CN105736607A - 一种车用液力缓速器传动液冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用液力缓速器传动液冷却装置，包括蒸发器，蒸发器与液力缓速器的工作腔形成热源回路；蒸发器的第二出口依次与膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵、蒸发器的第二入口连接，形成朗肯回路；膨胀机依次与发电储能装置、工质泵连接；膨胀机与冷却风扇连接，冷却风扇与冷凝器安设在一起；在蒸发器的第一入口、第一出口处、在冷凝器和储液罐之间设有温度传感器，在冷凝器和膨胀机之间、在膨胀机与蒸发器之间依次设有温度传感器、压力传感器；在工质泵出口处设有流量计；温度传感器、压力传感器、流量计将信号传递给ECU，ECU控制工质泵工作。本发明能高效利用液力缓速器废热，提高冷却效果，使车辆制动更加可靠，确保行车安全。

Description

一种车用液力缓速器传动液冷却装置

技术领域

本发明涉及缓速器的冷却技术领域，具体涉及一种车用液力缓速器传动液冷却装置。

背景技术

液力缓速器是液力偶合器的一个派生类型，当要进行缓速制动时，控制系统将油槽中的介质(机油)泵入定子和转子之间的工作腔，油对转子产生阻力，使传动轴转速慢下来，产生缓速作用。它依靠工作轮腔内液体循环流动对定轮叶片的冲击作用，将车辆动能转化为液体热能，再通过一定冷却散热方式将热能散发出去，从而实现车辆减速制动，即液力缓速器通过将车辆行驶时的动能转换为传动液的热能从而达到制动效果。对于液力缓速器来说，只要冷却系统有足够的散热能力，其缓速能力则是无限的，足见缓速器的冷却系统的重要性。

在液力缓速器的使用时，传动液在外循环过程中经由热交换器，使热量被发动机冷却系统的冷却液带走。这种冷却方式会受热交换器性能的影响和车辆当前散热功率的限制，易使工作油温度较高，从而影响其制动性能和行车制动的可靠性。同时，辅助制动产生的废热既没有被充分利用，又使发动机冷却系统消耗更多能量，造成了能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车用液力缓速器传动液冷却装置，该装置在高效利用液力缓速器废热的同时，提高冷却效果，使车辆制动更加可靠，确保行车安全。

本发明所采用的技术方案是：一种车用液力缓速器传动液冷却装置，包括蒸发器，蒸发器的第一入口与液力缓速器的工作腔的出油口连接，蒸发器的第一出口与液力缓速器的工作腔的进油口连接，以工作油(传动液)为热源；蒸发器的第二出口依次与膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵、蒸发器的第二入口连接，形成朗肯回路；

所述膨胀机与发电储能装置连接，所述发电储能装置为工质泵提供电能；所述膨胀机与冷却风扇连接，冷却风扇与所述冷凝器安设在一起；

在蒸发器的第一入口、第一出口处设有温度传感器，在冷凝器和储液罐之间设有温度传感器，在冷凝器和膨胀机之间依次设有温度传感器、压力传感器，在膨胀机与蒸发器之间依次设有压力传感器、温度传感器，在工质泵和蒸发器的第二入口之间设有流量计；

所有温度传感器、压力传感器、流量计将信号传递给电子控制单元ECU，所述电子控制单元ECU与工质泵连接。

更进一步的方案是，在膨胀机与蒸发器的第二出口之间设有气液分离器。

工质存放于储液罐中，经由工质泵驱动，工质首先流经流量计，然后进入蒸发器中和液力缓速器的高温传动液进行热交换，工质受热变成蒸汽；为了防止蒸发不完全，工质蒸汽先进入气液分离器，再进入膨胀机，推动膨胀机作功；接着工质进入冷凝器散热冷却，变成液态流入储液罐进行下一轮循环。

冷却风扇和冷凝器整体安装，组成冷凝器总成。膨胀机中轴安装皮带轮，采用皮带传动输出动力，组成膨胀机总成。

本发明的有益效果在于：

将液力缓速器的工作腔的出油口与蒸发器的第一入口连接，液力缓速器的工作腔的进油口与蒸发器的第一出口连接，形成热源回路，蒸发器用于对液力缓速器的传动液进行冷却；蒸发器的第二出口依次与膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵、蒸发器的第二入口连接，形成朗肯回路，通过朗肯循环将部分热能转换为膨胀机的机械能，用于将液力缓速器的传动液的热量进行再利用，从而降低传动液冷却能耗功耗，达到节能的目的；膨胀机依次与发电储能装置、工质泵连接，膨胀机将液力缓速器的传动液的热量转化为电能，并储存在发电储能装置内为工质泵提供电能，将膨胀机与冷却风扇连接，膨胀机所得能量一部分直接以机械能形式提供给冷却风扇，带动风扇转动，风扇为冷凝器散热，实现了液力缓速器的传动液的热量再利用，节能又环保；

充分利用朗肯循环回路，提高换热效率，增大单位面积换热量，提高换热效率，使液力缓速器工作时工作液(传动液)温度变化范围更小，制动性能更加稳定；

工质泵和冷却风扇可采用双电源工作模式，当发电储能装置的储存的电能无法满足工质泵和冷却风扇的使用时，采用外接电源供电；

本发明独自构成一套液力缓速器传动液冷却系统，对汽车发动机冷却系统工作不造成任何影响，可减少发动机冷却系统的热负荷；

本发明可以完全替代目前液力缓速器中的热交换器，利用朗肯循环原理，使液力缓速器工作时传动液温度控制更加稳定，同时降低传动液冷却能耗，将液力缓速器的传动液热能进行回收利用，达到降低整车能耗的目的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明车用液力缓速器传动液冷却装置的循环示意图；

图2为本发明车用液力缓速器传动液冷却装置的结构示意图。

其中：1、储液罐；2、工质泵；3、流量计；4、蒸发器；5、气液分离器；6、膨胀机；7、冷凝器；8、冷却风扇；9、液力缓速器；10、第一温度传感器；11、第二温度传感器；12、第三温度传感器；15、第四温度传感器；16、第五温度传感器；13、第一压力传感器；14、第二压力传感器；17、发电储能装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1、图2，一种车用液力缓速器传动液冷却装置，包括蒸发器4，蒸发器4的第一入口与液力缓速器9的工作腔的出油口连接，蒸发器4的第一出口与液力缓速器9的工作腔的进油口连接，以工作油(传动液)为热源，工作油从液力缓速器9的出油口流出进入蒸发器4的第一入口，经蒸发器4冷却后从蒸发器4的第一出口流出后，从液力缓速器9的进油口流入液力缓速器9中；蒸发器4的第二出口依次与气液分离器5、膨胀机6、冷凝器7、储液罐1、工质泵2、蒸发器4的第二入口连接，形成朗肯回路；膨胀机6与发电储能装置17连接，发电储能装置17为工质泵2提供电能；膨胀机6与冷却风扇8连接，冷却风扇8与冷凝器7安设在一起，组成冷凝器总成；蒸发器4将液力缓速器9的工作油的热量带走，使液态的工质汽化为气态的工质，受热汽化的工质从蒸发器4的第二出口处进入气液分离器5中，经气液分离器5进行气液分离后，呈气态的工质进入膨胀机6中，膨胀机6吸收工质的热量，随后工质进入冷凝器7中进行冷却后流入储液罐1进行储存，储液罐1中的液态的工质经工质泵泵入蒸发器4中，进行下一轮的循环；膨胀机6将工质的热量转化为机械能和电能，机械能通过皮带传输给冷却风扇8，从而带动冷却风扇8工作，使冷却风扇8为冷凝器7散热，提高工质的冷凝效果；膨胀机6将产生的电能储存在发电储能装置17中，当需要工质泵2工作时，发电储能装置17为工质泵2供电；

在蒸发器4的第一入口处设有第二温度传感器11，在蒸发器4的第一出口处设有第一温度传感器10，在冷凝器7和储液罐1之间设有第五温度传感器16，在冷凝器7和膨胀机6之间依次设有第四温度传感器15、第二压力传感器14，在气液分离器5与蒸发器4之间依次设有第一压力传感器13、第三温度传感器12，流量计3置于工质泵2出口处，用于监测回路内工质流量；第二温度传感器11用于测定未冷却的液力缓速器传动液温度，第一温度传感器10用于测定冷却后的传感液温度；第三温度传感器12、第四温度传感器15、第五温度传感器16、第一压力传感器13、第二压力传感器14用于监测朗肯回路的工作，以防工作异常；

第一温度传感器10、第二温度传感器11、第三温度传感器12、第四温度传感器15、第五温度传感器16、第一压力传感器13、第二压力传感器14、流量计3将信号传递给电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据接收到的信号控制工质泵2工作。

为了保证工质泵2和冷却风扇8的正常工作，所述工质泵2和冷却风扇8分别与发电储能装置17和外接电源连接。

图1中，箭头所指方向均为各循环中介质流动方向。

当车辆由非制动转工况为制动工况时，本车用液力缓速器传动液冷却装置启动，电子控制单元ECU控制工质泵2按设定的初始流量驱动有机工质。随后，第二压力传感器14和第三温度传感器12分别将工质蒸汽的压力和温度信号传输给电子控制单元ECU。电子控制单元ECU经过计算确定此时工质是否恰好完全蒸发，根据计算结果控制工质泵的电压，从而控制工质泵的流量，降低工质泵的流量，直至工质处于恰好完全蒸发状态。若工质蒸汽出现过热现象，电子控制单元ECU控制工质泵的流量，增加工质泵的流量，从而降低工质蒸汽的温度。工质状态稳定后，第一温度传感器10将冷却后的传动液温度信号传输给电子控制单元ECU，当温度低于理想传动液工作温度70℃时，电子控制单元ECU不断降低工质泵流量，以满足控温要求。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种车用液力缓速器传动液冷却装置，其特征在于：包括蒸发器，蒸发器的第一入口与液力缓速器的工作腔的出油口连接，蒸发器的第一出口与液力缓速器的工作腔的进油口连接；蒸发器的第二出口依次与膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵、蒸发器的第二入口连接，形成朗肯回路；

所述膨胀机与发电储能装置连接，所述发电储能装置为工质泵提供电能；所述膨胀机与冷却风扇连接，冷却风扇与所述冷凝器安设在一起；

在蒸发器的第一入口、第一出口处设有温度传感器，在冷凝器和储液罐之间设有温度传感器，在冷凝器和膨胀机之间依次设有温度传感器、压力传感器，在膨胀机与蒸发器之间依次设有压力传感器、温度传感器，在工质泵和蒸发器的第二入口之间设有流量计；

所有温度传感器、压力传感器、流量计将信号传递给电子控制单元ECU，所述电子控制单元ECU与工质泵连接。

2.如权利要求1所述的车用液力缓速器传动液冷却装置，其特征在于：在膨胀机与蒸发器的第二出口之间设有气液分离器。