液力-第1章 緒論課件

1、121.1 1.1 常見傳動(dòng)技術(shù)的種類常見傳動(dòng)技術(shù)的種類 傳動(dòng)技術(shù)傳動(dòng)技術(shù)，是指能夠使物體按照指定動(dòng)作規(guī)律運(yùn)動(dòng)起來的技術(shù)。通常是通過傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置（ Power Transmission Engineering）來實(shí)現(xiàn)的。按照工作介質(zhì)不同按照工作介質(zhì)不同，傳動(dòng)技術(shù)種類可分為： 傳動(dòng)技術(shù)的定義傳動(dòng)技術(shù)的定義3傳傳 動(dòng)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)齒輪、齒條齒輪、齒條杠桿、連桿杠桿、連桿電氣傳動(dòng)電氣傳動(dòng)流體傳動(dòng)流體傳動(dòng)復(fù)合傳動(dòng)復(fù)合傳動(dòng)直流直流交流交流氣體傳動(dòng)氣體傳動(dòng)液體傳動(dòng)液體傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)射流射流靜壓傳動(dòng)靜壓傳動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)液粘傳動(dòng)液粘傳動(dòng)液液 壓壓 液壓軸承液壓軸承直流液壓直流液壓交流液壓交流

2、液壓液力傳動(dòng)液力傳動(dòng)射射 流流1.1 1.1 常見傳動(dòng)技術(shù)的種類常見傳動(dòng)技術(shù)的種類4 液力傳動(dòng)已有上百年的歷史，1902年，德國工程師蓋爾蓋爾曼曼費(fèi)丁格爾費(fèi)丁格爾發(fā)現(xiàn)了液力傳動(dòng)的原理。1.2 1.2 液力傳動(dòng)的發(fā)展與應(yīng)用液力傳動(dòng)的發(fā)展與應(yīng)用1.2.1 1.2.1 液力傳動(dòng)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀液力傳動(dòng)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 液力傳動(dòng)有兩種主要類型：液力偶合器傳動(dòng)液力偶合器傳動(dòng)和液力變矩液力變矩器傳動(dòng)器傳動(dòng)。 傳動(dòng)效率傳動(dòng)效率：偶合器約為偶合器約為9698.5，變矩器約為，變矩器約為8592，在額定工況附近較高，在額定工況附近較高。 從投入使用的液力元件的數(shù)目多少，液力傳動(dòng)裝置可以分為三種型式：純液力元件傳

3、動(dòng)裝置純液力元件傳動(dòng)裝置、單液力元件傳動(dòng)裝置單液力元件傳動(dòng)裝置和多液力元件傳動(dòng)裝置多液力元件傳動(dòng)裝置。5美國美國日本日本歐洲歐洲應(yīng)用液力傳動(dòng)裝置始于應(yīng)用液力傳動(dòng)裝置始于2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代年代2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代年代2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代以來年代以來1.液力傳動(dòng)在國際上的發(fā)展情況液力傳動(dòng)在國際上的發(fā)展情況2.液力傳動(dòng)在國內(nèi)的發(fā)展情況液力傳動(dòng)在國內(nèi)的發(fā)展情況61.2.1 1.2.1 液力傳動(dòng)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域液力傳動(dòng)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1.1.內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車 2.2.各類大中型施工機(jī)械各類大中型施工機(jī)械 3.3.各類汽車各類汽車 4.4.各類轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備各類轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備 5.5.坦

4、克及裝甲車輛坦克及裝甲車輛 6.6.船舶驅(qū)動(dòng)及相關(guān)設(shè)備船舶驅(qū)動(dòng)及相關(guān)設(shè)備 圖圖1-1 液力傳動(dòng)應(yīng)用示意圖液力傳動(dòng)應(yīng)用示意圖 7圖圖1-2 坦克液力傳動(dòng)系統(tǒng)圖坦克液力傳動(dòng)系統(tǒng)圖 1.2.1 1.2.1 液力傳動(dòng)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域液力傳動(dòng)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域81.3 1.3 液力傳動(dòng)的特點(diǎn)液力傳動(dòng)的特點(diǎn) 液力傳動(dòng)之所以能得到這樣廣泛的應(yīng)用，發(fā)展這樣迅速，原因就是它具有以下優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 1.自動(dòng)適應(yīng)性自動(dòng)適應(yīng)性 液力變矩器的輸出力矩能隨外載荷的增加而自動(dòng)增加。 2.提高了機(jī)械的使用壽命提高了機(jī)械的使用壽命 由于液力傳動(dòng)的工作介質(zhì)是液體，它能吸收或減少來自發(fā)動(dòng)機(jī)和外載荷的振動(dòng)與沖擊，從而使機(jī)械啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平

5、穩(wěn)柔和，加速過程均勻，改善操縱舒適性，起過載保護(hù)作用。 3.具有良好的穩(wěn)定低速性能，提高了機(jī)械的通過性能具有良好的穩(wěn)定低速性能，提高了機(jī)械的通過性能 裝有液力傳動(dòng)的機(jī)械能夠以任意小的速度行駛，這樣就增加了車輛或履帶與地面的附著力，提高機(jī)械在松軟的土質(zhì)、砂質(zhì)路面、雪地和泥濘沼澤地帶上的通過能力。 9 4.無級調(diào)速，簡化了操作，提高駕駛員和乘客的舒適性無級調(diào)速，簡化了操作，提高駕駛員和乘客的舒適性 液力變矩器本身就是一個(gè)無級自動(dòng)變速器，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力范圍得到擴(kuò)大，變速箱的檔數(shù)也可以減少。 5.便于維護(hù)保養(yǎng)便于維護(hù)保養(yǎng) 液力元件的葉輪之間無機(jī)械聯(lián)系，無機(jī)械磨損，工作介質(zhì)為無機(jī)礦物油，不僅可靠度高

6、，使用壽命長，而且便于維護(hù)保養(yǎng)。 6.多機(jī)并車性能和限矩保護(hù)性能多機(jī)并車性能和限矩保護(hù)性能 當(dāng)工作機(jī)械采用多臺(tái)動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，易于并車且能夠自動(dòng)協(xié)調(diào)載荷分配。 7.改善車輛的動(dòng)力性能改善車輛的動(dòng)力性能 液力變矩器的作用使自動(dòng)變器能夠輕快平穩(wěn)起動(dòng)且連續(xù)自動(dòng)無沖擊換檔，故汽車的起步加速性能得到提高，同時(shí)可以帶載啟動(dòng)。此外，由于自動(dòng)換檔在時(shí)機(jī)控制上能保證發(fā)動(dòng)機(jī)功率得以充分利用，所以大大改善了動(dòng)力性能。10 8.降低排放污染降低排放污染 使用液力自動(dòng)變速器時(shí)，由于采用了液力傳動(dòng)和自動(dòng)換檔技術(shù)，可以把發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速限制在污染較小的范圍內(nèi)，加上不必頻繁換檔，因而可以降低對空氣的污染。液力傳動(dòng)與電氣傳動(dòng)和機(jī)械傳

7、動(dòng)相比有其缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 1.效率較低效率較低，液力變矩器最高效率約8592，液力偶合器最高效率約9698。 2.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造精度要求高，成本較高。 3.液力變矩器和調(diào)速型偶合器需要一套補(bǔ)償冷卻系統(tǒng)液力變矩器和調(diào)速型偶合器需要一套補(bǔ)償冷卻系統(tǒng)，因而增加了成本。 4.不能利用發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性來制動(dòng)不能利用發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性來制動(dòng)，也不能用牽引的辦法啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，需要有附加裝置。 5.液力傳動(dòng)的某些裝置維修技術(shù)較復(fù)雜液力傳動(dòng)的某些裝置維修技術(shù)較復(fù)雜，要求有專門的維修人員，具有較高的修理水平和故障檢查分析能力。111.4 1.4 液力傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)的區(qū)別液力傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)的區(qū)別 簡單來說，液壓傳動(dòng)液壓

8、傳動(dòng)是以液體的壓力能按照容積變化相等的原理進(jìn)行能量傳遞的，它要通過泵泵閥閥馬達(dá)馬達(dá)或液壓缸液壓缸三種主要元件一起來傳遞能量。液力傳動(dòng)液力傳動(dòng)與之不同，它是以動(dòng)量矩方程為工作原理，靠液力偶合器液力偶合器或液力變矩器液力變矩器的葉輪來傳遞能量。 1.4.1 1.4.1 液壓傳動(dòng)液壓傳動(dòng) 液壓傳動(dòng)的原理液壓傳動(dòng)的原理基于流體力學(xué)的帕斯卡定理帕斯卡定理，即靜液壓靜液壓傳動(dòng)的基本原理傳動(dòng)的基本原理。根據(jù)這個(gè)原理，高壓液體在密閉的幾何形體內(nèi)被迫移動(dòng)時(shí)，將傳遞機(jī)械能。與機(jī)械傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)參數(shù)（流量）和動(dòng)力參數(shù)（壓力）的控制，而液壓傳動(dòng)較之液力傳動(dòng)具有良好的低速負(fù)荷特性。 12圖圖1-3

9、液壓傳動(dòng)原理簡圖液壓傳動(dòng)原理簡圖1活塞活塞 2、4容器容器 3管路管路 如圖如圖1-3所示所示，容器容器2用管路管路3與容器容器4連通，那么第一個(gè)容器中加在活塞活塞1上的力力F所建立的壓力壓力pF/A（A為活塞面積）傳至第二個(gè)容器，并使容器周壁受到液壓力的作用?？梢姡谝簤簜鲃?dòng)裝置中，利用容積變化相等的原理，通過管路傳遞載荷。以此原理進(jìn)行能量傳遞的形式稱為容積式液壓傳動(dòng)，簡稱液壓傳動(dòng)液壓傳動(dòng)。131.4.2 1.4.2 液力傳動(dòng)液力傳動(dòng) 液力傳動(dòng)液力傳動(dòng)基于流體力學(xué)的歐拉方程歐拉方程，它是利用流體的動(dòng)它是利用流體的動(dòng)能，即利用液力傳動(dòng)裝置中葉輪內(nèi)動(dòng)量矩的變化來傳遞和改能，即利用液力傳動(dòng)裝置中葉

10、輪內(nèi)動(dòng)量矩的變化來傳遞和改變能量變能量。 圖圖1-4所示所示的傳動(dòng)系統(tǒng)，原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離心泵離心泵1高速旋轉(zhuǎn)，離心泵通過吸入管路由貯液池吸進(jìn)液體，液體在離心泵葉輪內(nèi)加速，獲得動(dòng)能，離心泵是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體動(dòng)能的主要元件。由離心泵打出的高速液體通過管路管路3和噴噴嘴嘴進(jìn)入渦輪機(jī)渦輪機(jī)2，沖擊渦輪機(jī)葉片使之旋轉(zhuǎn)，將液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，通過輸出軸推動(dòng)工作機(jī)運(yùn)動(dòng)。由渦輪機(jī)渦輪機(jī)2排回的液體速度降低，動(dòng)能減少，流回貯液池。液體按這樣方式周而復(fù)始的循環(huán)流動(dòng)，并在循環(huán)流動(dòng)過程中與葉輪相互作用，完成能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。這種傳動(dòng)形式稱為動(dòng)力式液力傳動(dòng)，簡稱液力傳動(dòng)液力傳動(dòng)。14圖圖1-4 1-4

11、液力偶合器原理簡圖液力偶合器原理簡圖 1離心泵（泵輪）離心泵（泵輪） 2渦輪機(jī)（渦輪）渦輪機(jī)（渦輪） 3連接管路（導(dǎo)輪）連接管路（導(dǎo)輪） 4貯液貯液池池 5渦輪機(jī)尾水管渦輪機(jī)尾水管 6渦輪機(jī)殼體渦輪機(jī)殼體 7導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 8離心泵進(jìn)水管離心泵進(jìn)水管 9離心泵殼體離心泵殼體 10液力變矩器原理簡圖液力變矩器原理簡圖1.4.2 1.4.2 液力傳動(dòng)液力傳動(dòng)15 如果將圖圖1-4泵輪泵輪1和渦輪渦輪2靠近，將管路管路和噴嘴噴嘴變成固定不動(dòng)的一組葉片組成的導(dǎo)輪導(dǎo)輪3，并將它們裝在同一殼體內(nèi)，就變成圖圖1-4中心部分中心部分10所指示的液力變矩器的結(jié)構(gòu)簡圖，液力變矩器由于導(dǎo)輪導(dǎo)輪3的存在，它承受一部分力矩，使之輸入泵輪泵輪1的力矩和由渦輪渦輪2輸出的力矩不相等，它可改變能量傳遞過程中的力矩。如果取消了導(dǎo)輪，則裝置就變成液力偶合器，液力偶合器只有泵輪和渦輪兩個(gè)葉輪，故渦輪的輸出力矩等于泵輪的輸入力矩，由此得名為液力偶合器液力偶合器。 液力傳動(dòng)液力傳動(dòng)用變矩器取代了機(jī)械傳動(dòng)中的離合器，具有分段無級調(diào)速能力。它的突出優(yōu)點(diǎn)突出優(yōu)點(diǎn)是具有接近