陈雷

（中船重工集团公司第七一○研究所，湖北宜昌443003）

0 引言

液力缓行器又称液力减速装置。汽车在下长坡时使用排气制动，虽然能收到良好的制动效果，但对于吨位较大的矿用自卸车来说，采用排气制动效果还是有限的。因此，装有液力机械传动的矿用自卸汽车都装有液力缓行器。某矿用自卸车采用了Allison H5610变速箱（见图1），其具备液力缓行功能，但是由于受空间的局限缓行操纵机构的设计一直是难题。

图1 Allison H5610变速箱

1 液力缓行器工作原理

液力缓行器的转子始终以涡轮输出轴的转速旋转。只有当转子周围的空腔充满油时，液力缓行器才起作用。当需要液力缓行器工作时，需要用手动阀将油导入转子周围的空腔，油的阻力阻止转子旋转，从而起到制动作用，同时高温的油液流入冷却器进行冷却循环。汽车以不同挡位行驶时，汽车的制动力随车速变化而变化，汽车以不同车速行驶时，变速器的挡位越低，传动比越大，液力制动的效果越显著。

液力缓行器主要用于车辆下坡时减速制动。汽车正常行驶时，应将液力缓行器中的油液排空，以免消耗发动机功率。由于液力缓行器往往与液力变矩器共用1个油泵，为了保证液力缓行器充油迅速，且能保证工作时油液有足够的循环强度，在使用液力缓行器时，可使液力变矩器的油液循环中止，让油泵专对液力缓行器供油［1］。

液力缓行器油液由1个垂直的滑阀控制，上端与连杆操作手柄连接，如图2所示。当阀体内的阀芯被推向下方，油被导入缓行器腔内，缓行器开始工作。

2 液力缓行操纵机构设计

根据Allison H5610变速箱技术要求及工作原理，缓行器控制阀由off挡到on挡最大位移为1.5 in，连杆操作手柄旋转角度不得大于5°，缓行器控制阀阀芯在受到499.4～873.9 N推力时开始作用。

根据上述要求，结合某矿用自卸车结构特点，本文设计了一种结构独特、操作简单的液力缓行操纵机构，解决了空间局限环境下缓行控制困难的问题。该液力缓行操纵机构如图3所示。

当需要液力缓行器工作时，液压缸活塞杆和拨叉伸出，推动弧形连接板绕其与支撑板铰接点处旋转。连接板一端与缓行器控制阀连杆连接，另一端与弧形连接板连接。如图4所示，当连接板由off挡移动到on挡，到达最大位移1.5 in时，弧形连接板逆时针旋转23.11°，连接板逆时针旋转2.48°。

为了保证上述角度关系，液压缸行程L=nπr/180。式中，n为液压缸旋转角度。

图2 缓行器控制阀位置示意图

图3 液力缓行操纵机构结构图

图4 液力缓行操纵机构控制示意图

经过计算，L=19.06 mm。液压缸采用差动连接形式，根据派克HMI系列液压缸样本，选择液压缸如图5所示，最大行程为19 mm，缸径D=25 mm，活塞杆径d=18 mm。

由图4所示位置关系，根据力矩平衡方程可以得到表1内相关数据。

当液压控制系统输入油压在3.85～6.75 MPa时，液力缓行操纵机构驱动连杆操作手柄推动滑阀阀芯，油被导入缓行器腔内，液力缓行器开始工作。

3 结语

该液力缓行操纵机构能够安全、有效地工作，符合设计要求，同时保证了矿用自卸车在下长坡时良好的制动性能。

图5 HMI系列液压缸

表1 缓行器工作油压表

［1］ 罗丽华.液力变速箱试验系统的开发研究［D］．青岛：中国石油大学，2008.

［2］ 成大先.机械设计手册：第5卷［M］.北京：化学工业出版社，2002.