本发明专利技术公开了一种用于液力缓速器的仿生表面泵气损失抑制装置，包括调节阀座、安装阀座、密封座、扰流盘、阀芯、导向套和弹簧；安装阀座为两端开口的空腔结构，安装阀座的空腔一端固定在所述调节阀座上，另一端固定连接所述密封座；其中阀芯贯穿密封座、安装阀座空腔以及调节阀座；阀芯在与密封座内端面接触的位置处设有轴肩，阀芯与调节阀座接触处套有导向套，导向套与调节阀座通过过度配合固定；阀芯伸出密封座外的端面固定连接所述扰流盘；弹簧一端固定在调节阀座内端面，另一端固定在阀芯轴肩一侧端面；扰流盘的端面为带有凹凸结构的仿生表面。该装置安装于液力缓速器定轮循环圆近大径处，以减少车辆液力传动的空转损失。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车辆液力辅助制动
，具体涉及一种用于液力缓速器的仿生表面泵气损失抑制装置。
技术介绍
液力缓速器作为一种车辆辅助制动装置，具有高功率密度，制动力矩大，无机械磨损及热衰退现象，可长时间、长距离持续制动的优点，被应用于大功率重载车辆中。液力缓速器以液压油为传动介质，主要由动轮、定轮、传动轴及控制系统构成。随着工作油液注入动轮与定轮之间的工作腔内，液体在动轮与定轮形成的工作流道内循环流动时，将遇到各种阻力造成的液力损失，如冲击损失、摩擦损失、转向损失等，从而产生制动力矩。通过循环冷却装置将工作油产生的热量带走，冷却后的工作油重新回到工作腔，进行循环工作。液力缓速器不工作时，工作腔内不充入工作油，但是其动轮与传动轴相连，动轮一直随车辆行驶而旋转。此时，工作腔内的介质为空气，动轮旋转搅动空气也产生能量损失，这种损失成为泵气损失。液力缓速器虽然提高了安全性，但降低了效率。为了降低泵气损失，使车辆更加安全、节能、环保，对于泵气损失抑制机构的改进是目前液力传动研究领域重要课题之一。目前，降低泵气损失的方法有很多。主要分为两类，一类是离合器式，将动轮与传动轴分离，使动轮停止转动，从而不搅动空气，另一类是在动轮与定轮间增加挡板，破坏空气循环流道，减少循环流量，降低泵气损失，或者通过降低工作腔空气压强及密度的方法，降低泵气损失。以上方法需要单独的机构和控制管路来实现，既增加了液力机械的复杂程度，提高了加工及配合精度，又占用大量空间，不利于实车应用。降低泵气损失，主要是为了降低搅动空气的阻力产生的损失。经研究及试验表明，仿生结构具有良好的减阻节能效果，在工程上得到了广泛应用。模拟鲨鱼皮肤的沟槽型仿生非光滑表面被应用于制造“鲨鱼皮泳衣”，运动员游动时减阻效果明显。凹坑仿生非光滑表面被应用到高尔夫球上，凹坑内部低速气流产生涡垫效应和推动效应，且经统计表明表面有凹坑的高尔夫球比表面光滑的飞行距离大约长一倍。柱塞式泵气损失抑制机构具有易于加工、安装，维护方便的优点，但是对于泵气损失抑制效果不佳。液力缓速器不工作时，工作腔内不充油，但存在空气。此时，液力缓速器动轮仍随传动轴转动，动轮叶片搅动空气，产生阻力，从而产生泵气功率损失。该泵气功率损失降低了车辆的功率利用率，因此，有效抑制这种泵气损失尤为重要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种用于液力缓速器的仿生表面泵气损失抑制装置，安装于液力缓速器定轮循环圆近大径处，以减少车辆液力传动的空转损失。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种用于液力缓速器的仿生表面泵气损失抑制装置，包括调节阀座、安装阀座、密封座、扰流盘、阀芯、导向套和弹簧。安装阀座为两端开口的空腔结构，安装阀座的空腔一端固定在调节阀座上，另一端固定连接密封座。其中阀芯贯穿密封座、安装阀座空腔以及调节阀座；阀芯在与密封座内端面接触的位置处设有轴肩，阀芯与调节阀座接触处套有导向套，导向套与调节阀座通过过度配合固定；阀芯伸出密封座外的端面固定连接扰流盘。弹簧一端固定在调节阀座内端面，另一端固定在阀芯轴肩一侧端面。扰流盘的端面为带有凹凸结构的仿生表面。进一步地，扰流盘的仿生表面上具有成行列分布的凸包，其中每一行和每一列的凸包间距分布规律为：由行或列的中心凸包开始至最外沿凸包、相邻凸包之间的距离成等差数列分布。进一步地，扰流盘的仿生表面上具有成行且相互平行分布的凹槽，其中凹槽间距分布规律为：从中心凹槽开始至最外延凹槽、相邻凹槽之间的距离成等差数列分布。进一步地，扰流盘的仿生表面上具有成行列分布的凹坑，其中每一行和每一列的凹坑间距分布规律为：由行或列的中心凹坑开始至最外沿凹坑、相邻凹坑之间的距离成等差数列分布。有益效果：本专利技术针对扰流机构抑制泵气损失的工作原理，对扰流机构关键部件扰流盘进行改进设计，将扰流盘的工作面加工成具有仿生结构的非光滑表面。通过流场数值模拟研究表明，带有凹凸结构的仿生表面的扰流泵气损失抑制机构，其凹凸结构可以使流场速度矢量分布变得杂乱，降低叶片表面压力，从而降低空转产生的转矩，其相比于普通光滑表面的扰流机构，最高可降低转矩15％，由此看来，仿生结构在扰流机构上的应用对于抑制泵气损失的效果十分显著。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为图1中零件1调节阀座的结构图；图3为图1中扰流盘部分的放大图，其表面为凸包结构；图4为图3中B向视图；其中，1-调节阀座；2-安装阀座；3-密封座；4-扰流盘；5-阀芯；6-导向套；7-弹簧；图5为图1中扰流盘部分的放大图，其表面为凹坑结构；图6为图5中C向视图；图7为图1中扰流盘部分的放大图，其表面为凹槽结构；图8为图7中D向视图。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术是一种用于液力缓速器的带仿生结构表面泵气损失抑制机构。包括调节阀座1、安装阀座2、密封座3、扰流盘4、阀芯5、导向套6和弹簧7；安装阀座2为两端开口的空腔结构，安装阀座2的空腔一端固定在调节阀座1上，另一端固定连接密封座3；其中阀芯5贯穿密封座3、安装阀座2空腔以及调节阀座1；阀芯5在与密封座3内端面接触的位置处设有轴肩，阀芯5与调节阀座1接触处套有导向套6，导向套6与调节阀座1通过过度配合固定；阀芯5伸出密封座3外的端面固定连接扰流盘4；弹簧7一端固定在调节阀座1内端面，另一端固定在阀芯5轴肩一侧端面；扰流盘4的端面为带有凹凸结构的仿生表面。当此泵气损失抑制机构起效时，其扰流盘4与阀芯5的位置如图1所示位置，扰流盘4起到扰流作用，阻碍空气在流道内的循环流动，使循环流动被打乱，旋涡现象受到抑制，从而降低空转造成的转矩及功率损失。随着液力缓速器叶轮工作腔内充液率逐渐增加，油液逐渐增多，油液对于扰流盘4工作面的冲击力逐渐增大，当油液对扰流盘4工作面的冲击力大于弹簧7的预紧力时，扰流盘4连同阀芯5开始向阀座部分移动，直至冲击力增大到压缩弹簧7使扰流盘4完全移动至密封座3位置，此时，扰流盘4非工作面结构刚好与密封座3外端面完全贴合，此时，扰流盘4失去扰流效果，工作腔内油液及空气进行正常循环流动产生制动力矩。其中扰流盘4上的仿生结构在本专利技术中具有以下几种结构形式：扰流盘4的仿生表面上具有成行列分布的凸包，其中每一行和每一列的凸包间距分布规律为：由行或列的中心凸包开始至最外沿凸包、相邻凸包之间的距离成等差数列分布。如图3、图4所示。扰流盘4的仿生表面上具有成行且相互平行分布的凹槽，其中凹槽间距分布规律为：从中心凹槽开始至最外延凹槽、相邻凹槽之间的距离成等差数列分布。如图7、图8所示。扰流盘4的仿生表面上具有成行列分布的凹坑，其中每一行和每一列的凹坑间距分布规律为：由行或列的中心凹坑开始至最外沿凹坑、相邻凹坑之间的距离成等差数列分布。如图5、图6所示。本专利技术中，扰流盘4的工作面加工有仿生结构非光滑表面，相较于光滑表面的扰流盘，可有效降低空转转矩。图3、图4、图5、图6、图7、图8仅为其中三个实施示例，其他形式的扰流盘4非光滑表面结构均属于本专利技术保护范围。综上，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于液力缓速器的仿生表面泵气损失抑制装置，其特征在于，包括调节阀座(1)、安装阀座(2)、密封座(3)、扰流盘(4)、阀芯(5)、导向套(6)和弹簧(7)；所述安装阀座(2)为两端开口的空腔结构，安装阀座(2)的空腔一端固定在所述调节阀座(1)上，另一端固定连接所述密封座(3)；其中所述阀芯(5)贯穿密封座(3)、安装阀座(2)空腔以及调节阀座(1)；所述阀芯(5)在与密封座(3)内端面接触的位置处设有轴肩，阀芯(5)与调节阀座(1)接触处套有导向套(6)，所述导向套(6)与调节阀座(1)通过过度配合固定；阀芯(5)伸出密封座(3)外的端面固定连接所述扰流盘(4)；所述弹簧(7)一端固定在调节阀座(1)内端面，另一端固定在阀芯(5)轴肩一侧端面；所述扰流盘(4)的端面为带有凹凸结构的仿生表面。
【技术特征摘要】
1.一种用于液力缓速器的仿生表面泵气损失抑制装置，其特征在于，包括调节阀座(1)、安装阀座(2)、密封座(3)、扰流盘(4)、阀芯(5)、导向套(6)和弹簧(7)；所述安装阀座(2)为两端开口的空腔结构，安装阀座(2)的空腔一端固定在所述调节阀座(1)上，另一端固定连接所述密封座(3)；其中所述阀芯(5)贯穿密封座(3)、安装阀座(2)空腔以及调节阀座(1)；所述阀芯(5)在与密封座(3)内端面接触的位置处设有轴肩，阀芯(5)与调节阀座(1)接触处套有导向套(6)，所述导向套(6)与调节阀座(1)通过过度配合固定；阀芯(5)伸出密封座(3)外的端面固定连接所述扰流盘(4)；所述弹簧(7)一端固定在调节阀座(1)内端面，另一端固定在阀芯(5)轴肩一侧端面；所述扰流盘(4)的端面为带有凹凸结构的仿生表...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，安媛媛，李双双，闫清东，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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