液力耦合器和液

《液力耦合器和液》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液力耦合器和液（29页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 液 力 耦 合器 和 液 力 变 矩器 是 利 用 液 体为 工 作 介 质 ，二 者 均 为 动 液传 动 ， 即 通 过液 体 在 循 环 流动 过 程 中 ， 液体 动 能 变 化 来传 递 动 力 ， 这种 传 动 称 为 液力 传 动 。 液 力 传 动 原 理 简 图 液 力 传 动 装 置 要 完 成 能 量 转 换 与 传递 的 过 程 ， 必 须 具 有 如 下 机 构 ： 1、 盛 装 与 输 送 工 作 循 环 液 体 的 密 闭工 作 腔 ； 2、 一 定 数 量 的 带 叶 片 的 工 作 轮 及 输入 输 出 轴 ， 实 现 能 量 转 换 和 传 递 ； 3、

2、满 足 一 定 性 能 要 求 的 工 作 液 体 与其 辅 助 装 置 ， 以 实 现 能 量 的 传 递 并 保 证 正常 工 作 。 l 能 自 动 适 应 外 阻 力 的 变 化 ， 使 车 辆 能 在 一 定范 围 内 无 极 的 变 更 其 输 出 轴 转 矩 与 转 速 ， 当 阻力 增 加 时 ， 则 自 动 的 降 低 转 速 ， 增 加 转 矩 ， 从而 提 高 了 车 辆 的 平 均 速 度 与 生 产 率 。l 提 高 了 车 辆 的 使 用 寿 命 ， 液 力 变 矩 器 使 用 油液 传 递 动 力 ， 泵 轮 与 涡 轮 之 间 不 是 刚 性 连 接 ，能 较

3、好 地 缓 和 冲 击 ， 有 利 于 提 高 车 辆 上 各 零 部件 的 使 用 寿 命 。l 简 化 了 车 辆 的 操 纵 ， 变 矩 器 本 身 就 相 当 于 一个 无 极 变 速 箱 ， 可 减 少 变 速 箱 档 位 和 换 档 次 数 ，加 上 一 般 采 用 动 力 换 档 ， 故 可 简 化 变 速 箱 结 构和 减 轻 驾 驶 员 的 劳 动 强 度 。 l 液 力 耦 合 器 的 结 构 液 力 耦 合 器 的 主 要 零 件 式两 个 直 径 相 同 的 叶 轮 ， 称 工 作 轮 ， 由 发 动 机 曲轴 通 过 输 入 轴 4驱 动 的 叶 轮 3为 泵 轮 ，

4、 与 输 出 轴5装 在 一 起 得 为 涡 轮 2。 叶 轮 内 部 装 有 许 多 半 圆形 的 径 向 叶 片 ， 在 各 叶 片 之 间 充 满 工 作 液 体 。两 轮 装 合 后 相 对 端 面 之 间 约 有 2-5mm间 隙 。 它们 的 内 腔 共 同 构 成 圆 形 或 椭 圆 形 的 环 状 空 腔（ 称 为 循 环 圆 ） ； 循 环 圆 的 剖 面 图 如 下 ： 该 剖面 图 是 通 过 输 入 轴 与 输 出 轴 所 作 的 截 面 （ 称 轴截 面 ） 1.泵 轮 壳2-涡 轮3-泵 轮4-输 入 轴 5-输 出 轴 6、 7-尾 部 切 去 一 片 的 叶 片

5、 工 作 油 液 的 螺 旋 形 路 线 l 涡 轮 旋 转 后 ， 由 于 涡 轮 内的 离 心 力 对 液 体 环 流 的 阻碍 作 用 ， 使 油 液 的 绝 对 运动 方 向 有 改 变 。 此 时 ， 螺旋 线 拉 长 如 图 所 示 ， 涡 轮转 速 约 稿 ， 由 液 的 螺 旋 形路 线 拉 得 越 长 。 当 涡 轮 和泵 轮 转 速 相 同 时 ， 两 轮 离心 力 相 等 ， 油 液 沿 循 环 圆流 动 停 止 ， 油 液 随 工 作 轮绕 轴 线 作 圆 周 运 动 ,这 时 ，偶 合 器 不 再 传 递 动 力 。 l 一 、 液 力 变 矩 器 的 构 造 l 液

6、 力 变 矩 器 是 由 泵 轮 1、 涡 轮 2和 导 轮 3等 三 个 工 作轮 及 其 它 零 件 组 成 。 泵 轮 和 涡 轮 都 通 过 轴 承 装 在 壳 体上 ， 而 导 轮 则 与 壳 体 固 定 不 动 。 三 个 工 作 轮 都 密 闭 在有 壳 体 形 成 的 并 充 满 油 液 的 空 间 中 。l 各 工 作 轮 中 装 有 弯 曲 成 一 定 形 状 的 叶 片 以 利 油 液 的流 动 ， 各 工 作 轮 中 心 部 分 成 圆 环 形 称 之 为 循 环 圆 内 环 。 1-泵 轮 2-涡 轮 3-导 轮 通 常 把 轴 面 （ 即 包 含螺 旋 轴 线 的

7、剖 面 ， 又 称为 子 午 面 内 所 形 成 的 内换 与 外 患 间 的 面 积 称 为变 矩 器 的 循 环 圆 ， 由 循环 圆 所 构 成 的 回 转 体 空间 则 是 变 矩 器 内 油 液 进行 循 环 的 空 间 。 变 矩 器 循 环 圆 示 意 图 l 右 图 所 示 为 一 种 最简 单 的 的 变 矩 器 ， 它只 有 泵 轮 1、 涡 轮 2与导 轮 3等 三 个 工 作 轮 。当 发 动 机 带 动 泵 轮 1旋转 时 ， 油 液 自 A端 进 入泵 轮 叶 片 间 的 通 道 ，自 b端 流 出 冲 向 蜗 轮 2的 叶 片 ， 使 蜗 轮 转 动在 从 蜗 轮

8、 的 c端 流 出 后 ，经 导 论 3在 进 入 泵 轮 的a端 如 此 循 环 实 现 动 力的 传 递 。 1-泵 轮 2-涡 轮 3-导 轮 4-工 作 轮 内 环 5-涡 轮 槽 l 和 偶 合 器 相 比 ， 变 矩 器 在 结 构 上 多 了 一个 导 轮 。 由 于 导 轮 的 作 用 使 变 矩 器 不 仅能 传 递 转 矩 ， 而 且 能 在 泵 轮 转 矩 不 变 的情 况 下 ， 随 着 涡 轮 转 速 的 不 同 （ 反 映 工作 机 械 运 行 时 的 阻 力 ） ， 而 改 变 涡 论 输出 力 矩 ， 这 就 是 变 矩 器 与 偶 合 器 的 不 同点 。 下

9、 面 应 用 变 矩 器 工 作 轮 的 展 开 图 来 说 明 变 矩 器 的工 作 原 理 ， 为 便 于 说 明 问 题 ， 设 发 动 机 转 速 及 负荷 不 变 ， 即 变 矩 器 泵 轮 的 转 速 n1与 力 矩 T1位 常 数 ，根 据 液 力 平 衡 方 程T1+T2+T3=0即 -T2=T1+T3 又 根 据 作 用 于 反 作 用 公 理 ，各 工 作 轮 加 给 油 液 的 力 矩 与 油 液 加 给 工 作 轮 的 力矩 大 小 相 等 、 方 向 相 反 。 设 油 液 加 给 涡 轮 的 力 矩为 T2,则 T2=-T2 固 有 T2=T1+T3上 式 说 明

10、油 液 加 给 涡 轮 的 力 矩 T2等 于 泵 轮 与 导 轮对 油 液 的 力 矩 之 和 。 从 而 实 现 了 变 矩 功 能 。 下 面 结 合 图 进 一 步 说 明 涡 轮 力 矩 变 化 过 程 ， 当 变矩 器 输 出 力 矩 经 传 动 系 产 生 的 牵 引 力 足 以 克 服 机 械 启动 阻 力 时 则 机 械 启 动 便 加 速 行 驶 同 时 涡 轮 转 速 n2也 逐渐 增 加 ， 这 时 液 流 在 涡 轮 出 口 处 不 仅 有 沿 叶 片 相 对 速度 W还 有 沿 圆 周 的 方 向 的 牵 引 速 度 U。 因 此 冲 向 导 轮的 叶 片 的 绝

11、对 速 度 V应 是 二 者 合 成 速 度 ； 因 假 设 泵 轮转 速 不 变 ， 液 流 在 涡 轮 出 口 处 相 对 速 度 不 变 ， 但 因 涡轮 的 转 速 在 变 化 故 牵 引 速 度 U也 在 变 化 。 有 图 可 见 冲向 导 轮 绝 对 速 度 V将 随 着 牵 引 速 度 U增 加 而 逐 渐 向 左 倾斜 使 导 轮 所 受 力 矩 逐 渐 减 小 ， 故 涡 轮 的 力 矩 也 逐 渐 减小 。 a)当 n1=常 数 ， n2=0时 ； b)当 n1=常 数 ， n2逐 渐 增 加 时 l 一 、 液 力 变 矩 器 的 种 类 较 多 ， 由 于 结 构 的

12、不 同 其 输 出 特 性 差 异 很 大 ， 按 照 插 在 其 他工 作 轮 翼 栅 烈 数 ， 液 里 变 矩 器 可 分 为 单 级 、二 级 、 三 级 ， 翼 栅 是 一 组 按 一 定 规 律 排 列在 一 起 的 叶 片 ， 有 两 翼 栅 得 涡 轮 称 为 二 级 ，三 级 翼 栅 得 涡 轮 称 为 三 级 各 列 涡 轮 翼 栅 彼此 刚 性 连 接 ， 并 和 从 动 轴 相 连 。 特 性 参 数l 变 矩 比 K T2/T1l 传 动 比 i n2/n1l 传 动 效 率 P2/P1 T2 n2 /T1 n1 Ki 三 元 件 变 矩 器 外 特 性 123型 和

13、 132型 变 矩 器 简 图1-泵 轮 2-涡 轮 3-导 轮 l 所 谓 单 级 指 变 矩 器 只 有 一 个 涡轮 ， 单 相 则 指 只 有 一 个 变 矩 器的 工 况 。l 右 图 所 示 为 单 击 单 相 液 力 变 矩器 ， 这 种 变 矩 器 结 构 简 单 ， 效率 高 ， 最 高 效 率 M 0.8。 但这 种 变 矩 器 的 高 效 区 较 窄 ， 使它 的 工 作 范 围 受 到 限 制 。l 为 了 使 发 动 机 容 易 有 载 起 动 和有 较 大 的 克 服 外 负 载 的 能 力 ，希 望 起 动 工 况 （ i 0） 变 矩 系数 K 0较 大 。 l

14、 如 图 ， 把 变 矩 器 和 偶 合 器的 特 点 综 合 在 一 台 变 矩 器 上 ，也 称 为 综 合 变 矩 器 。 两 相 变矩 器 在 整 个 传 动 比 范 围 内 得到 更 合 理 的 效 率 。 到 轮 3通 过单 向 离 合 器 7和 壳 体 5刚 性 连接 ， 传 动 比 在 0im内 ， 从 动轴 力 巨 大 与 主 动 轴 ， 从 涡 轮流 出 的 液 流 冲 向 导 轮 叶 片 的工 作 面 。 此 时 ， 液 流 力 图 使导 轮 朝 导 轮 反 旋 转 方 向 转 动 ，由 于 单 向 离 合 器 的 楔 紧 ， 而导 轮 不 转 ， 在 导 轮 不 转 的

15、 工况 下 ， 整 个 系 统 如 变 矩 器 工作 ， 达 到 增 大 转 矩 ， 克 服 变化 的 负 荷 。 1-泵 轮 2-涡 轮 3-导 轮 4-主 动 轴5-壳 体 6-从 动 轴 7-单 向 离 合 器 l 单 级 三 相 变 矩 器 是 由 一 个 泵 轮 、一 个 涡 轮 和 两 个 可 单 向 转 动 的导 轮 构 成 。 它 可 组 成 两 个 耶 路变 矩 器 工 况 和 一 个 液 力 偶 合 器工 况 ， 所 以 称 之 为 三 相 。l 右 图 所 示 为 双 导 轮 液 力 变 矩 器简 图 ， 泵 轮 由 输 入 轴 带 动 旋 转 ，工 作 油 液 就 在

16、循 环 圆 内 作 环 流运 动 推 动 涡 轮 旋 转 并 输 出 扭 矩 。液 流 从 泵 轮 进 入 涡 轮 ， 再 进 入第 一 级 导 轮 ， 经 第 二 级 导 轮 ，再 回 到 泵 轮 。 1-泵 轮 2-涡 轮 3、 3 -导 轮4-自 由 轮 机 构 l 把 泵 分 割 成 两 个 ， 可以 在 小 传 动 比 下 改 善效 率 。 下 图 单 级 四 向液 力 变 矩 器 结 构 示 意图 ， 主 泵 1和 发 动 机连 接 ， 幅 泵 1转 载 主泵 轮 上 ， 并 通 过 超 越离 合 器 9与 之 相 连 ，两 个 导 轮 3和 3装 载两 个 相 互 没 有 联 系

17、 的单 向 离 合 器 7和 8上 。 1-主 泵 轮 1 -副 泵 轮 2-涡 轮 3-第 一 导轮 3 -第 二 导 轮 4-主 动 轴 5-导 轮 座 6-从 动 轴 7、 8、 9-单 向 离 合 器 l 1、 单 级 三 元 件 液 力 变 矩 器 Catepillar 966D装 载 机 变 矩 器l 2、 单 级 四 元 件 液 力 变 矩 器 国 产 ZL50装 载 机 变 矩 器l 3、 单 级 三 相 四 元 件 变 矩 器 国 产 CL70自 行 式 铲 运 机 变 矩 器l 4、 双 泵 轮 液 力 变 矩 器 CAT988B装 载 机 变 矩 器 1-旋 转 壳 体2

18、-泵 轮 3-齿 轮4-油 液 进 口5-输 出 齿 轮6-变 矩 器 壳 体7-油 液 出 口8-支 承 轴9-导 轮 10-涡 轮11-涡 轮 轴 12-接 盘 1-飞 轮 2-轴 承 3-旋 转 壳 体 4-油 泵 5-弹 性 板6-第 一 涡 轮 7-轴 承8-第 二 涡 轮 9-导 轮10-泵 轮 11-轴 承12-齿 轮 13-导 轮 轴14-第 二 涡 轮 轴15-第 一 涡 轮 轴16-隔 离 环 17-轴 承18-单 向 离 合 器 外 环齿 轮 19-轴 承 国 产 CL7自 行 式 铲 运 机是 单 机 四 相 元 件 ， 它 的 结构 有 两 个 特 点 ： 1、 具

19、有 两个 导 轮 ， 这 两 个 导 论 通 过单 向 离 合 器 与 固 定 的 壳 体相 连 ， 根 据 不 同 的 工 况 实现 两 个 导 轮 固 定 ； 或 一 个导 轮 固 定 ， 另 一 个 导 轮 空转 ； 以 及 两 个 导 轮 都 空 转等 三 种 工 作 状 态 ， 故 称 三相 。 2、 带 有 自 动 锁 紧 离 合器 ， 可 以 和 泵 轮 和 涡 轮 刚性 连 接 起 来 变 成 机 械 传 动 。 1-滚 子 2-销 3-弹 簧 4-内 圈 5-限 位 块6-铆 钉 7-档 圈 8-第 一 导 轮 9-外 圈 l 单 向 离 合 器 （ 又 称 自 由 轮机 构 或 超 越 离 合 器 ） 有 多种 形 式 ， 但 其 功 能 和 工 作原 理 都 是 相 同 的 ， 它 的 功能 如 下l （ 1） 单 向 传 动 ： 将 动 力从 主 动 件 单 方 向 传 给 从 动件 ， 并 可 根 据 主 动 件 和 从动 件 转 速 的 不 同 自 动 的 接合 或 分 离 。l （ 2） 单 向 锁 定 ： 能 将 某一 元 件 单 向 锁 定 ， 并 可 根据 两 元 件 受 力 的 不 同 自 动的 锁 定 或 分 离 。 CAT988B装 载 机 液力 变 矩 器