[工學(xué)]2第二章--液力耦合器與液課件

1、第二章 液力耦合器與液力變矩器 7/23/2022一、 液力傳動(dòng)的特點(diǎn) ：1）使車輛具有良好的自動(dòng)適應(yīng)性能；2）具有良好的防振隔振作用，提高了車輛的 使用壽命；3）良好的啟動(dòng)性，提高了機(jī)械的通過(guò)性能； 4）提高了機(jī)械的操縱性和舒適性； 5）具有良好的限矩保護(hù)性，提高了機(jī)械的操縱性和作業(yè)生產(chǎn)率； 6）成本較高，質(zhì)量較大，以及由于存在液力損失而使傳動(dòng)效率要低些，最高效率約為8592，因而機(jī)械的燃料經(jīng)濟(jì)性和牽引效率有所降低。7/23/2022二、基本原理 液力變矩器是以液體為工作介質(zhì)并通過(guò)工作液體的動(dòng)能變化來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置。1內(nèi)燃機(jī)；2離心泵葉輪；3管道；4水輪機(jī)葉輪；5水槽；6工作機(jī)；7液力變

2、矩器簡(jiǎn)圖 7/23/20221泵輪殼；2渦輪；3泵輪；4輸入軸；5輸出軸；6、7葉片端部 液力耦合器結(jié)構(gòu)示意圖 7/23/2022泵輪殼渦 輪泵輪液力耦合器的主要零件 7/23/2022液力耦合器工作示意圖 泵輪渦輪液流方向7/23/2022液力耦合器的效率 M1M2 7/23/2022第二節(jié) 液力變矩器 一、液力變矩器的構(gòu)造 1發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸；2變矩器殼；3渦輪；4泵輪；5導(dǎo)輪；6導(dǎo)輪固定套管；7從動(dòng)軸；8起動(dòng)齒圈 7/23/2022液力變矩器的主要零件 變矩器殼泵輪導(dǎo)輪渦輪起動(dòng)齒圈變矩器殼7/23/2022B-泵輪T-渦輪D-導(dǎo)輪液體在變矩器中的運(yùn)動(dòng)7/23/2022泵輪及外殼與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連

3、，通過(guò)離心力使液體由內(nèi)向外流動(dòng)液體在泵輪中的流動(dòng)7/23/2022流體向心流動(dòng)并改變方向，驅(qū)動(dòng)渦輪及通過(guò)花鍵聯(lián)接的變速器液體在渦輪中的流動(dòng)7/23/2022導(dǎo)輪靜止不動(dòng)，大角度改變流體方向使之與泵輪入角接近液體在導(dǎo)輪中的流動(dòng)7/23/2022發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪變矩器外殼單向離合器液流方向變速器輸入軸變速器外殼7/23/2022二、液力變矩器的工作原理 變矩器之所以能起變矩作用，是由于結(jié)構(gòu)上有了導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)。在液體循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中，固定不動(dòng)的導(dǎo)輪給渦輪一個(gè)反作用力矩，使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同于泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩。B泵輪；W渦輪；D導(dǎo)輪 液力變矩器工作輪展開(kāi)示意圖 7/23/2022a）nb常數(shù)，nw=0時(shí)

4、；b）當(dāng)nb常數(shù)，nw逐漸增加時(shí) 根據(jù)液流受力平衡條件，得：Mb+MW+Md=0 即 -MW=Mb+Md由于液流對(duì)渦輪的作用轉(zhuǎn)矩Mw（即變矩器輸出轉(zhuǎn)矩）與Mw方向相反大小相等，因而液流加給渦輪的轉(zhuǎn)矩Mw等于泵輪與導(dǎo)輪對(duì)油流的轉(zhuǎn)矩之和。當(dāng)導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩Md與泵輪轉(zhuǎn)矩Mb同方向時(shí)，則渦輪轉(zhuǎn)矩Mw大于泵輪轉(zhuǎn)矩Mb，從而起到了增大轉(zhuǎn)矩的作用。 7/23/2022液力變矩器的特性液力變矩器的特性是表示變矩器各輸出與輸入?yún)?shù)之間的函數(shù)關(guān)系的曲線。這些函數(shù)之間的相互關(guān)系，雖可用理論分析和計(jì)算來(lái)獲得，但由于大量引入假設(shè)，使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況有一定的差距。因此，變矩器的實(shí)際特性曲線是通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)得到的。液力變矩器的特

5、性曲線主要有以下三種：輸出特性（外特性）、無(wú)因次特性（原始特性）和輸入特性。7/23/2022一、液力變矩器的輸出特性輸出特性泵輪轉(zhuǎn)速一定時(shí)，泵輪轉(zhuǎn)矩、渦輪轉(zhuǎn)矩及變矩器效率隨渦輪轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，即 : 透穿性（泵輪轉(zhuǎn)速不變時(shí)，載荷變化引起泵輪轉(zhuǎn)矩變化的性能）不同的變矩器外特性不同。液力變矩器的透穿性反映了液力變矩器和發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作的特性，表明了外載荷的變化能不能透過(guò)渦輪影響泵輪（即發(fā)動(dòng)機(jī)）工作的特性。n2M1M27/23/2022向心式變矩器，泵輪轉(zhuǎn)矩隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而減小。軸流式變矩器，泵輪轉(zhuǎn)矩基本不隨渦輪轉(zhuǎn)速變化，M 1常數(shù)。離心式變矩器泵輪轉(zhuǎn)矩隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而增大。7/23/2022變矩器

6、的效率變矩器的效率為渦輪軸上的輸出功率與泵輪軸上輸入功率之比，即：式中：K變矩系數(shù)； i轉(zhuǎn)速比。顯然，當(dāng)n20時(shí)，0；當(dāng)n2增大時(shí)，隨之增大。當(dāng)渦輪軸轉(zhuǎn)速增至一定值時(shí)，可達(dá)到最大值；然后當(dāng)繼續(xù)增大時(shí)，由于M2的急劇下降而使值隨n2的增大而減小。7/23/2022二、液力變矩器的無(wú)因次特性 由于液力變矩器的外特性在變矩器型式和有效直徑變化后其外特性和通用特性曲線完全不同。對(duì)同一類型的液力變矩器，采用原始特性表示液力變矩器的性能。根據(jù)液力變矩器的相似原理，對(duì)于幾何相似（循環(huán)圓線性尺寸成比例、葉片角和葉片數(shù)相等）、運(yùn)動(dòng)相似（液力變矩器的工況相同）和動(dòng)力相似（液力變矩器的液流的雷諾數(shù)相等）的一系列液力

7、變矩器有相同的原始特性。 7/23/2022無(wú)因次特性曲線通常是用臺(tái)架試驗(yàn)得到。其方法是測(cè)出變矩器在n1不變的輸出特性后，選取某一渦輪軸轉(zhuǎn)速n2值，并通過(guò)輸出特性曲線確定出與之對(duì)應(yīng)的泵輪和渦輪轉(zhuǎn)矩M1、M2，應(yīng)用計(jì)算公式既可得到無(wú)因次特性曲線：式中油液重度； 1泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)； D變矩器循環(huán)圓直徑。7/23/2022液力變矩器的無(wú)因次特性曲線7/23/2022無(wú)因次特性曲線上的特征參數(shù)：1.制動(dòng)工況變矩系數(shù)K0轉(zhuǎn)速比i=0時(shí)的變矩系數(shù)；2.制動(dòng)工況泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)10轉(zhuǎn)速比i=0時(shí)的泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)；3.最高效率max；4.最高效率對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速比；5.最高效率對(duì)應(yīng)變矩系數(shù)；6.變矩器的工作效率高效區(qū)；7.高

8、效區(qū)對(duì)應(yīng)變矩系數(shù)；8.高效區(qū)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速比；9.偶合器工況（K1）對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速比；10.偶合器工況對(duì)應(yīng)泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)；11.變矩器透穿性系數(shù)。7/23/2022三、液力變矩器的輸入特性變矩器的輸入特性是反映不同轉(zhuǎn)速比時(shí)，泵輪轉(zhuǎn)矩隨泵輪轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，隨著變矩器透穿性的不同其變化規(guī)律也不相同。7/23/2022第三節(jié) 幾種典型的液力變矩器 一、三元件綜合式液力變矩器 1滾柱；2塑料墊片；3渦輪輪轂；4凸緣；5渦輪；6起動(dòng)齒圈；7變矩器殼體；8泵輪；9導(dǎo)輪；10單向離合器外座圈；11單向離合器內(nèi)座圈；12泵輪輪轂；13變矩器輸出軸（齒輪變速箱第一軸）；14導(dǎo)輪固定套管；15推力墊片；16單向離合器蓋 7/23/2022液力變矩器的滾柱式單向離合器 1內(nèi)座圈；2外座圈；3導(dǎo)輪；4鉚釘；5滾柱；6疊片彈簧 7/23/2022三元件綜合式液力變矩器特性 7/23/20221起動(dòng)齒圈；2鎖止離合器操縱液壓缸；3導(dǎo)向銷；4曲軸凸緣；5油道；6操縱液壓缸活塞（壓盤(pán)）；7離合器從動(dòng)盤(pán)；8傳力盤(pán)；9鍵；10渦輪；11泵輪；12導(dǎo)輪；13單向離合器；14渦輪輪轂；15變矩器輸出軸 二、帶鎖止離合器的液力變矩器 7/23/2022三、雙渦輪液力變矩器 1飛輪；2、4、7、11、17、19軸承；3旋轉(zhuǎn)殼體；5彈性板；6第一渦輪；8第二渦輪；9導(dǎo)輪；10泵輪；1