《液力传动》PPT课件.ppt

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1、第二章 液力传动,由于同学们要专门学习液力传动这门课，所以这一章我们只学习教材第二章第四节、第五节和第六节。,第四节 液力变矩器在工程机械中的应用,一、液力变矩器,1、三元件一级一相式液力变矩器,图2-5为这类液力变矩器的典型构造。,特点：它效率高、结构简单、制造容易、出现故障的可能性较小。,履带式机器行走阻力比较大，如果用综合式液力变矩器，在偶合工况下运行的机会实际上很少，因此履带式的液力机械传动工程机械宜采用三元件一级一相式液力变矩器。,很多轮式推土机、装载机、压实机、集材机等也采用了此类液力变矩器。,从图2-5（a）可以看到该类型变矩器的传动路线。,2、一级二相（三元件）或三相（四相）综

2、合液力变矩器,图2-13为四元件一级三相综合式液力变矩器。,对于要求低速档为液力机械传动以改善作业工况，高速档为机械传动以提高传动效率的轮式工程机械，如铲运机，宜采用此类液力变矩器。,二、液力机械变矩器,1、强制导轮反转液力机械变矩器,图2-31（a）为强制导轮反转的二级二相带有闭锁离合器的液力机械变矩器。,由于有导轮的反转作用，这类变矩器起动工况下的变矩系数达到8。,为了提高效率，随着n2的变化，可将导轮反转换到固定，再转换到泵轮涡轮闭锁，而且都是自动转换的。,图2-23（b）为另一种强制导轮反转液力机械变矩器。,各档操作如下,空档：锁紧离合器13，泵轮离合器14，盘式制动器8、12分离，如

3、图2-23（b）所示。,一档：使泵轮离合器14、盘式制动器8接合，变矩器工作，导轮反转并将动力经前排行星排总合到中间轴5，因前进档套合器16接合，将动力传到输出轴17，同时，后排行星排整体空转。如图2-23（b）所示。,二档：泵轮离合器14继续接合，盘式制动器8分离而12接合，使导轮不转，前行星排空转，动力仅由涡轮传递。如图2-23（b）所示。,倒档：锁紧离合器14与制动器12，即与二档同，但将后行星架带着太阳轮拨动，使套合器15接合而16分离，功率流经后行星排传向输出轴17。如图2-23（b）所示。,三档：锁紧离合器13与泵轮离合器14接合，制动器8、12均分离，为直接档。,2、双涡轮液力机

4、械变矩器,图2-32为ZL50轮式装载机所用的双涡轮液力变矩器。,通过两个涡轮的单独工作和共同工作，可使重载低速时效率较高，从而可使高效范围较宽，比较适合装载机的工况要求。,由于两个涡轮是相邻布置，故仍属“单级”液力变矩器。该变矩器的变矩系数比较大，两个涡轮分别与变速箱中的两个齿轮相连，从而扩大了变速范围，可以减少变速箱档位，简化变速箱结构，通过两个涡传输线的单独工作和共同工作，可使重载低速时效率较低，从而使高效范围变宽，比较适合装载机的工况要求。,柴油机的动力传给液力变短器的泵轮，第一涡轮8以花键套装在第一涡轮轴上，该 轴右端带有齿轮3。从第一涡轮输出的动力就是通过该 齿轮输入变速箱，第一涡

5、轮轴左端以轴承支承在循环圆外壳内，右端以轴承支承在变速箱中。,第二涡轮7也以花键套装在第二涡轮套管上，套管轴也与齿轮制成一体。第二涡轮套管轴的左端用轴承支承在第一涡轮轮毂中，右端用轴承支承在导轮套管轴内，第二涡轮的动力即由第二涡轴右端齿轮输入变速箱内。,从图2-32可以清楚地看出第一、第二涡轮通过与之相连的轴及上面的齿轮把动力输入变速箱的情况。,第一、第二涡轮传递的动力在变速箱内用超越离合器相连，负荷小时，第二涡轮的转速逐渐增高，当超越离合器脱开，此时动力只通过第二涡轮传给变速箱。当外负荷增加或变矩器处于低传动比时，超越离合器工作，这时两个涡轮就象一个整体涡轮一样，向变速箱传递较大扭矩。,双涡

6、轮变矩器在国外工程机械上应用很少，以TEREX公司为例，只在其六种轮胎式装载机中，选用了三种比较小的双涡轮变矩器。,国外未使用双涡轮变矩器的原因：,A、双涡轮变矩器配合前二后一行星变速箱，即使算作前四后二，对装载机来说，倒档数嫌少；,B、变矩器效率低，至于牵引性能，一般变矩器也能满足装载机的要求，对装载机来说其重要指标是铲取力，它并不能通过变矩器来提供。,三、外功率分流液力变矩器,1、Caterpillar履带式推土机,所用液力变矩器原理见图2-33。,在CaterpillarD6D、D7G、D8K、D9H与比其更新的履带式推土机，扭矩分流器已全部换为单星行星排、单级液力变矩器，这样结构更为简

7、单、效率更高。其结构见图2-34。,2、德国Ahlmann公司半回转轮胎式装载机,R68型装载机采用的Voith公司的液力变矩器，其原理见图3-35所示。,第五节 液力变矩器和发动机的匹配,一、匹配的原则,一台性能良好的发动机和一台性能良好的液力变矩器匹配，构成新的动力装置，不一定性能良好。,全功率匹配：,发动机功率全部传递给予液力变矩器。,部分功率匹配：,发动机功率全部传递给予液力变矩器。,工程机械匹配原则：,一般按照部分功率匹配的原则进行匹配。,二、双泵轮液力变矩器,解决全功率匹配与部分功率匹配矛盾的办法：,采用变容量液力变矩器，亦称双泵轮液力变矩器，这两个泵轮用滑差离合器控制。,双泵轮液

8、力变矩器原理见图2-36所示。,当滑差离合器完全分离时，泵轮12空转不传递动力，这时变矩器吸收的发动机功率为,当滑差离合器完全接便，变矩器吸收的功率为,当滑差离合器部分接合，泵轮12的转速nx介于零与n1之间，也就是说滑差离合器4的主从动盘间产生滑移，而滑移程度取决于滑差离合器压紧力的大小，此时变矩器传递的扭矩为：,1、经滑差离合器（亦称离合器）传递到二号泵轮12的扭矩M为,式中 q-离合器的控制油压。,即,2、滑差n,n=n1-n2,式中 n1 离合器输入轴转速；n2 离合器输出轴转速。,3、传动比i21,I21=n2/n1,4、功率损失Ns,Ns=N1-N2,式中 N1-离合器输入功率；N

9、2-离合器输出功率。,当n=0即n1=n2，Ns=0，相当于离合器完全分离。,当n在某一值时，Ns为最大值Nsmax，求解过程为,求Ns的最大值，也就是取Ns对n12的导数为零，即,即当n12=2n1/3时，Ns值最大，代入式（2-9）,泵轮12有可能传递的功率Nf12为n13，即在离合器完全接合时发生。,第六节 液力变矩器的补偿系统,一、液力变矩器的补偿系统的作用,1、补偿工作液体的漏损。,2、防止液力变矩器产生汽蚀。,3、强制冷却工作液体。,二、液力变矩器的汽蚀现象,1、汽蚀现象的产生,图2-39所示为泵轮叶片两侧的压力分布情况。,2、汽蚀现象,由于汽蚀现象产生大量的汽泡，使液体在绕过叶片

10、时产生脱流现象，破坏了工作轮的正常工作，并使过水断面面积缩小，流速增大，水力损失增大，叶片上作用力则减小。,A、概念：,B、危害,由于泵轮叶片两侧压力的变化，工作液在循环过程中产生汽化现象，这些汽泡在凝结时，体积骤然减小，形成真空，汽泡周围的液体，就以极高的速度来填补这些真空，形成液体质点间的相互强烈碰撞，产生很高的局部压力，在某些情况下，该局部压力高达数百兆帕，这种现象称为汽蚀现象。,这些现象的外部表现是：液力变矩器的效率降低、传递功率减小，当汽蚀严重时，由于汽泡凝聚时的冲击作用，可听到明显的噪音，叶片背面，金属颗粒被汽蚀所剥离，形成蜂窝状的损坏，甚至在块脱落。,3、汽蚀发生的场所,在液力变

11、矩器中，泵轮进口处压力最低，所以产生汽蚀现象可能性最大的地方是泵轮叶片的前端。工作液体经过泵轮后压力升高，所以涡轮和导轮一般不易产生汽蚀现象。,4、防止产生汽蚀的措施,为了避免产生汽蚀现象，常采取补偿油泵给液力变矩器内工作液体以一定压力，以防止循环圆内液体压力。,5、影响汽蚀的原因,影响汽蚀的因素很多，补偿压力值很难用计算方法得到，一般由试验确定。,二、液力变矩器的压力补偿系统,两条途径排出液力变矩器产生的热量：,一是通过液力变矩器的自然冷却；,二是通过冷却系统进行强制冷却。,根据热量平衡，冷却系统的散热能力可按下式大致确定：,Q=3600（1-）Ne（kJ/h）,式中 Ne-发动机额定飞轮功

12、率（Kw）；-液力变矩器平均效率，一般取=0.7；Q 液力变矩器单位时间（h）内的发热量。,冷却系统中油泵流量和散热器散热面积可根据Q值综合考虑。,图2-41为几种液力变矩器的补偿冷却系统原理简图。,溢流阀的调定压力通常为0.40.5MPa,也有高达0.70.8MPa的,背压阀调定压力通常为0.20.3MPa。,习 题,1、图2-31（a）、（b）两种结构主要判别何在？2、对比分析双导轮液力变矩器、双涡轮液力变矩器、双泵轮液力变矩器的特性与应用。3、度将图示-31（a）或（b）之变矩器结构图，绘成传动简图。并与图2-27相比较，分析其异同。与此同时，比较图2-31（a）和（b）结构的异同。4、将图2-34扭矩分流器结构示意图，绘成传动简图。,