【正文】 它 是 以液體為工作介質(zhì)，利用液體動(dòng)能來(lái)傳遞能量的流體傳動(dòng) 。 隨著 液力傳動(dòng) 技術(shù)的飛速發(fā)展 ， 現(xiàn)代 液力變矩器以平穩(wěn)性好，變矩效果明顯等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用并且不斷在改進(jìn)。 With the rapid development of hydraulic transmission technology, modern torque converter with the good stability and the advantages of variable torque obvious effect is more widely used and constantly improving. Therefore ， independent research and development to improve the ability to torque converter is very important to us. This thesis is studies on the CL165 torque converter Structure design， and the blade design is the torque converter in which an important part of the design . Through the use of blade circulation distribution method designed to enable it to achieve the required rating conditions, in order to achieve increased torque, power output and other requirements, to improve transmission efficiency, reduce losses. Keywords: Hydraulic torque converter 。液體與裝在輸入軸、輸出軸、殼體上的各葉輪相互作用，產(chǎn)生動(dòng)量矩的變化，從而達(dá)到傳遞能量的目的。若匹配不當(dāng)便不能獲得良好的傳動(dòng)性能。 20 世紀(jì) 30 年代后很快在車輛 (各種汽車、履帶車輛和機(jī)車 )、工程機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、鉆探設(shè)備、大型鼓風(fēng)機(jī)、泵和其他沖擊大、慣性大的傳動(dòng)裝置上廣泛應(yīng)用。它們所傳遞的功率大小與輸入軸轉(zhuǎn)速的 3 次方、與葉輪尺寸的 5 次方成正比。也可以與齒輪變速器聯(lián)合使用 ,或與具有功率分流的行星齒輪差速器 (見行星齒輪傳動(dòng) )聯(lián)合使用。 液力變矩器綜述 液力變矩器的簡(jiǎn)介 液力變矩器 作為液力傳動(dòng)裝置的一種，其 是以液體為介質(zhì)，利用液體的相互 2 作用引起機(jī)械能與液體動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換，通過液體動(dòng)量矩的變化來(lái)改 變傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置 ??2 。它的型式和布置位置以及葉片的形狀，對(duì)變矩器的性能有決定作用。但是這樣的變矩器的導(dǎo)輪內(nèi)的損失很大、效率低、變矩器的正透穿性大、性能不 3 好、已被淘汰。液力變矩器的“相”是指在液力變矩器中，由于單向離合器或制動(dòng)器等機(jī)構(gòu)的作用，使工作元件的工況隨之 發(fā)生 改變，變矩器由于這種改變而得到不同的幾種 功用 ，稱之為 幾相（ 液 力變矩器工況轉(zhuǎn)為 液力耦合 器工況，稱為二相）。液力變矩器 。功率分流在液力變矩器內(nèi)部的，稱為內(nèi)分流液力機(jī)械傳動(dòng)。三級(jí)變速器由一個(gè)泵輪，三個(gè)渦輪和兩個(gè)或者三個(gè)導(dǎo)輪向間組成。 多循環(huán)液力傳動(dòng)裝置，雙循環(huán)圓，多循環(huán)圓液力傳動(dòng)是有兩個(gè)或幾個(gè)液力變矩器液力偶合器組成。檔右邊的反轉(zhuǎn)變矩器充液，而左邊的正轉(zhuǎn)變矩器倒空時(shí)，工作機(jī)反轉(zhuǎn)。 我國(guó)在 50 年代就將液力變矩器應(yīng)用到紅旗牌高級(jí)轎車上， 70 年代又將液力變矩器應(yīng)用于重型礦用汽車上。兩大系列目前已成為我國(guó)國(guó)內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)的液力變矩器的主要產(chǎn)品。同國(guó)外相比，我國(guó)車輛應(yīng)用液力變矩器雖然有了一定基礎(chǔ)，但應(yīng)用范圍窄，數(shù)量較小，在中型載貨汽車、公共汽車、越野汽車等車輛上沒有應(yīng)用或應(yīng)用極少。迄今為止，在功率超過 735kW，載貨量超過100t 的重型汽車上，液力傳動(dòng)也得到了應(yīng)用。 本論文研究目的與意義 液力變矩器是以液體為介質(zhì)，利用液體的相互作用引起機(jī)械能與液體動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換，通過液體動(dòng)量矩的變化來(lái)改變傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置。 6 第 2 章 工作原理及設(shè)計(jì)方法 液力變矩器的工作原理 液力變矩器是 一種復(fù)雜的透平機(jī)械 ， 一個(gè)典型的變矩器 由泵輪渦輪導(dǎo)輪等三個(gè)工作輪及其它零件組成。液力變矩器不同 于液力耦合器 的主要特征是它具有固定的導(dǎo)輪。工作時(shí)， 其 輸入端 即液力變矩器的殼體 與發(fā)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)盤花鍵連接 ， 而泵輪是液力變矩器殼體的一部分， 通過泵輪 旋轉(zhuǎn) 將發(fā)動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化為液體能量 。 導(dǎo)輪是一個(gè)反作用元件，位于渦輪出口和泵輪進(jìn)口之間，其作用是將渦輪出口 的液流 反向并使其流回泵輪。液力變矩器的工作過程也就是液流與葉輪間相互作用的過程 。將 V 分解為兩個(gè)分速度： um VVV ?? （ 21） 式中 Vm 是速度在軸面上的分速度，它與相對(duì)速度 ω 、流量 Q 以及葉片 β 角的 關(guān)系為： ?? sin?? FQVm （ 22） Vu 是絕對(duì)速度的圓周分速度： ? ? ??? c o tc o t mmu VuVuV ????? （ 23） 設(shè) TB ,TT ,T D 分別為泵輪、渦輪和導(dǎo)輪作用在液體上的轉(zhuǎn)矩，根據(jù)力學(xué)定律，在穩(wěn)定工況下，作用與液體的外傳矩之和應(yīng)為零，即： 0??? DTB TTT (24) 從上式可以看出作用在渦輪上的轉(zhuǎn)矩增加了，起到了變矩的作用 。這些設(shè)計(jì)計(jì)算都是基于一維束流理論的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的主要缺陷在于：只有通過試制產(chǎn)品的性能和流場(chǎng)試驗(yàn)才能獲得改進(jìn)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，而試驗(yàn)和試制的費(fèi)用和工作量往往占據(jù)了整個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)的 80％以上。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 以統(tǒng)計(jì)資料中所歸納出的規(guī)律、圖表為基礎(chǔ)，運(yùn)用自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合分析，從而確定液力變矩器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。早期對(duì)液力變矩器中復(fù)雜的空間三維流動(dòng)在理論和試驗(yàn)方面研究都不夠深入，對(duì)其速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的分布規(guī)律研究存在很多空白。 一元束流理論首先為歐拉提出，并被廣泛應(yīng)用于葉片機(jī)械上，故 又稱為歐拉束流理論。 （ 3）三維流動(dòng)理論： 由于實(shí)際工作輪中流動(dòng)參數(shù)的變化，在空間三個(gè)坐標(biāo)方向都存在，因而，只有三元流動(dòng)理論才能 對(duì)實(shí)際流場(chǎng)進(jìn)行較正確的描述。要想 得到準(zhǔn)確的流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果，必須對(duì)變矩器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行三維粘性流動(dòng)計(jì)算，直接對(duì) NS 方程求解。 10 第 3 章 傳動(dòng)方案論證 液力變矩器參數(shù)確定 此次要設(shè)計(jì)的是 CL165 液力變矩器， 液力變矩器的幾何參數(shù)是影響液力 變矩器性能的關(guān)鍵，它主要包括葉形參數(shù)和循環(huán)圓參數(shù)。 。 泵輪出口角 2B? =122176。渦輪出口角 1T? =150176。徑流式工作輪均為單曲葉片。 目前常用的汽車和工程機(jī)械用變矩器大多數(shù)按照泵輪 → 導(dǎo)輪 → 渦輪的順序進(jìn)行排列。 完成一個(gè)工作周期，同時(shí)，液力變矩器泵輪殼體上裝有齒輪，與回油泵齒輪嚙合。并了解了工作輪在循環(huán)圓中的排列位置的不同對(duì)于液力變矩器的性能有著很大的改變， 確定了一些列參數(shù)后，可以開始進(jìn)行液力變矩器的葉片設(shè)計(jì)了。在截面上與液體相相接的界線形成的形狀，稱為循環(huán)圓。外環(huán)是循環(huán)流體的外圈，內(nèi)環(huán)是循環(huán)流體的內(nèi)圈，入口邊和出口邊是各工作輪內(nèi)葉片的入口和出口邊得軸面投影，此外，再循環(huán)圓上，還表示出中間流線（或稱設(shè)計(jì)流線）。它是液力變矩器的特性尺寸。 已知外環(huán)后，開始確定內(nèi)環(huán)、設(shè)計(jì)流線。 首先選定一些任意 的元線 ，并計(jì)算出 初步輪廓。 環(huán)量設(shè)計(jì)法的理論基礎(chǔ)是速流理論，認(rèn)為其在選定的設(shè)計(jì)速比下，循環(huán)圓平面中間流線上每增加相同的弧長(zhǎng)，液流沿葉片中間流線應(yīng)增加相同的動(dòng)量矩，以保證流道內(nèi)的流動(dòng)狀況良好。其次，在設(shè)計(jì)流線上，每一點(diǎn)的相應(yīng)葉片角 可根據(jù)公式計(jì)算： mu vurrv 1c ot ?????? ??? (48) 計(jì)算出每一截面元線在設(shè)計(jì)流線上的角度后，就應(yīng)求內(nèi)環(huán)和外環(huán)上的相應(yīng)角度。 35′ 1 120176。 25′ 119176。 58′ 121176。 23′ 5 121176。 15′ 121176。 38′ 121176。 21′ 9 121176。 122176。 為了確定任一葉片元線上的偏移量 kx ，可利用下列公式： )sin( 0??? k kkkk rjyrx (413) 式中 J—— 相鄰兩點(diǎn)間的弧長(zhǎng)； ?coteJk ? (414) e—— 相鄰兩電源線之間的距離； y—— 元線起點(diǎn)所在軸面與徑向 參考平面夾角； rk —— 元線與設(shè)計(jì)流線之交點(diǎn)上的半徑，或視具體境況，表示元線與內(nèi)環(huán)或外環(huán)之交點(diǎn)上的半徑； k—— 元線的序號(hào)， k=0,1,2 下面 以泵輪元線 9 為例，計(jì)算葉片偏移量 1x ： 針對(duì)元線 9，列出公式 )sin( 101099 rJyrx ?? （ 415） 對(duì)于元線 10，有 ?? cotcot rrcc ? = 176。 對(duì)于外環(huán)， y= seJ ?cot10 ? ，取 mme ??? 則 mmJ 2 2c o ???? 則外環(huán)第 9 元線葉片偏移量為 ： mmx )189 i n( ????? 對(duì)于內(nèi)環(huán)， y=， 可以采用和外環(huán)一樣的計(jì)算方法 . 18 ceJ ?cot10 ? ，取 mme ??? 則 mmJ o ????? 所以 內(nèi)環(huán)第 9 元線葉片偏移量為： mmx )167 i n( ????? 這樣，每一個(gè)元線的內(nèi)外環(huán)偏移量均可求出， 以直接連接內(nèi)外環(huán)之相應(yīng)點(diǎn)，即可作出葉片形狀。則根據(jù)公式 45 計(jì)算出循環(huán)軸面流速為 對(duì) 渦 輪帶入這些數(shù)值 )c o t( 111111 TTTTTuT vurrv ??? （ 416） 所得數(shù)值為 ： 類似的，在出口 處 )c o t( 222222 TTTTTuT vurrv ??? （ 417） 所得數(shù)值為： 則 rvu 改變量，即 22TuTrv 11TuTrv 得： = 將此改變量分為十份，按其中九分各占 %，一份占 5%劃分，元線 9 與元線 10 之間的增量為 5%，以減少液體在葉片出口處的能量增量及其渦流損失。利用內(nèi)外環(huán)半徑和偏移量，可以方便并精準(zhǔn)的確定葉片形狀。 45′ 149176。 37′ 2 ﹣ 139176。 33′ 128176。 15′ 115176。 31′ 6 ﹣ 94176。 45′ 83176。 58′ 69176。 01′ 入口 10 48176。 將泵輪的出口角，入口角帶入下列公式計(jì)算： ?cotmu rvrv ? （ 424） 在入口處 可得： ?11rvu ?