[发明专利]一种带温差发电装置的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，特别指带温差发电的液力缓速器及其控制方法。 

背景技术

 目前，成熟的液力缓速器产品以福伊特（Voith）R133-2型为代表，福伊特（Voith）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、输入轴、热交换器、储油箱和壳体。对于装有带液力变矩器的自动变速器车辆来说，原变速器系统已配备了储油罐、油泵和散热器等部件，因此，在配有液力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。如图2所示，该液力缓速器工作时，压缩空气经电磁阀进入储油箱，将储油箱内的油液经油路压进缓速器工作腔内，缓速器开始工作。动轮带动油液绕轴线旋转；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。这种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、液力缓速器制动时将汽车的动能或势能转化为液体的热能，经冷却系统冷却，没有将这部分热能回收起来再利用，反而造成了冷却系统的压力增大。 

3、独立的散热器，需要借助发动机的冷却系统对液力缓速器的工作液进行冷却，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以及降低制动安全性。 

温差发电是基于热电材料的塞贝克效应发展起来的一种发电技术，将P 型和N型两种不同类型的热电材料（P 型是富空穴材料，N 型是富电子材料） 一端相连形成一个PN 结，置于高温状态，另一端形成低温，则由于热激发作用，P（N）型材料高温端空穴（电子）浓度高于低温端，因此在这种浓度梯度的驱动下，空穴和电子就开始向低温端扩散，从而形成电动势，这样热电材料就通过高低温端间的温差完成了将高温端输入的热能直接转化成电能的过程。单独的一个PN结，可形成的电动势很小，而如果将很多这样的PN 结串联起来，就可以得到足够高的电压，成为一个温差发电器。 

发明内容

本发明的目的是为解决液力缓速器制动时汽车的制动能量不能得到回收利用的问题、解决当液力缓速器将汽车动能全部转化为液体热能造成冷却系统负荷过大的问题、解决液力缓速器的独立散热的问题而提供一种带温差发电装置的液力缓速器及其控制方法，使液力缓速器在汽车上布置更加方便，提高液力缓速器的安全性，保证液力缓速器在发动机停止工作后仍能工作。 

本发明一种带温差发电装置的液力缓速器采用的技术方案是：包括工作腔、动轮、定轮、电子控制单元，工作腔为密封式，动轮与定轮同轴有间隙地对置于工作腔中，定轮固定连接工作腔的壳体，动轮固定套接变速器输出轴，位于工作腔外部的油泵一端与工作腔的进油口相连，另一端连接工作液储槽，工作液储槽通过节流阀连接工作腔的出液口，油泵经油泵驱动电机连接电子控制单元；工作腔外壁上紧密贴合有一层内导热绝缘体，内导热绝缘体外套有外导热绝缘体，内导热绝缘体和外导热绝缘体之间是温差电模块；温差电模块由温差电单元、导流片组成，一组温差电单元由一对P型温差电偶臂和N型温差电偶臂组成，导流片连接P型温差电偶臂和N型温差电偶臂，P型温差电偶臂和N型温差电偶臂分别连接蓄电池，蓄电池分别连接油泵驱动电机和电子控制单元；在外导热绝缘体外套有冷却水套，冷却水套分别连接位于工作腔外部的相互连接的水泵和散热器，水泵经水泵驱动电动机连接蓄电池。 

本发明一种带温差发电装置的液力缓速器的控制方法采用的技术方案是包括如下步骤：1）当液力缓速器不工作时，工作腔内没有工作液，温差电模块不工作；2）当缓速制动时，电子控制单元控制蓄电池给油泵驱动电机供电，驱动油泵将工作液泵入工作腔内，动轮被变速器输出轴带动转动，工作液施加反作用力于动轮，产生作用在变速器输出轴上的制动力矩，对汽车进行制动；3）随着制动过程的持续，工作腔内工作液温度升高，电子控制单元检测冷却水和工作液的温度，当工作液的温度升高到设定值时，电子控制单元控制蓄电池给水泵电机通电带动水泵工作，使冷却水在冷却水管路、冷却水套、散热器之间循环流动，同时，制动时产生的热量通过温差发电的形式储存为蓄电池的电能。 

本发明具有如下优点：