液力變矩器課件

第二節(jié)液力變矩器的構(gòu)造與工作原理工作輪：泵輪，主動元件,與變矩器殼連成一體，固定在發(fā)動機(jī)曲軸上，與曲軸一起旋轉(zhuǎn)；渦輪，與從動軸相連；導(dǎo)輪，固定在不動的套管上。結(jié)構(gòu)上多一個(gè)不動的導(dǎo)輪,不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩，還能在泵輪轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩不變的前提下，改變渦輪轉(zhuǎn)矩的大小。固定不動的導(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。液力變矩器解剖圖1液力變矩器解剖圖3液力變矩器解剖圖4液力變矩器解剖圖5液力變矩器解剖圖6液力變矩器解剖圖8液力變矩器解剖圖10將循環(huán)圓的中間流線展開一條直線，三個(gè)工作輪便成了三個(gè)環(huán)形平面。中間流線：將流道分割成面積相等的兩部分的流線。工作原理設(shè)泵輪、導(dǎo)輪、渦輪對工作液的作用轉(zhuǎn)矩分別為Mb、Md、M′w，則有：M′w=Mb+Md

因?yàn)?M′w=-Mw（渦輪輸出轉(zhuǎn)矩）因此：Mw>Mb液力變矩器起到了增大轉(zhuǎn)矩的作用。工作原理設(shè)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷不變，即泵輪的轉(zhuǎn)速nb和轉(zhuǎn)矩Mb不變。起步工況(nw=0)：工作液在泵輪葉片帶動下，沿箭頭1沖向渦輪葉片，因渦輪靜止不動，液流沿著葉片流出并沖向?qū)л?，再沿箭頭3流入泵輪。汽車開始起步加速(nw>0)渦輪葉片出口處的速度為：

v=w+uu—牽連速度；w—沿葉片的相對速度。當(dāng)v與導(dǎo)輪的出口方向一致時(shí):Md=0此時(shí)：Mw=Mb工作原理nw繼續(xù)增大時(shí)：v繼續(xù)向左傾斜如v′，導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩方向與泵輪轉(zhuǎn)矩方向相反。此時(shí)：Mw=Mb－Md，輸出轉(zhuǎn)矩比輸入轉(zhuǎn)矩小。直至:nw=nb此時(shí)：Mw=0，循環(huán)圓中的循環(huán)流動停止，將不能傳遞動力。工作原理液力變矩器特性：在變矩器的泵輪轉(zhuǎn)速nb和轉(zhuǎn)矩Mb不變的條件下，渦輪轉(zhuǎn)矩Mw隨其轉(zhuǎn)速nw變化的規(guī)律。液力變矩器特性參數(shù)：傳動比i：輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速之比i=nw/nb變矩系數(shù)K：輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩之比

K=Mw/Mb，K隨著渦輪轉(zhuǎn)速變化而連續(xù)變化。nw=0時(shí)最大二、液力變矩器特性參數(shù)第四節(jié)液力變矩器的類型和典型結(jié)構(gòu)123型和132型變矩器簡圖1-泵輪2-渦輪3-導(dǎo)輪1、單級單相液力變矩器液力變矩器相數(shù)定義：液力變矩器可能有的工況數(shù)3、單級三相變矩器1-泵輪2-渦輪3、3’-導(dǎo)輪4-自由輪機(jī)構(gòu)4.單級四箱液力變矩器1-主泵輪1′-副泵輪2-渦輪3-第一導(dǎo)輪3′-第二導(dǎo)輪4-主動軸5-導(dǎo)輪座6-從動軸7、8、9-單向離合器a.三元件綜合式液力變矩器三元件：泵輪、導(dǎo)輪、渦輪。泵輪通過殼體、起動齒圈托盤、螺釘固定在曲軸凸緣上渦輪通過渦輪輪轂上的花鍵與輸出軸連接。導(dǎo)輪通過單向離合器及其花鍵連接在固定不動的套管上單向離合器：只允許導(dǎo)輪單向旋轉(zhuǎn)，不允許其逆轉(zhuǎn)。導(dǎo)輪用鉚釘或花鍵固定在外座圈上，內(nèi)座圈與導(dǎo)輪固定套管用花鍵連接，導(dǎo)輪固定套管被固定在齒輪變速器的殼體上，外座圈上有若干偏心的圓弧面，滾柱經(jīng)常被碟片彈簧壓向內(nèi)外坐圈之間滾道比較窄的一端，而將內(nèi)外座圈楔緊。a.三元件綜合式液力變矩器當(dāng)nw較低，與nb相差較大時(shí)，液流沖擊葉片，力圖使導(dǎo)輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，滾柱向楔形槽的寬槽處滾動，導(dǎo)輪同單向離合器外座圈一起被卡緊在內(nèi)座圈上固定不動，液力變矩器起增大轉(zhuǎn)矩作用；當(dāng)nw升高到一定值，液流對導(dǎo)輪的沖擊力反向，導(dǎo)輪自由地相對于離合器內(nèi)座圈逆時(shí)針與渦輪同向轉(zhuǎn)動，滾柱向窄槽處滾動，變矩器轉(zhuǎn)入耦合器工作裝態(tài)。a.三元件綜合式液力變矩器當(dāng)液力變矩器的渦輪速度達(dá)到一定值時(shí)，使液力變矩器轉(zhuǎn)化為液力耦合器工作，以增大渦輪在高速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩，提高其動力性。因?yàn)橐毫ψ兙仄骺梢赞D(zhuǎn)化為液力耦合器工況，因此稱之為綜合式的。液力變矩器的相：液力變矩器的工作狀態(tài)的數(shù)目。液力變矩器的級：導(dǎo)輪與泵輪之間的渦輪數(shù)稱之為。上述液力變矩器的全稱為：單級雙相三元件綜合式液力變矩器。二、液力變矩器a.三元件綜合式液力變矩器楔塊式單向離合器工作原理：內(nèi)座圈固定，當(dāng)外座圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔塊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，L1<L，外座圈可相對楔塊和內(nèi)座圈旋轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)外座圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔塊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，L2>L，楔塊阻止外座圈旋轉(zhuǎn)。a.三元件綜合式液力變矩器變矩器的效率：輸出功率與輸入功率之比。在變矩系數(shù)K>1（i<ik1）范圍內(nèi)：變矩器的效率比耦合器高在變矩系數(shù)K<1（i>ik1）范圍內(nèi)：變矩器的效率比耦合器低綜合式液力變矩器的優(yōu)點(diǎn)：增加變矩器高效區(qū)。變矩器轉(zhuǎn)為耦合器工作的點(diǎn)為工況轉(zhuǎn)換點(diǎn)。a.三元件綜合式液力變矩器三元件綜合式液力變矩器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，性能穩(wěn)定，效率高，在變矩器狀態(tài)下的最高效率為92%，在耦合器狀態(tài)下的高傳動比區(qū)的效率可達(dá)96%。在轎車上得到廣泛應(yīng)用，在大型客車、自卸車及工程車輛上應(yīng)用也逐漸增多。a.三元件綜合式液力變矩器比三元件液力變矩器多了一個(gè)導(dǎo)輪，兩個(gè)導(dǎo)輪分別裝在各自的單向離合器上b.四元件綜合式液力變矩器采用原因：對于啟動變矩系數(shù)大的變矩器，三元件的液力變矩器在最高效率工況到耦合器工況始點(diǎn)之間區(qū)段上效率顯著較低。b.四元件綜合式液力變矩器當(dāng)nw低，液流速度v1沖擊在兩導(dǎo)輪凹面上，兩導(dǎo)輪被固定，按變矩器工況工作；當(dāng)nw增加到一定值，液流速度為v2時(shí)，對第一導(dǎo)輪沖擊力反向，第二導(dǎo)輪起變矩作用；當(dāng)nw繼續(xù)升高到接近泵輪轉(zhuǎn)速即液流速度為v3時(shí)，變矩器全部轉(zhuǎn)入耦合器工況。二、液力變矩器b.四元件綜合式液力變矩器特性：是兩個(gè)變矩器特性和一個(gè)耦合器特性的綜合。在傳動比0至i1區(qū)段，兩個(gè)導(dǎo)輪固定不動，保證在低傳動比工況下獲得大的變矩系數(shù)。在傳動比i1至iK區(qū)段，第一導(dǎo)輪脫開，第二導(dǎo)輪工作，可得到較高的效率。當(dāng)傳動比為iK時(shí)，轉(zhuǎn)入耦合器工況，效率按線性規(guī)律增長。b.四元件綜合式液力變矩器典型三元件綜合液力變矩器結(jié)構(gòu)工作原理變矩狀態(tài)耦合狀態(tài)四元件綜合式液力變矩器帶鎖止離合器綜合式液力變矩器二、典型變矩器的結(jié)構(gòu)與性能1、單級三元件液力變矩器

Catepillar966D裝載機(jī)變矩器2、單級四元件液力變矩器

國產(chǎn)ZL50裝載機(jī)變矩器3、單級三相四元件變矩器國產(chǎn)CL70自行式鏟運(yùn)機(jī)變矩器4、雙泵輪液力變矩器CAT988B裝載機(jī)變矩器966D裝載機(jī)

液力變矩器

1-旋轉(zhuǎn)殼體2-泵輪3-齒輪4-油液進(jìn)口5-輸出齒輪6-變矩器殼體7-油液出口8-支承軸9-導(dǎo)輪10-渦輪11-渦輪軸12-接盤ZL50

裝載機(jī)變矩器1-飛輪2-軸承3-旋轉(zhuǎn)殼體4-油泵5-彈性板6-第一渦輪7-軸承8-第二渦輪9-導(dǎo)輪10-泵輪11-軸承12-齒輪13-導(dǎo)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CL7自行式鏟運(yùn)機(jī)變矩器單向離合器示意圖1-滾子2-銷3-彈簧4-內(nèi)圈5-限位塊6-鉚釘7-檔圈8-第一導(dǎo)輪9-外圈單向離合器（又稱自由輪機(jī)構(gòu)或超越離合器）有多種形式，但其功能和工作原理都是相同的，它的功能如下（1）單向傳動：將動力從主動件單方向傳給從動件，并可根據(jù)主動件和從動件轉(zhuǎn)速的不同自動的接合或分離。（2）單向鎖定：能將某一元件單向鎖定，并可根據(jù)兩元件受力的不同自動的鎖定或分離。鎖止離合器的作用：汽車在變工況下行駛時(shí)（如起步、經(jīng)常加減速），鎖止離合器分離，相當(dāng)于普通液力變矩器；當(dāng)汽車在穩(wěn)定工況下行駛時(shí)，鎖止離合器接合，動力不經(jīng)液力傳動，直接通過機(jī)械傳動傳遞，變矩器效率為1。原因：因?yàn)橐毫p失和泵輪與渦輪之間的轉(zhuǎn)速差，液力變矩器的效率比機(jī)械傳動低，導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性差。二、液力變矩器c.帶鎖止離合器的液力變矩器鎖止離合器的組成：主動部分：油缸活塞和傳力盤，與泵輪一起旋轉(zhuǎn)。從動部分：從動盤，通過鉚釘與渦輪輪轂連接，并通過渦輪輪轂花鍵將動力傳給輸出軸。分離（壓緊）部分：油缸與活塞。二、液力變矩器c.帶鎖止離合器的液力變矩器壓力油經(jīng)油道進(jìn)入后，推動活塞右移，壓緊從動盤，鎖止離合器，使泵輪與渦輪接合成一體旋轉(zhuǎn)，變矩器不起作用。鎖止離合器的接合取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和車速，并由液壓自動操縱控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行。壓盤從動盤傳力盤渦輪泵輪導(dǎo)輪渦輪輪轂二、液力變矩器c.帶鎖止離合器的液力變矩器二、液力變矩器c.帶鎖止離合器的液力變矩器二、液力變矩器c.帶鎖止離合器的液力變矩器注意：鎖止離合器接合時(shí)，單向離合器應(yīng)