福伊特液力變矩器的結(jié)構(gòu)及工作原理的使用0

1、第一章福伊特液力傳動(dòng)箱簡(jiǎn)介T211re.4液力傳動(dòng)箱是德國(guó)福伊特公司是專門為鐵路車輛設(shè)計(jì)的渦輪傳動(dòng)裝置.它是 350kW性能級(jí)別的軌道車 專用傳動(dòng)箱.第一節(jié)T211re.4 液力傳動(dòng)箱的技術(shù)指標(biāo)一、T211re.4液力傳動(dòng)箱的主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名 稱單位技術(shù)數(shù)據(jù)1柴油機(jī)功率kW3502型式：雙循環(huán)圓其一為局效 的液力液力耦合器、臥式、 VTDC電子限制、循環(huán)圓沖排 油換擋3換擋及換向：自動(dòng)換擋、手動(dòng) 液壓換向4傳動(dòng)箱輸入功率PkW312.15傳動(dòng)箱輸入轉(zhuǎn)速n 1r.p.m19206傳動(dòng)箱輸由轉(zhuǎn)速n2r.p.m28987最大輸入扭矩N.m22008最大輸生扭矩N.m61009輸入軸轉(zhuǎn)向：輸入方向看

2、為順時(shí)針10傳動(dòng)箱重量不含傳動(dòng)油mkg84011油箱油量不包含熱交換器及其 管路中的油量VL7512最大拖行速度Km/h x12013最高環(huán)境溫度C8514最高工作溫度C130、T211re.4液力傳動(dòng)箱的特性參數(shù)序號(hào)名 稱單位技術(shù)數(shù)據(jù)1熱交換器冷卻功率QkW120.162傳動(dòng)油最高油溫C1053渦輪傳動(dòng)裝置傳動(dòng)油出口溫度C1104傳動(dòng)油流量l/s3.25壓力差/ Pmaxbar1.16最大回油量l16第二節(jié)T 211re.4液力傳動(dòng)箱的特點(diǎn)、命名規(guī)那么：T211re.4液力傳動(dòng)箱是鐵路工程車輛專用設(shè)備,具命名規(guī)那么如下:設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)T 211 re. 4電氣限制流力制動(dòng)傳動(dòng)箱中耦合器的數(shù)量傳動(dòng)箱

3、中變扭器的數(shù)量 液力系統(tǒng)等級(jí)大小用于軌道車的液力傳動(dòng)箱二、T211re.4液力傳動(dòng)箱的特點(diǎn)T211re.4液力傳動(dòng)箱其輸入功率科大350kW ,采用全新的福伊特驅(qū)動(dòng)限制器VTDC 可以直接安裝在傳動(dòng)箱上 并錄入運(yùn)行數(shù)據(jù).另外還具有監(jiān)控診斷功能,液力制動(dòng)可以 通過(guò)聯(lián)合制動(dòng)的方式整合進(jìn)入車輛制動(dòng)系統(tǒng)以及性能的高 可靠性.第二章T211re.4液力傳動(dòng)箱的結(jié)構(gòu)第一節(jié)T211re.4液力傳動(dòng)箱的組成、液力傳動(dòng)箱組成T211re.4液力傳動(dòng)箱由液力制動(dòng)、液力液力變扭器、 液力耦合器、換向機(jī)構(gòu)、電氣限制模塊 VTIC及局部組成,其 外形如圖2-1所示.其輸入、輸由側(cè)分別如圖2-2、2-3所示.圖2-1 T

4、211re.4液力傳動(dòng)箱外形圖其液力傳動(dòng)箱包括機(jī)械局部和液力局部組件,具結(jié)構(gòu)如圖2-4所示二、機(jī)械組件機(jī)械組件包括增速齒輪、扭轉(zhuǎn)減振器、換向裝置、齒輪變速器圖2-2 T211re.4液力傳動(dòng)箱輸入側(cè)1-輸入裝置圖2-3 T211re.4液力傳動(dòng)箱輸出側(cè)4圖2-4轉(zhuǎn)動(dòng)裝置組件1-輸出裝置；2-增速齒輪；3-輸入裝置；4-液力偶合器;5-液力變扭器6-機(jī)械部件；7-換向裝置的開(kāi)關(guān)軸傳動(dòng)箱輸入軸3直接與柴油機(jī)相連,通過(guò)一對(duì)增速齒輪2將轉(zhuǎn)速提升至液力元件的工作轉(zhuǎn)速,變扭器5和偶合器4的泵輪都裝在泵輪軸上,兩者的渦輪都裝在與傳動(dòng)箱輸由相連的渦輪軸上,渦輪軸再通過(guò)一系列的機(jī)械齒輪最終驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)箱輸由1,通過(guò)

5、換向離合器7的作用,使傳動(dòng)鏈里機(jī)械齒輪6的數(shù)量增減,實(shí)現(xiàn)換向.三、液力組件液力組件包括液力變扭器、液力耦合器.變扭器在低速段運(yùn)轉(zhuǎn),耦合器在高速段運(yùn)轉(zhuǎn)增速齒輪用于將傳動(dòng)轉(zhuǎn)速調(diào)整到所需泵輪軸的轉(zhuǎn)速；扭 轉(zhuǎn)減振器在渦輪傳動(dòng)裝置的輸入側(cè),連接著柴油發(fā)動(dòng)機(jī),作 用就是轉(zhuǎn)移臨界共振并減少動(dòng)力系統(tǒng)的振動(dòng)；換向裝置用于 更改渦輪傳動(dòng)裝置中的旋轉(zhuǎn)方向；齒輪變速器用于調(diào)整傳動(dòng) 裝置的從動(dòng)轉(zhuǎn)速.傳動(dòng)裝置限制器根據(jù)行駛速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷水平自動(dòng)從一個(gè)液力循環(huán)切換到另一個(gè).低速時(shí)注入液力變扭器,高速時(shí)注入液力偶合器,切換期間不得中斷牽引力.四、液力傳動(dòng)箱剖面圖T211re.4液力傳動(dòng)箱配面圖及結(jié)構(gòu)示意如圖2-5所示432

6、114131211圖2-5 液力變矩器配面示意圖1-輸入軸；2-彈性連軸節(jié)；3-液力制動(dòng)器；4-液力耦合器；5-取力口6-液力變扭器；7-連接軸；8-滑動(dòng)軸/換向軸；9-換向機(jī)構(gòu)；10-輸出軸11-二級(jí)潤(rùn)滑泵；12-增速齒輪；13-油泵；14-限制栗渦輪傳動(dòng)裝置中的能量傳導(dǎo)是通過(guò)循環(huán)圓中工作液體傳動(dòng)油的慣性力實(shí)現(xiàn)的.當(dāng)傳動(dòng)到達(dá)運(yùn)行溫度后,才能 到達(dá)規(guī)定的牽引力.當(dāng)傳動(dòng)裝置限制器收到牽引命令后,需要一秒鐘的時(shí)間 注滿渦輪傳動(dòng)裝置的液力循環(huán)系統(tǒng).渦輪傳動(dòng)裝置中使用的傳動(dòng)油除了傳輸能量外,還用于 渦輪傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑、冷卻和限制.由于渦輪傳動(dòng)裝置中的 傳動(dòng)油必須滿足極高的要求,因此只允許使用福伊特批準(zhǔn)

7、的 傳動(dòng)油.在牽引模式下存在熱量損耗.耗損的熱量經(jīng)由柴油發(fā)動(dòng) 機(jī)的冷卻劑循環(huán)導(dǎo)由.T211re.4液力傳動(dòng)箱的泵由液壓輸油泵、限制油泵、潤(rùn)滑泵.其中輸油泵、限制油泵與初級(jí)側(cè)相連,液壓循環(huán)系統(tǒng) 的輸油泵為所有的液壓循環(huán)系統(tǒng)供給變速箱油,限制油泵以液壓油為限制線路和潤(rùn)滑位置供給變速箱油；潤(rùn)滑油泵 與次級(jí)側(cè)相連,以傳動(dòng)油供給潤(rùn)滑點(diǎn).五、液力傳動(dòng)箱電氣組件T211 re.4傳動(dòng)箱是一個(gè)電控的傳動(dòng)裝置,傳動(dòng)箱液力 元件的充油、傳動(dòng)箱轉(zhuǎn)動(dòng)方向的切換都由來(lái)自車輛限制系統(tǒng) 的電信號(hào),通過(guò)電液伺服閥完成.限制傳動(dòng)箱的主要部件是安裝在傳動(dòng)箱上的集成化限制板VTDC,以及有關(guān)的傳感器、伺服閥和電纜連接.T211re

8、.4液力傳動(dòng)箱使用了以下組件：傳動(dòng)裝置限制器VTDC (Voith Turbo Drive Control)、診斷端口 D-IF、傳感器、 執(zhí)行器、接線、插頭連接.如圖 2-6所示.方向信號(hào)線束吊裝環(huán)數(shù)據(jù)采集線束呼吸器輸入端換向機(jī)構(gòu)安裝位精謔芯 油溫傳感器油位鏡散熱器 連接口粗濾芯輸出端加油口限制器,圖2-6液力變扭器外觀示意圖VTDC 的硬件是限制器 VTIC.1 (Voith Turbo IntegratedControl) o傳感器、執(zhí)行器和插頭連接滿足防護(hù)等級(jí)IP 67 ,其他電子組件的防護(hù)等級(jí)滿足相關(guān)要求.VTDC處理車輛控制器發(fā)生的命令以及傳感器發(fā)生的信號(hào),并根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)接 通渦輪

9、傳動(dòng)裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu).VTDC與車輛限制器間通過(guò)CAN總線進(jìn)行溝通.VTDC配有可永久保存診斷與運(yùn)行數(shù)據(jù) 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器.可通過(guò)電腦或者診斷與運(yùn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)VTBSwin可以從診斷端口讀取 VTDC中的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)第二節(jié)液力傳動(dòng)箱組件的構(gòu)造、液力變扭器的構(gòu)造液力變扭器也叫變矩器,液力變扭器的結(jié)構(gòu)如圖2-7、2-8所示,液力變扭器(Fluid Torque Converter )它有3個(gè) 工作輪即泵輪、渦輪、導(dǎo)輪組成的液力元件.導(dǎo)輪那么位于泵 輪和渦輪之間,并與泵輪和渦輪保持一定的軸向間隙,通過(guò) 導(dǎo)輪固定套固定于液力變扭器殼體上,位于液力傳動(dòng)箱的輸 由側(cè).以液壓油(ATF)為工作介質(zhì),起傳遞轉(zhuǎn)矩、變矩

10、、 變速及離合的作用.圖2-7液力變扭器結(jié)構(gòu)圖液力變扭器以液體為工作介質(zhì)的一種非剛性扭矩變換器,是液力傳動(dòng)的形式之一.二、液力耦合器的構(gòu)造液力耦合器由泵輪和渦輪組成,泵輪裝在輸入軸上,渦17. 32圖2-8液力變扭器構(gòu)造示意圖1飛輪；2渦輪；3一泵輪；4導(dǎo)輪；5變矩器輸出軸6一曲軸；7導(dǎo)輪固定套輪裝在輸由軸上,如圖 2-9、2-10所示.液力耦合器以液體為工作介質(zhì)的一種非剛性聯(lián)軸器,又 稱液力聯(lián)軸器.圖2-9液力耦合器構(gòu)造示意圖三、傳感器液力傳動(dòng)箱傳感器較多,傳感器就是實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備檢測(cè)、診斷的元圖2-10 液力耦合器構(gòu)造示意圖1輸入軸；2一泵輪葉輪；3渦輪葉輪；4一輸出軸5內(nèi)環(huán)；6導(dǎo)輪軸栓槽件,

11、包括速度傳感器、溫度傳感器、位置傳感器等,為機(jī)車提供液力傳動(dòng)箱各種技術(shù)參數(shù),通過(guò)這些參數(shù),可以掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),確 保設(shè)備的正常運(yùn)行速度傳感器就是為機(jī)車提供液力傳動(dòng)箱轉(zhuǎn)速參數(shù),轉(zhuǎn)速傳感器安 裝于液力傳動(dòng)箱殼體外部,如圖2-11所示腎人速度%總蕓下士由:,冊(cè)出避臣傳患我S N? lj?油機(jī)二幼先送艇件換擋點(diǎn)計(jì)律居付靠右國(guó)訐尊淞力宇.利必名汁翼輸人速發(fā)傳感暗FWJJ1)靜出蓬直傳感器圖2-11速度傳感器溫度傳感器監(jiān)視液力傳動(dòng)箱的液力傳動(dòng)油工作溫度,對(duì)油溫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為司機(jī)正確操控設(shè)備提供技術(shù)保證.如圖 2-12所示.力能加出a熱標(biāo)爐泊紀(jì)生時(shí)盅拄溫度生淳國(guó)CTSqEJVW)圖2-12溫度傳感器換向位

12、置傳感器監(jiān)視液力傳動(dòng)箱的輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,以此確定機(jī)車運(yùn)動(dòng)方向,如圖2-13換可位置.卜據(jù)內(nèi)三,_用 (NS_yVS_Bi功施*換為那么構(gòu)換向位置檢期可椅測(cè)換也頂齒現(xiàn)隼摸同位MN3_璘3_用 慢位位置T 2_齡_曰圖2-13 換向位置傳感器四、電磁閥電磁閥是限制電路中的執(zhí)行元件,通過(guò)電磁閥的動(dòng)作可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換.包括換向電磁閥、變扭器電磁閥、耦合器電磁閥 如圖2-14、2-15所示功能 變扭器匚作 耦合器工作換向A功能換向B功能圖2-14 耦合器限制電磁閥V-CITH TURBWfTIWBi TVHBQTHBHAHiPM W1 /鼻方向A (MV_WS_A) 方向 E (MV_WS_

13、B)功能換向圖2-15 換向制閥電磁控五、電氣限制模塊電氣限制模塊包括限制單元、診斷模塊、診斷連接RS232、上載VTIC操作軟件、CAN診斷連接.限制單元VTIC.1安裝在液力傳動(dòng)箱上,其工作溫度為-40 105C、電壓范圍是 0V 32V、工作電壓范圍是16.8V 32V o限制單元接口面板接口如圖2-16所示.診斷模塊安裝在車輛的電氣柜中,工作環(huán)境溫度為-40圖2-15 限制單元接口面板示意圖1-X1傳感器接口； 2-X3車控接口車控系統(tǒng)電纜；3-X4限制閥接口4- X2 CAN-Bus總線接口； 5-接地螺釘70 Co RS232診斷連接用于讀取液力傳動(dòng)箱工作參監(jiān)控CAN-Bus數(shù)據(jù).

14、診斷模塊如圖 2-17所示.數(shù)并從VTIC限制單元中獲得診斷信息.CAN診斷連接用于圖2-17診斷模塊示意圖診斷模塊故障信息報(bào)文對(duì)照工程狀態(tài)信號(hào)功能狀態(tài)1快閃(0.2s)并長(zhǎng)停頓(2s)功能正常2長(zhǎng)閃(2s)并快停頓(0.2s)功能錯(cuò)誤3閃停交替等時(shí)長(zhǎng)(1s)限制單兀軟件需要卜載 或更新,否者不適用4連續(xù)閃限制模塊功能失效診斷模塊接口面板如圖2-18所示圖2-18 診斷模塊接口面板示意圖1-保險(xiǎn)管；2、3-X163/X164VTIC 終端接口； 4- X162 診斷接口 CAN5-X161 診斷接口 RS232第三節(jié)液力傳動(dòng)箱的工作原理一、變扭器的作用變扭器是液力傳動(dòng)箱的主要的動(dòng)力傳動(dòng)設(shè)備之一

15、,其作 用就是：1 .離合器的作用.當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí),變扭器在發(fā)動(dòng) 機(jī)和變速箱之間充當(dāng)一個(gè)斷開(kāi)連接未接合的離合器.2 .增扭矩作用.當(dāng)需要時(shí),按高泵輪轉(zhuǎn)速 /低渦輪轉(zhuǎn)速來(lái) 倍增扭矩以提供一個(gè)更大的起動(dòng)或驅(qū)動(dòng)扭矩.3 .液力耦合作用.在非怠速或非起動(dòng)的其它工作過(guò)程中 充當(dāng)一個(gè)將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳遞給變速箱的液力耦合器.4 .鎖止作用.工作時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間提供1:1的動(dòng)力傳遞.另外變扭器還具有緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的 作用；還起到飛輪的作用,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)；驅(qū)動(dòng)液壓控 制的油泵；將發(fā)動(dòng)機(jī)輸生功率100%傳遞給變速器從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性并降低變速器溫度等作用.二、變扭器的工作過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)

16、飛輪帶動(dòng)泵輪輸入開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),泵輪帶動(dòng)了液 力變扭器內(nèi)的傳動(dòng)油轉(zhuǎn)動(dòng)；傳動(dòng)油轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)渦輪輸由,最后經(jīng)過(guò)固定的導(dǎo)輪葉片,再次回到泵輪完成循環(huán).變扭器 傳動(dòng)油從渦輪流入導(dǎo)輪前方向會(huì)發(fā)生改變,當(dāng)傳動(dòng)油經(jīng)過(guò)渦 輪再流回到泵輪時(shí),其流動(dòng)方向變得與泵輪運(yùn)動(dòng)方向相同就像長(zhǎng)江后浪推前浪,這就增強(qiáng)了泵輪的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,進(jìn)圖2-19變扭器工作過(guò)程1-泵輪；2-渦輪；3-導(dǎo)輪柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以增速齒輪驅(qū)動(dòng)泵輪,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能 轉(zhuǎn)換成傳動(dòng)油的流動(dòng)能量；渦輪通過(guò)減緩傳動(dòng)油速度和改變 傳動(dòng)油方向吸收流動(dòng)能量并再轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；導(dǎo)輪的作用 是,無(wú)論渦輪流由方向如何,始終保持理想的泵輪流入方 向.導(dǎo)輪吸收泵輪與渦輪間的扭矩差,并以這種方式

17、實(shí)現(xiàn)扭 矩轉(zhuǎn)換.渦輪上產(chǎn)生的扭矩取決于體積流量、傳動(dòng)油偏轉(zhuǎn)角度和速度.渦輪力矩在渦輪停止時(shí)最大并隨著渦輪轉(zhuǎn)速的增加而降低.泵輪的輸入功率受各自渦輪轉(zhuǎn)速影響那么很小.三、變扭器的動(dòng)力傳遞過(guò)程1 .變扭器的工作狀態(tài)變扭器有三種工作狀態(tài),即增矩狀態(tài)、耦合狀態(tài)、自由 旋轉(zhuǎn)狀態(tài).增矩狀態(tài).當(dāng)泵輪的轉(zhuǎn)速較高,而渦輪的轉(zhuǎn)速較低 時(shí),傳動(dòng)油在渦輪的環(huán)流速度小因傳動(dòng)油隨渦輪繞軸線旋 轉(zhuǎn)而產(chǎn)生環(huán)流,渦輪轉(zhuǎn)速低所以環(huán)流速度低,而渦流速度 大泵輪轉(zhuǎn)速較大于渦輪轉(zhuǎn)速,因泵輪外緣處壓力較大于渦 輪外緣處壓力,所以渦流速度大,傳動(dòng)油由渦輪葉片內(nèi)緣 流由后,合成液流的方向沖擊導(dǎo)輪葉片的正面凹面,力 圖使導(dǎo)輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),由于單

18、向離合器對(duì)導(dǎo)輪的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 有鎖止作為,即導(dǎo)輪不能相對(duì)于固定套管作逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn), 導(dǎo)輪給傳動(dòng)油的反作用力矩再次作用于渦輪上,使渦輪的輸 由轉(zhuǎn)矩增大,同時(shí)傳動(dòng)油經(jīng)導(dǎo)輪葉片導(dǎo)向后,朝著有利于泵 輪葉片旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)入泵輪.所以,渦輪的輸由轉(zhuǎn)矩簡(jiǎn)稱渦 輪轉(zhuǎn)矩等于泵輪通過(guò)渦流對(duì)渦輪的轉(zhuǎn)矩簡(jiǎn)稱泵輪轉(zhuǎn)矩 加上導(dǎo)輪對(duì)油液的反作用力再次對(duì)渦輪的轉(zhuǎn)矩簡(jiǎn)稱導(dǎo)輪轉(zhuǎn) 矩.隨著渦輪轉(zhuǎn)速的提升,渦輪內(nèi)傳動(dòng)油的環(huán)流速度的升 高,合成液流的方向進(jìn)一步向環(huán)流方向傾斜,導(dǎo)輪對(duì)油液的 反作用力矩減小,渦輪的輸由轉(zhuǎn)矩降低,但輸生轉(zhuǎn)矩仍大于 輸入轉(zhuǎn)矩. 偶合狀態(tài).當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速是泵輪轉(zhuǎn)速的0.85倍時(shí),合成液流的方向與導(dǎo)輪葉片相切,導(dǎo)輪不起增

19、大轉(zhuǎn)矩作用.渦 輪的輸生轉(zhuǎn)矩和發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩相同,此時(shí)稱為偶合工作狀 導(dǎo)輪自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài).當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速與泵輪轉(zhuǎn)速相接近 時(shí),渦輪內(nèi)傳動(dòng)油渦流速度小由于渦輪外緣與泵輪外緣壓 力差小,而環(huán)流速度大由于渦輪轉(zhuǎn)速大,合成液流的 方向沖擊導(dǎo)輪的反面凸面,力圖使導(dǎo)輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn),因 單向離合器對(duì)導(dǎo)輪的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)無(wú)鎖止作為,即導(dǎo)輪可以相 對(duì)于固定套管作順時(shí)針的旋轉(zhuǎn),導(dǎo)輪成為自由輪.渦輪的輸 由轉(zhuǎn)矩和發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩相同.2 .變扭器的動(dòng)力傳遞過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn),使傳動(dòng)油具有一定的速度,傳動(dòng) 油沖擊渦輪,使渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn).同時(shí)使轉(zhuǎn)速 得到提升.增速齒輪速比1:2 1:2.6,輸由齒輪速比 1:1.5

20、1:2.如圖2-20所示.圖2-20 變扭器液力動(dòng)力傳遞示意圖四、液力耦合器的作用和特點(diǎn)1 .液力耦合器的作用液力偶合器是以液體為工作介質(zhì)的一種非剛性聯(lián)軸器, 又稱液力聯(lián)軸器,其作用是：實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的非剛性連接.2 .液力耦合器的特點(diǎn) 能消除沖擊和振動(dòng).傳動(dòng)油在流動(dòng)過(guò)程中不存在機(jī) 械沖擊和摩擦. 輸由轉(zhuǎn)速低于輸入轉(zhuǎn)速,兩軸的轉(zhuǎn)速差隨載荷的增 大而增加.由于兩軸的傳遞介質(zhì)為傳動(dòng)油,扭矩傳遞為非剛 性的,造成輸由轉(zhuǎn)速低于輸入轉(zhuǎn)速,而且負(fù)載越大轉(zhuǎn)速差越 大.過(guò)載保護(hù)性能和起動(dòng)性能好,載荷過(guò)大而停轉(zhuǎn)時(shí)輸 入軸仍可轉(zhuǎn)動(dòng),不致造成動(dòng)力機(jī)的損壞. 當(dāng)載荷減小時(shí),輸由軸轉(zhuǎn)速增加直到接近于輸入軸 的轉(zhuǎn)速,使傳遞

21、扭矩趨于零.一般液力偶合器正常工況的轉(zhuǎn)速比在0.95以上時(shí)可獲得較高的效率.液力偶合器的特性因工作腔與泵輪、渦輪的形狀不 同而有差異.它一般靠殼體自然散熱,不需要外部冷卻的供 油系統(tǒng).五、液力耦合器的工作過(guò)程液力偶合器的泵輪和渦輪組成一個(gè)可使傳動(dòng)油循環(huán)流 動(dòng)的密閉工作腔,泵輪裝在輸入軸上,渦輪裝在輸曲軸上.1 .液力耦合器的動(dòng)力傳遞過(guò)程當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪帶動(dòng)液力耦合器的殼體和 泵輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),泵輪葉片內(nèi)的傳動(dòng)油在泵輪的帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),在 離心力的作用下,傳動(dòng)油被甩向泵輪葉片外緣處,并在外緣 處沖向渦輪葉片,使渦輪在液壓沖擊力的作用下旋轉(zhuǎn)；沖向 渦輪葉片的傳動(dòng)油沿渦輪葉片向內(nèi)緣流動(dòng),返回到泵輪內(nèi)

22、緣 的傳動(dòng)油,又被泵輪再次甩向外緣.傳動(dòng)油就這樣從泵輪流 向渦輪,又從渦輪返回到泵輪而形成循環(huán)的液流.由于在液力耦合器內(nèi)只有泵輪和渦輪兩個(gè)工作輪,液壓 油在循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中,除了受泵輪和渦輪之間的作用力之 外,沒(méi)有受到其他任何附加的外力.2 .液力耦合器的能量傳遞過(guò)程液力耦合器中的循環(huán)傳動(dòng)油,在從泵輪葉片內(nèi)緣流向外 緣的過(guò)程中,泵輪對(duì)其作功,其速度和動(dòng)能逐漸增大；而在 從渦輪葉片外緣流向內(nèi)緣的過(guò)程中,傳動(dòng)油對(duì)渦輪作功,其 速度和動(dòng)能逐漸減小.液力耦合器要實(shí)現(xiàn)傳動(dòng),必須在泵輪 和渦輪之間有油液的循環(huán)流動(dòng).而油液循環(huán)流動(dòng)的產(chǎn)生,是 由于泵輪和渦輪之間存在著轉(zhuǎn)速差,使兩輪葉片外緣處產(chǎn)生 壓力差所致.

23、如果泵輪和渦輪的轉(zhuǎn)速相等,那么液力耦合器不 起傳動(dòng)作用.因此,液力耦合器工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能通過(guò) 泵輪傳給傳動(dòng)油,傳動(dòng)油在循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中又將動(dòng)能傳給 渦輪輸由.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以增速齒輪驅(qū)動(dòng)泵輪,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能 轉(zhuǎn)換成傳動(dòng)油的流動(dòng)能量；渦輪通過(guò)減緩傳動(dòng)油速度和改變 傳動(dòng)油方向吸收流動(dòng)能量并再轉(zhuǎn)換成機(jī)械能.3 .液力耦合器扭矩傳遞液力偶合器靠傳動(dòng)油與泵輪、渦輪的葉片相互作用產(chǎn)生 動(dòng)量矩的變化來(lái)傳遞扭矩.它的輸由扭矩等于輸入扭矩減去 摩擦力矩,所以它的輸生扭矩恒小于輸入扭矩.液力偶合器 輸入軸與輸由軸間靠液體聯(lián)系,工作構(gòu)件間不存在剛性聯(lián) 接.如圖2-21所示.圖2-21液力耦合器工作過(guò)程1-泵輪；

24、2-渦輪液力偶合器上泵力矩和渦輪力矩是相同的,其牽引特性如圖2-22所示.圖2-22液力耦合器牽引特性六、液力傳動(dòng)箱的動(dòng)力傳輸路徑液力傳動(dòng)箱吸收柴油發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞的動(dòng)力,由輸入軸輸入 轉(zhuǎn)速,并根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)將相應(yīng)的輸由轉(zhuǎn)速傳遞到傳動(dòng)箱輸生 軸上.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)扭轉(zhuǎn)減振器傳給液力傳動(dòng)箱的 輸入軸；輸入軸上的齒輪通過(guò)增速齒輪將扭矩傳遞給液力傳 遞裝置的泵輪軸,泵輪軸上固定有變扭器的泵輪、液力耦合 器的泵輪；變扭器或液力耦合器充油時(shí)渦輪上由現(xiàn)的扭矩, 通過(guò)輸曲軸傳遞給從動(dòng)裝置,輸由軸上固定有變扭器的渦 輪、液力耦合器的渦輪；由輸由法蘭輸由.輸由法蘭的旋轉(zhuǎn)方向取決于換向裝置中滑動(dòng)軸的位置. 旋轉(zhuǎn)方向

25、A:輸由旋轉(zhuǎn)方向與輸入旋轉(zhuǎn)方向相同； 旋轉(zhuǎn)方向 B:輸由旋轉(zhuǎn)方 向與輸入旋轉(zhuǎn)方 向相反.七、換向裝置液力傳動(dòng)箱有一個(gè)機(jī)械換向裝置,通過(guò)換向油缸帶動(dòng)的 換向軸外齒與換向齒輪內(nèi)齒嚙合,實(shí)現(xiàn)傳遞齒輪的切換,使 傳動(dòng)鏈里的齒輪數(shù)量增減,實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)箱輸由轉(zhuǎn)向的變化.換向由一個(gè)液壓換向油缸和配套的滑動(dòng)軸所組成.傳動(dòng) 箱的換向只能在車輛靜止時(shí)進(jìn)行.根據(jù)所選旋轉(zhuǎn)方向,換向油缸將所需齒輪嚙合.機(jī)械能 可以傳遞到輸由軸上.換向動(dòng)力輸由傳遞路線如圖2-23、2-24所示.圖2-23換向裝置左圖為旋轉(zhuǎn)方向A右圖為旋轉(zhuǎn)方向B1-嚙合的齒輪；2-帶滑動(dòng)軸的換向油缸；3-輸出軸上的齒輪；4-動(dòng)力傳輸路徑限制示意圖如2-15所

26、示,換向裝置由傳動(dòng)裝置限制器 進(jìn)行電子監(jiān)控.換向過(guò)程中由現(xiàn)的各種運(yùn)行狀態(tài)都由不同的 傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè).圖2-24換向限制位置示意圖第三章液力傳動(dòng)箱的操作第一節(jié)液力傳動(dòng)箱操作前的準(zhǔn)備一、投入使用前的檢查啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之前應(yīng)對(duì)液力傳動(dòng)箱進(jìn)行全面檢查,確認(rèn)傳 動(dòng)箱傳動(dòng)油的油量符合規(guī)定數(shù)量,正常量為 75L,傳動(dòng)油有 無(wú)乳化、變質(zhì)現(xiàn)象,連接電纜良好,操作屏顯示狀態(tài)正常.當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)及時(shí)采取舉措,在故障未處理之前,應(yīng)防止 液力傳動(dòng)裝置運(yùn)行.檢查油位時(shí)應(yīng)在平坦軌道上進(jìn)行.不得在發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間 停機(jī)后、運(yùn)行中及車輛行進(jìn)中直接查看油位.二、第一次加油的油位檢查檢查程序：1 .翻開(kāi)注油口鎖蓋.2 .從注油口注入過(guò)濾后

27、的傳動(dòng)油75L.油位高于油位視窗玻璃最高位置假設(shè)干厘米.加注前應(yīng)對(duì)傳動(dòng)油進(jìn)行過(guò)濾,過(guò) 濾標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合IS O 4406:1999 標(biāo)準(zhǔn),將傳動(dòng)油過(guò)濾到17/15/11級(jí)純度.3 .蓋上注油口鎖蓋.4 .啟動(dòng)VTDC傳動(dòng)限制器.5 .啟動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)并以空載轉(zhuǎn)速運(yùn)行大約3min.使用傳動(dòng)油填充液力傳動(dòng)箱循環(huán)、外部管道和熱交換器.6 .停止發(fā)動(dòng)機(jī)7 .在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后的兩分鐘內(nèi)通過(guò)油位視窗檢查油位.8 .從注油口注入過(guò)濾后的傳動(dòng)油,直到到達(dá)油位視窗的 最高液位.注油口及油位視窗位置如圖 3-1所示.圖3-1注油口和油位視窗1-注油口； 2-油位視窗第二節(jié)液力傳動(dòng)箱的操作一、運(yùn)行操作過(guò)程1 .啟動(dòng)的前提條

28、件液力傳動(dòng)箱啟動(dòng)時(shí)應(yīng)處于停車狀態(tài),切處于空載工況, 沒(méi)有牽引或制動(dòng)指令.2 .啟動(dòng)及運(yùn)行啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后,注意觀察 VTDC限制DMI顯示情況,確認(rèn)系統(tǒng)工作正常后,操作換向限制開(kāi)關(guān),發(fā)生所需移動(dòng)的方向指令A(yù)或B方向,再操作限制手柄發(fā)生牽引指令充油指令牽引和使能信號(hào),即使液力傳動(dòng)箱處于“牽引模式:傳動(dòng)箱必須選擇和連接到某一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向.此時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)車輪滑移現(xiàn)象車控系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生快速脫離信號(hào)液力傳動(dòng)箱得到平安牽引信號(hào),具牽引限制程序才會(huì)啟動(dòng).“使能信號(hào)不CAN:牽引是平安信號(hào),VTIC可以翻開(kāi)控 制閥并發(fā)生牽引信號(hào)僅在以上兩個(gè)信號(hào)處于激活狀態(tài)時(shí) 限制示意如圖3-2所示液力限制回路 電避閥變扭 器耦合器圖3

29、-2液力傳動(dòng)指令示意圖“使能信號(hào)和“牽引信號(hào)必須是獨(dú)立的且同時(shí)存在的信號(hào).VTIC每4000ms會(huì)發(fā)生一次檢測(cè)信號(hào).脈沖信號(hào)如圖3-3所示.當(dāng)充油指令取消,變扭器或耦合器工作狀態(tài)下沒(méi)有得到正確的牽引信號(hào),液力傳動(dòng)箱開(kāi)始排油.3 .工作模式惰性模式、怠速模式啟動(dòng)信號(hào)八 1i i It-牽引： i, j01-1- IgA 號(hào)A f A A： wK*討K? E 看 i 1* fe .傳輸充油命令QFF OMOFF J ON OFFTme圖3-3 液力傳動(dòng)指令脈沖信號(hào)示意圖在“惰性模式狀態(tài)下,液力傳動(dòng)箱處于排油狀態(tài),排除 傳動(dòng)箱的循環(huán)傳動(dòng)油.4 .工作工況切換當(dāng)工作工況由工作模式惰性模式切換到牽引模式

30、, 下達(dá)牽引指令,液力傳動(dòng)箱自動(dòng)翻開(kāi),根據(jù)車輛的行駛速度, 液力傳動(dòng)箱自動(dòng)給正確的循環(huán)充油,當(dāng)發(fā)生車輛打滑時(shí)會(huì)自 動(dòng)干預(yù),快速降低牽引力,同時(shí)向上換擋機(jī)構(gòu)被鎖止,限制 液力傳動(dòng)箱切換到高速擋.當(dāng)取消牽引指令,液力傳動(dòng)箱由牽引模式到工作模式 惰性運(yùn)行,液力傳動(dòng)箱排空傳動(dòng)油,發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀當(dāng)液力傳動(dòng)箱處于“工作模式時(shí),液力傳動(dòng)箱輸入轉(zhuǎn)速不大于1500r.p.m ,且在1500r.p.m 時(shí)連續(xù)運(yùn)行不得超過(guò)2min ,運(yùn)行速度不得超過(guò)車輛最局許可速度的50%.5 .行駛模式當(dāng)接觸網(wǎng)作業(yè)車準(zhǔn)備反方向運(yùn)行時(shí),應(yīng)進(jìn)行換向操作.VTIC和傳動(dòng)箱具備了換向的先決條件：沒(méi)有牽引信號(hào)發(fā)生enable signa

31、l =0 and , Traction =0;沒(méi)有 notch 信 號(hào)發(fā)生手柄位信號(hào)=0/中位；傳動(dòng)箱輸由端法蘭不旋轉(zhuǎn) 停 車狀態(tài)；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于1100 r.p.m惰轉(zhuǎn)速度.此時(shí)下達(dá)行駛方向的操作指令如圖3-4,液力傳動(dòng)箱“行駛模式準(zhǔn)備就緒.如果在切換到“行駛模式之前已經(jīng)下 達(dá)了 “牽引指令；需要再一次重新下達(dá)“牽引指令.Oinection A &1Direction 6&Corrrnandeddirection ofnot *5Neutral VABMe* A Neutral tratIfTTiC圖3-4行駛模式指令VTIC每隔200ms會(huì)發(fā)生一次檢測(cè)信號(hào),A和B向信號(hào) 不能被同時(shí)觸發(fā).6 .其他運(yùn)行反拖運(yùn)行反拖運(yùn)行的速度不得大于用戶手冊(cè)規(guī)定的速度,過(guò)高的反拖速度或者逆設(shè)定方向反拖可能會(huì)對(duì)液力傳動(dòng)箱或整個(gè) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)造成損壞.反拖之前也要確定液力傳動(dòng)箱的旋轉(zhuǎn)方向與設(shè)定的行進(jìn)方向是否一致.在反拖時(shí)必須翻開(kāi)VTDC.低溫運(yùn)行一是檢查傳動(dòng)油技術(shù)指標(biāo)是否符合外部環(huán)境工作溫度；二是第四章液力傳動(dòng)箱的維護(hù)與保養(yǎng)第一節(jié)液力傳動(dòng)箱維護(hù)等級(jí)一、液力傳動(dòng)箱的維護(hù)分類液