【正文】 入口 10 22 導(dǎo) 輪葉片設(shè)計 角度要求：入口角 ??1221D? ；出口角 ??382D? 對于導(dǎo)輪，可以按照泵輪葉片的設(shè)計方法進(jìn)行葉片計算，因此設(shè)計轉(zhuǎn)速比為，由于在 CL165 液力變矩器中，導(dǎo)輪并不轉(zhuǎn)動，不必計算圓周速度 u，從而使 rvu 的計算簡化。 34′ 71176。 47′ 104176。 54′ 3 ﹣ 127176。 151176。 m。 34′ 出口 10 122176。 27′ 121176。 15′ 121176。 56′ 2 120176。則根據(jù)公式 ： ? ? ? ?? ?222c o t22c o t22222 22 2c o t2c o t4DDBBBDDBBBBBBm rrFTrrrrv ?? ??????????? （ 45） 計算出循環(huán)軸面流速為 15 對泵輪帶入這些數(shù)值 )c o t( 111111 BBBBBuB vurrv ??? （ 46） 所得 數(shù)值為 : 類似的，在出口 處 )c o t( 222222 BBBBBuB vurrv ??? （ 47） 所得數(shù)值為： 則 rvu 改變量，即1122 uBuBBuB vvrv ?得： = 圖 43 液力變矩器泵輪元線分布圖 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。在任意元線上的流過面積 F 可按下列正即截頭圓錐體旋轉(zhuǎn)面公式 計算： F=??cos（ r2s — r2c ） （ 42） 試中 ? —— 元線相對垂線的夾角，所有元線均垂直于設(shè)計流線 rs —— 任意元線與外環(huán)交點(diǎn)上的半徑； rc —— 同一元線與內(nèi)環(huán)交點(diǎn)上的半徑； r —— 同一元線與設(shè)計流線交點(diǎn)上的半徑。 循環(huán)圓的最 大直徑，稱為液力變矩器的有效直徑 D。 圖 41 變矩器葉片設(shè)計流程圖 循環(huán)圓的確定 過液力變矩器軸心線做截面。 壓力油經(jīng)過 發(fā)動機(jī) 所 帶動 的 泵輪旋轉(zhuǎn) 離心進(jìn)入渦輪，渦輪與輸出軸剛性連接，渦輪 受到泵輪離心出的油液沖擊轉(zhuǎn)動，從而帶動輸出軸轉(zhuǎn)動， 位于渦輪出口和泵輪進(jìn)口之間 的導(dǎo)輪 將渦輪出口 的液流 反向并使其流回泵輪。若液流從小半徑向大半徑方向流動，稱為離心式工作輪；反之，稱為向心式工作輪。渦輪入口角 1T? =48176。對液力變矩器的設(shè)計方法進(jìn)行了簡要闡述，指出了 幾種 液力變矩器設(shè) 計的重設(shè)計方法，對后續(xù)設(shè)計打下基礎(chǔ)。該簡化對純離心式或軸流式工作輪中的實(shí)際流動情況，較為接近；對常用的向心式渦輪液力變矩器來說，與實(shí)際流動的差別仍然很大。 （ 1）一維流動理論： 因液力變矩器的流道內(nèi)液體流動較一般葉片機(jī)械的流動復(fù)雜，所以盡管多元流動及附面層理論研究取得了很大進(jìn)展，但距應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計上還有一定距離。液力變矩器的設(shè)計主要內(nèi)容有葉柵系統(tǒng)出入口參數(shù)設(shè)計、工作輪流道設(shè)計、特性計算、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計等。導(dǎo)輪在給液體的反作用的同時改變液流中液能的形式，一般是將液體壓能變?yōu)橐毫鞯膭幽苓M(jìn)入泵輪，這樣泵輪出口處液流將具有更高的動能，沖擊渦輪時，使渦輪吸收更多的液能，以獲得較高的扭矩和轉(zhuǎn)速，然后液流從渦輪又流入導(dǎo)輪，重復(fù)這一循環(huán)。 液力變矩器的循環(huán)圓內(nèi)充滿著工作液體 （液壓油） ，不工作時液力處于靜止?fàn)顟B(tài)，不傳遞任何能量。通過對液力變矩器的研究，有助于車輛機(jī)械等更好更快的發(fā)展，從而給人們帶來便捷。以美國為例，自 70 年 代起 ,每年液力變矩器在轎車上的裝備率都在 90%以上，產(chǎn)量在 800 萬臺以上，在市區(qū)的公共汽車上，液力變矩器的裝備率近于 100%，在重 型汽車方面，載貨量 3080t 的重型礦用自卸車幾乎全部采用了液力傳動。 80 年代由天津工程機(jī)械研究所研制開發(fā)了YJ 單級向心渦輪液力變矩器葉柵系統(tǒng) 和 YJSW 雙渦輪液力變矩器系列 。當(dāng)左邊的正轉(zhuǎn)向心渦輪變矩器充滿工作液，而右邊的反轉(zhuǎn)變矩器倒空時，工作機(jī)正轉(zhuǎn)。 兩級變矩器由一個泵輪，兩個渦輪，兩個渦輪間還有其他葉輪相隔和一個或者是兩個導(dǎo)輪組成。用泵輪、導(dǎo)輪、渦輪的排列次序（ BDT）也可以組成變矩器。 液力傳動裝置要完成能量轉(zhuǎn)換與傳遞的過程，必須具有如下機(jī)構(gòu)： 盛裝與輸送工作循環(huán)液體的密閉工作腔； 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； 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。液力變矩器實(shí)質(zhì)上是一種力矩變換器。 液力傳動裝置的整體性能跟它與動力機(jī)的匹配情況有關(guān)。 關(guān)鍵詞：液力變矩器 葉片設(shè)計 環(huán)量分配法 II ABSTRACT Hydraulic torque converter as a kind of hydraulic transmission are widely used in the automobile, engineering machinery, chemical machinery, and play an important role in transmission and multiplication of torque. It is based on the liquid as the working medium， use kiic energy of the liquid to deliver the power。 隨著 液力傳動 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)被越來越廣泛的應(yīng)用并且不斷在改進(jìn)。液體與裝在輸入軸、輸出軸、殼體上的各葉輪相互作用，產(chǎn)生動量矩的變化，從而達(dá)到傳遞能量的目的。 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、慣性大的傳動裝置上廣泛應(yīng)用。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 )聯(lián)合使用。它的型式和布置位置以及葉片的形狀，對變矩器的性能有決定作用。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）。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。 多循環(huán)液力傳動裝置，雙循環(huán)圓，多循環(huán)圓液力傳動是有兩個或幾個液力變矩器液力偶合器組成。 我國在 50 年代就將液力變矩器應(yīng)用到紅旗牌高級轎車上， 70 年代又將液力變矩器應(yīng)用于重型礦用汽車上。同國外相比，我國車輛應(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。 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)械能與液體動能之間的相互轉(zhuǎn)換，通過液體動量矩的變化來改變傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動裝置。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。 導(dǎo)輪是一個反作用元件，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。將 V 分解為兩個分速度： um VVV ?? （ 21） 式中 Vm 是速度在軸面上的分速度，它與相對速度 ω 、流量 Q 以及葉片 β 角的 關(guān)系為： ?? sin?? FQVm （ 22） Vu 是絕對速度的圓周分速度： ? ? ??? 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 。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法 以統(tǒng)計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)。 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。要想 得到準(zhǔn)確的流場計算結(jié)果，必須對變矩器內(nèi)部流場進(jìn)行三維粘性流動計算，直接對 NS 方程求解。 。渦輪出口角 1T? =150176。 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。并了解了工作輪在循環(huán)圓中的排列位置的不同對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)計了。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)計流線）。 已知外環(huán)后，開始確定內(nèi)環(huán)、設(shè)計流線。 環(huán)量設(shè)計法的理論基礎(chǔ)是速流理論，認(rèn)為其在選定的設(shè)計速比下，循環(huán)圓平面中間流線上每增加相同的弧長，液流沿葉片中間流線應(yīng)增加相同的動量矩，以保證流道內(nèi)的流動狀況良好。 35′ 1 120176。 58′ 121176。 15′ 121176。 21′ 9 121176。 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； ?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， k=0,1,2 對于外環(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( ????? 對于內(nèi)環(huán)， y=， 可以采用和外環(huán)一樣的計算方法 . 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。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。 37′ 2 ﹣ 139176。 15′ 115176。 45′ 83176。 01′ 入口 10 48176。 圖 45 液力變 導(dǎo) 器渦輪元線分布圖 液力變矩器的葉片有等厚的和變厚度的兩種。 34′ 3 91176。 當(dāng)算出相應(yīng)于中間流線的截面后，可采用流線型表面。 08′ 2 ﹣ 100176。 15′ 81176。 15′ 57176。 45′ 出口 10 38176。 圖 46 變矩器