。9.根据权利要求8所述的磁流变液缓速非驱动桥，其特征在于，所述进油油路(40)还接有通过第二电磁阀(404)控制的进气孔(402)。10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的磁流变液缓速非驱动桥。

技术总结
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种磁流变液缓速非驱动桥及车辆。本发明提供的非驱动桥包括：非驱动桥壳和车轮输入轴，所述非驱动桥壳两端分别内接所述车轮输入轴，还包括，工作腔、螺杆和存油腔，所述工作腔，位于所述非驱动桥壳内的密闭腔室，所述工作腔侧壁两端分别设有可封闭的进油口和出油口，所述工作腔侧壁外还设有电磁装置；所述螺杆，位于所述工作腔内且与所述电磁装置对应设置，串联于所述车轮输入轴内端，并与所述工作腔定子啮合，形成螺杆泵结构；所述存油腔，所述存油腔与所述工作腔间形成循环油路，采用磁流变液，使得散热和润滑性能提高，并可以通过所述控制电磁装置的磁力大小从而控制所述螺杆扭矩的大小。的磁力大小从而控制所述螺杆扭矩的大小。的磁力大小从而控制所述螺杆扭矩的大小。


技术研发人员：于雷 刘辉 尹垚 王发崇
受保护的技术使用者：富奥汽车零部件股份有限公司传动轴分公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/3/8