液力耦合器工作原理課件

1、液力耦合器工作原理l第一節(jié) 液力偶合器的結(jié)構(gòu)及工作原理l第二節(jié) 液力變矩器的構(gòu)造及工作原理l第三節(jié) 液力變矩器的性能參數(shù)l第四節(jié) 液力變矩器的類型和典型結(jié)構(gòu)液力耦合器工作原理 液力耦合器和液力變矩器是利用液體為工作介質(zhì)，二者均為動(dòng)液傳動(dòng)，即通過(guò)液體在循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中，液體動(dòng)能變化來(lái)傳遞動(dòng)力，這種傳動(dòng)稱為液力傳動(dòng)。液力傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖液力耦合器工作原理 液力傳動(dòng)裝置要完成能量轉(zhuǎn)換與傳遞的過(guò)程，必須具有如下機(jī)構(gòu)： 1、盛裝與輸送工作循環(huán)液體的密閉工作腔； 2、一定數(shù)量的帶葉片的工作輪及輸入輸出軸，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)能量的傳遞并保證正常工作。液力耦合器

2、工作原理l 能自動(dòng)適應(yīng)外阻力的變化，使車輛能在一定范圍內(nèi)無(wú)極的變更其輸出軸轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速，當(dāng)阻力增加時(shí)，則自動(dòng)的降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩，從而提高了車輛的平均速度與生產(chǎn)率。l 提高了車輛的使用壽命，液力變矩器使用油液傳遞動(dòng)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。l 簡(jiǎn)化了車輛的操縱，變矩器本身就相當(dāng)于一個(gè)無(wú)極變速箱，可減少變速箱檔位和換檔次數(shù)，加上一般采用動(dòng)力換檔，故可簡(jiǎn)化變速箱結(jié)構(gòu)和減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。液力耦合器工作原理l 液力耦合器的結(jié)構(gòu) 液力耦合器的主要零件式兩個(gè)直徑相同的葉輪，稱工作輪，由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過(guò)輸入軸4驅(qū)動(dòng)的葉輪3為泵輪，與輸出軸5裝在一起

3、得為渦輪2。葉輪內(nèi)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(duì)端面之間約有2-5mm間隙。它們的內(nèi)腔共同構(gòu)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(guò)輸入軸與輸出軸所作的截面（稱軸截面）液力耦合器工作原理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 的葉片液力耦合器工作原理工作油液的螺旋形路線液力耦合器工作原理l渦輪旋轉(zhuǎn)后，由于渦輪內(nèi)的離心力對(duì)液體環(huán)流的阻礙作用，使油液的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有改變。此時(shí)，螺旋線拉長(zhǎng)如圖所示，渦輪轉(zhuǎn)速約稿，由液的螺旋形路線拉得越長(zhǎng)。當(dāng) 渦輪和泵輪轉(zhuǎn)速相同時(shí)，兩輪離心力相等，油液沿循環(huán)圓流動(dòng)

4、停止，油液隨工作輪繞軸線作圓周運(yùn)動(dòng),這時(shí)，偶合器不再傳遞動(dòng)力。液力耦合器工作原理l一、液力變矩器的構(gòu)造 l 液力變矩器是由泵輪1、渦輪2和導(dǎo)輪3等三個(gè)工作輪及其它零件組成。泵輪和渦輪都通過(guò)軸承裝在殼體上，而導(dǎo)輪則與殼體固定不動(dòng)。三個(gè)工作輪都密閉在有殼體形成的并充滿油液的空間中。l 各工作輪中裝有彎曲成一定形狀的葉片以利油液的流動(dòng)，各工作輪中心部分成圓環(huán)形稱之為循環(huán)圓內(nèi)環(huán)。液力耦合器工作原理1-泵輪 2-渦輪 3-導(dǎo)輪液力耦合器工作原理 通常把軸面（即包含螺旋軸線的剖面，又稱為子午面內(nèi)所形成的內(nèi)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(gòu)成的回轉(zhuǎn)體空間則是變矩器內(nèi)油液進(jìn)行循環(huán)的空間。 變矩器

5、循環(huán)圓示意圖液力耦合器工作原理l 右圖所示為一種最簡(jiǎn)單的的變矩器，它只有泵輪1、渦輪2與導(dǎo)輪3等三個(gè)工作輪。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，油液自A端進(jìn)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(zhuǎn)動(dòng)在從蝸輪的c端流出后，經(jīng)導(dǎo)論3在進(jìn)入泵輪的a端如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。1-泵輪2-渦輪3-導(dǎo)輪4-工作輪內(nèi)環(huán)5-渦輪槽液力耦合器工作原理l和偶合器相比，變矩器在結(jié)構(gòu)上多了一個(gè)導(dǎo)輪。由于導(dǎo)輪的作用使變矩器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩，而且能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下，隨著渦輪轉(zhuǎn)速的不同（反映工作機(jī)械運(yùn)行時(shí)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(diǎn)。液力耦合器工作原理下面應(yīng)用變矩器工作輪的展開(kāi)圖來(lái)說(shuō)

6、明變矩器的工作原理，為便于說(shuō)明問(wèn)題，設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷不變，即變矩器泵輪的轉(zhuǎn)速n1與力矩T1位常數(shù)，根據(jù)液力平衡方程T1+T2+T3=0即 -T2=T1+T3 又根據(jù)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(shè)油液加給渦輪的力矩為T2,則T2=-T2 固有 T2=T1+T3上式說(shuō)明油液加給渦輪的力矩T2等于泵輪與導(dǎo)輪對(duì)油液的力矩之和。從而實(shí)現(xiàn)了變矩功能。液力耦合器工作原理液力變矩器動(dòng)畫演示液力耦合器工作原理 下面結(jié)合圖進(jìn)一步說(shuō)明渦輪力矩變化過(guò)程，當(dāng)變矩器輸出力矩經(jīng)傳動(dòng)系產(chǎn)生的牽引力足以克服機(jī)械啟動(dòng)阻力時(shí)則機(jī)械啟動(dòng)便加速行駛同時(shí)渦輪轉(zhuǎn)速n2也逐漸增加，這時(shí)

7、液流在渦輪出口處不僅有沿葉片相對(duì)速度W還有沿圓周的方向的牽引速度U。因此沖向?qū)л喌娜~片的絕對(duì)速度V應(yīng)是二者合成速度；因假設(shè)泵輪轉(zhuǎn)速不變，液流在渦輪出口處相對(duì)速度不變，但因渦輪的轉(zhuǎn)速在變化故牽引速度U也在變化。有圖可見(jiàn)沖向?qū)л喗^對(duì)速度V將隨著牽引速度U增加而逐漸向左傾斜使導(dǎo)輪所受力矩逐漸減小，故渦輪的力矩也逐漸減小。液力耦合器工作原理 a)當(dāng)n1=常數(shù)，n2=0時(shí)；b)當(dāng)n1=常數(shù)，n2逐漸增加時(shí) 液力耦合器工作原理l一、液力變矩器的種類較多，由于結(jié)構(gòu)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(shù)，液里變矩器可分為單級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，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

8、級(jí)，三級(jí)翼柵得渦輪稱為三級(jí)各列渦輪翼柵彼此剛性連接，并和從動(dòng)軸相連。液力耦合器工作原理特性參數(shù)l變矩比 KT2/T1l傳動(dòng)比 in2/n1l傳動(dòng)效率 P2/P1 T2 n2 /T1 n1 Ki 三元件變矩器外特性液力耦合器工作原理123型和132型變矩器簡(jiǎn)圖1-泵輪 2-渦輪 3-導(dǎo)輪液力耦合器工作原理l所謂單級(jí)指變矩器只有一個(gè)渦輪，單相則指只有一個(gè)變矩器的工況。l右圖所示為單擊單相液力變矩器，這種變矩器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，最高效率M0.8。但這種變矩器的高效區(qū)較窄，使它的工作范圍受到限制。l為了使發(fā)動(dòng)機(jī)容易有載起動(dòng)和有較大的克服外負(fù)載的能力，希望起動(dòng)工況（i0）變矩系數(shù)K0較大。液力耦合器工作

9、原理l 如圖，把變矩器和偶合器的特點(diǎn)綜合在一臺(tái)變矩器上，也稱為綜合變矩器。兩相變矩器在整個(gè)傳動(dòng)比范圍內(nèi)得到更合理的效率。到輪3通過(guò)單向離合器7和殼體5剛性連接，傳動(dòng)比在0im內(nèi)，從動(dòng)軸力巨大與主動(dòng)軸，從渦輪流出的液流沖向?qū)л喨~片的工作面。此時(shí)，液流力圖使導(dǎo)輪朝導(dǎo)輪反旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，由于單向離合器的楔緊，而導(dǎo)輪不轉(zhuǎn)，在導(dǎo)輪不轉(zhuǎn)的工況下，整個(gè)系統(tǒng)如變矩器工作，達(dá)到增大轉(zhuǎn)矩，克服變化的負(fù)荷。1-泵輪2-渦輪3-導(dǎo)輪4-主動(dòng)軸5-殼體6-從動(dòng)軸7-單向離合器液力耦合器工作原理l單級(jí)三相變矩器是由一個(gè)泵輪、一個(gè)渦輪和兩個(gè)可單向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輪構(gòu)成。它可組成兩個(gè)耶路變矩器工況和一個(gè)液力偶合器工況，所以稱之為三相。

10、l右圖所示為雙導(dǎo)輪液力變矩器簡(jiǎn)圖，泵輪由輸入軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，工作油液就在循環(huán)圓內(nèi)作環(huán)流運(yùn)動(dòng)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)并輸出扭矩。液流從泵輪進(jìn)入渦輪，再進(jìn)入第一級(jí)導(dǎo)輪，經(jīng)第二級(jí)導(dǎo)輪，再回到泵輪。1-泵輪 2-渦輪 3、3-導(dǎo)輪4-自由輪機(jī)構(gòu)液力耦合器工作原理l把泵分割成兩個(gè)，可以在小傳動(dòng)比下改善效率。下圖單級(jí)四向液力變矩器結(jié)構(gòu)示意圖，主泵1和發(fā)動(dòng)機(jī)連接，幅泵1轉(zhuǎn)載主泵輪上，并通過(guò)超越離合器9與之相連，兩個(gè)導(dǎo)輪3和3裝載兩個(gè)相互沒(méi)有聯(lián)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(dǎo)輪 3-第二導(dǎo)輪 4-主動(dòng)軸 5-導(dǎo)輪座 6-從動(dòng)軸 7、8、9-單向離合器液力耦合器工作原理l1、單級(jí)三元件液力變

11、矩器 Catepillar 966D裝載機(jī)變矩器l2、單級(jí)四元件液力變矩器 國(guó)產(chǎn)ZL50裝載機(jī)變矩器l3、單級(jí)三相四元件變矩器 國(guó)產(chǎn)CL70自行式鏟運(yùn)機(jī)變矩器l4、雙泵輪液力變矩器 CAT988B裝載機(jī)變矩器液力耦合器工作原理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-接盤液力耦合器工作原理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-軸承液力耦合器工作原理 國(guó)產(chǎn)CL7自行式鏟運(yùn)機(jī)是單機(jī)四相元件，它的結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特點(diǎn)：1、具有兩個(gè)導(dǎo)輪，這兩個(gè)導(dǎo)論通過(guò)單向離合器與固定的殼體相連，根據(jù)不同的工況實(shí)現(xiàn)兩個(gè)導(dǎo)輪固定；或一個(gè)導(dǎo)輪固定，另一個(gè)導(dǎo)輪空轉(zhuǎn)；以及兩個(gè)導(dǎo)輪都空轉(zhuǎn)等三種工作狀態(tài)，故稱三相。2、帶有自動(dòng)鎖緊離合器，可以和泵輪和渦輪剛性連接起來(lái)變成機(jī)械傳動(dòng)。液力耦合器工作原理1-滾子2-銷3-彈簧4-內(nèi)圈5-限