液力耦合器和液

液力耦合器和液第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三

液力耦合器和液力變矩器是利用液體為工作介質，二者均為動液傳動，即通過液體在循環(huán)流動過程中，液體動能變化來傳遞動力，這種傳動稱為液力傳動。液力傳動原理簡圖第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三

液力傳動裝置要完成能量轉換與傳遞的過程，必須具有如下機構：

1、盛裝與輸送工作循環(huán)液體的密閉工作腔；

2、一定數量的帶葉片的工作輪及輸入輸出軸，實現能量轉換和傳遞；

3、滿足一定性能要求的工作液體與其輔助裝置，以實現能量的傳遞并保證正常工作。第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三液力傳動的車輛具有如下優(yōu)點：能自動適應外阻力的變化，使車輛能在一定范圍內無極的變更其輸出軸轉矩與轉速，當阻力增加時，則自動的降低轉速，增加轉矩，從而提高了車輛的平均速度與生產率。提高了車輛的使用壽命，液力變矩器使用油液傳遞動力，泵輪與渦輪之間不是剛性連接，能較好地緩和沖擊，有利于提高車輛上各零部件的使用壽命。簡化了車輛的操縱，變矩器本身就相當于一個無極變速箱，可減少變速箱檔位和換檔次數，加上一般采用動力換檔，故可簡化變速箱結構和減輕駕駛員的勞動強度。第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)液力耦合器的結構和工作原理液力耦合器的結構液力耦合器的主要零件式兩個直徑相同的葉輪，稱工作輪，由發(fā)動機曲軸通過輸入軸4驅動的葉輪3為泵輪，與輸出軸5裝在一起得為渦輪2。葉輪內部裝有許多半圓形的徑向葉片，在各葉片之間充滿工作液體。兩輪裝合后相對端面之間約有2-5mm間隙。它們的內腔共同構成圓形或橢圓形的環(huán)狀空腔（稱為循環(huán)圓）；循環(huán)圓的剖面圖如下：該剖面圖是通過輸入軸與輸出軸所作的截面（稱軸截面）第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三液力耦合器1.泵輪殼2-渦輪3-泵輪4-輸入軸5-輸出軸6、7-尾部切去一片的葉片第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三液力偶合器的工作原理工作油液的螺旋形路線第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三渦輪轉動時的油液螺旋路線渦輪旋轉后，由于渦輪內的離心力對液體環(huán)流的阻礙作用，使油液的絕對運動方向有改變。此時，螺旋線拉長如圖所示，渦輪轉速約稿，由液的螺旋形路線拉得越長。當渦輪和泵輪轉速相同時，兩輪離心力相等，油液沿循環(huán)圓流動停止，油液隨工作輪繞軸線作圓周運動,這時，偶合器不再傳遞動力。第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)液力變矩器的構造與

工作原理一、液力變矩器的構造液力變矩器是由泵輪1、渦輪2和導輪3等三個工作輪及其它零件組成。泵輪和渦輪都通過軸承裝在殼體上，而導輪則與殼體固定不動。三個工作輪都密閉在有殼體形成的并充滿油液的空間中。各工作輪中裝有彎曲成一定形狀的葉片以利油液的流動，各工作輪中心部分成圓環(huán)形稱之為循環(huán)圓內環(huán)。第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三液力變矩器的三個工作輪1-泵輪2-渦輪3-導輪第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三變矩器循環(huán)圓示意圖通常把軸面（即包含螺旋軸線的剖面，又稱為子午面內所形成的內換與外患間的面積稱為變矩器的循環(huán)圓，由循環(huán)圓所構成的回轉體空間則是變矩器內油液進行循環(huán)的空間。

變矩器循環(huán)圓示意圖第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三三元件液力變矩器簡圖右圖所示為一種最簡單的的變矩器，它只有泵輪1、渦輪2與導輪3等三個工作輪。當發(fā)動機帶動泵輪1旋轉時，油液自A端進入泵輪葉片間的通道，自b端流出沖向蝸輪2的葉片，使蝸輪轉動在從蝸輪的c端流出后，經導論3在進入泵輪的a端如此循環(huán)實現動力的傳遞。1-泵輪2-渦輪3-導輪4-工作輪內環(huán)5-渦輪槽第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三二、液力變矩器和偶合器的相異點和偶合器相比，變矩器在結構上多了一個導輪。由于導輪的作用使變矩器不僅能傳遞轉矩，而且能在泵輪轉矩不變的情況下，隨著渦輪轉速的不同（反映工作機械運行時的阻力），而改變渦論輸出力矩，這就是變矩器與偶合器的不同點。第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三三、液力變矩器的工作原理下面應用變矩器工作輪的展開圖來說明變矩器的工作原理，為便于說明問題，設發(fā)動機轉速及負荷不變，即變矩器泵輪的轉速n1與力矩T1位常數，根據液力平衡方程T`1+T`2+T`3=0即-T`2=T`1+T`3`又根據作用于反作用公理，各工作輪加給油液的力矩與油液加給工作輪的力矩大小相等、方向相反。設油液加給渦輪的力矩為T2,則T2=-T`2固有T2=T`1+T`3上式說明油液加給渦輪的力矩T2等于泵輪與導輪對油液的力矩之和。從而實現了變矩功能。第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三四、液力變矩器的工作輪原理圖下面結合圖進一步說明渦輪力矩變化過程，當變矩器輸出力矩經傳動系產生的牽引力足以克服機械啟動阻力時則機械啟動便加速行駛同時渦輪轉速n2也逐漸增加，這時液流在渦輪出口處不僅有沿葉片相對速度W還有沿圓周的方向的牽引速度U。因此沖向導輪的葉片的絕對速度V應是二者合成速度；因假設泵輪轉速不變，液流在渦輪出口處相對速度不變，但因渦輪的轉速在變化故牽引速度U也在變化。有圖可見沖向導輪絕對速度V將隨著牽引速度U增加而逐漸向左傾斜使導輪所受力矩逐漸減小，故渦輪的力矩也逐漸減小。第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三液力變矩器工作輪原理圖

a)當n1=常數，n2=0時；b)當n1=常數，n2逐漸增加時

第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三液力變矩器的類型和典型結構一、液力變矩器的種類較多，由于結構的不同其輸出特性差異很大，按照插在其他工作輪翼柵烈數，液里變矩器可分為單級、二級、三級，翼柵是一組按一定規(guī)律排列在一起的葉片，有兩翼柵得渦輪稱為二級，三級翼柵得渦輪稱為三級各列渦輪翼柵彼此剛性連接，并和從動軸相連。第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)液力變矩器的結構參數特性參數變矩比

K＝T2/T1傳動比

i＝n2/n1傳動效率

?＝P2/P1

＝T2n2/T1n1

＝Ki三元件變矩器外特性第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三第四節(jié)液力變矩器的類型和典型結構123型和132型變矩器簡圖1-泵輪2-渦輪3-導輪第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三1、單級單相液力變矩器所謂單級指變矩器只有一個渦輪，單相則指只有一個變矩器的工況。右圖所示為單擊單相液力變矩器，這種變矩器結構簡單，效率高，最高效率?M＝0.8。但這種變矩器的高效區(qū)較窄，使它的工作范圍受到限制。為了使發(fā)動機容易有載起動和有較大的克服外負載的能力，希望起動工況（i＝0）變矩系數K0較大。第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三2.單級兩相變矩器

如圖，把變矩器和偶合器的特點綜合在一臺變矩器上，也稱為綜合變矩器。兩相變矩器在整個傳動比范圍內得到更合理的效率。到輪3通過單向離合器7和殼體5剛性連接，傳動比在0~im內，從動軸力巨大與主動軸，從渦輪流出的液流沖向導輪葉片的工作面。此時，液流力圖使導輪朝導輪反旋轉方向轉動，由于單向離合器的楔緊，而導輪不轉，在導輪不轉的工況下，整個系統如變矩器工作，達到增大轉矩，克服變化的負荷。1-泵輪2-渦輪3-導輪4-主動軸5-殼體6-從動軸7-單向離合器第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三3、單級三相變矩器單級三相變矩器是由一個泵輪、一個渦輪和兩個可單向轉動的導輪構成。它可組成兩個耶路變矩器工況和一個液力偶合器工況，所以稱之為三相。右圖所示為雙導輪液力變矩器簡圖，泵輪由輸入軸帶動旋轉，工作油液就在循環(huán)圓內作環(huán)流運動推動渦輪旋轉并輸出扭矩。液流從泵輪進入渦輪，再進入第一級導輪，經第二級導輪，再回到泵輪。1-泵輪2-渦輪3、3’-導輪4-自由輪機構第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三4.單級四箱液力變矩器把泵分割成兩個，可以在小傳動比下改善效率。下圖單級四向液力變矩器結構示意圖，主泵1和發(fā)動機連接，幅泵1`轉載主泵輪上，并通過超越離合器9與之相連，兩個導輪3和3`裝載兩個相互沒有聯系的單向離合器7和8上。1-主泵輪1′-副泵輪2-渦輪3-第一導輪3′-第二導輪4-主動軸5-導輪座6-從動軸7、8、9-單向離合器第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三二、典型變矩器的結構與性能1、單級三元件液力變矩器

Catepillar966D裝載機變矩器2、單級四元件液力變矩器

國產ZL50裝載機變矩器3、單級三相四元件變矩器國產CL70自行式鏟運機變矩器4、雙泵輪液力變矩器

CAT988B裝載機變矩器第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三966D裝載機

液力變矩器

1-旋轉殼體2-泵輪3-齒輪4-油液進口5-輸出齒輪6-變矩器殼體7-油液出口8-支承軸9-導輪10-渦輪11-渦輪軸12-接盤第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三ZL50

裝載機變矩器1-飛輪2-軸承3-旋轉殼體4-油泵5-彈性板6-第一渦輪7-軸承8-第二渦輪9-導輪10-泵輪11-軸承12-齒輪13-導輪軸14-第二渦輪軸15-第一渦輪軸16-隔離環(huán)17-軸承18-單向離合器外環(huán)齒輪19-軸承第二十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三

CL7自行式鏟運機變矩器國產CL7自行式鏟運機是單機四相元件，它的結構有兩個特點：1、具有兩個導輪，這兩個導論通過單向離合器與固定的殼體相連，根據不同的工況實現兩個導輪固定；或一個導輪固定，另一個導輪空轉；以及兩個導輪都空轉等三種工作狀態(tài)，故稱三相。2、帶有自動鎖緊離合器，可以和泵輪和渦輪剛性連接起來變成機械傳動。第二十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期三單向離合器示意圖1-滾子2-