【正文】 矩器在性能和結(jié)構(gòu)上的上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 11 多樣性。而 B— D— T 型液力變矩器，導(dǎo)輪在泵輪之后，渦輪在泵輪之前。它在整個(gè)轉(zhuǎn)速比 范圍內(nèi)能得到更合理的效率特性，在高轉(zhuǎn)速比時(shí)能得到高的傳動(dòng)效率， η*可達(dá) 85%～ 93%， ηmax=97%， k0值為 ～ 。無(wú)級(jí)變速器是一種結(jié)構(gòu)緊湊的變速器，它利 用帶和帶輪使變速器的轉(zhuǎn)矩增大，與車(chē)輛的需要相匹配。 電磁離合器通電時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩被傳輸?shù)阶兯倨鬏斎胼S和主動(dòng)帶輪。其反映了液力變矩器和發(fā)動(dòng)機(jī)共同作用的特性。 液力變矩器的原始特性反映泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù) λB、效率 η、變矩系數(shù) K上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 25 隨轉(zhuǎn)速比 i 的變化規(guī)律，即 λB＝ λB (i)、 K＝ K(i)和 η＝ η(i)。啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)變矩器之所以具有不同的性能，其中主要一個(gè)因素就是各自具有不同的 βB2值。 為此參考以上的理論進(jìn)行本課題的葉片進(jìn)出口選擇。 葉片數(shù) Z 的 選擇 較多的葉片數(shù)，使液流趨向于較有效的偏轉(zhuǎn)，但也增加循環(huán)液流的排擠。 循環(huán)圓是由外環(huán)、內(nèi)環(huán)、工作輪的入口邊和出口邊組成的。由于軸向尺寸的限制，轎車(chē)變矩器循環(huán)圓已發(fā)展為扁圓型。 ②軸流式 這種工作輪從軸 面團(tuán)看，液流在葉片流道內(nèi)軸向流動(dòng)。 表 圓形循環(huán)圓圓弧中心位置 外環(huán) 內(nèi)環(huán) 第一段圓弧 第三段圓弧 第一段圓弧 第三段圓弧 圓心在中線(xiàn)上 83% 83% 83% 83% 圓心不在中線(xiàn)上 17% 17% 17% 17% 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 39 (4)循環(huán)圓的寬度 B 隨 d0／ D 的增大而減小 (見(jiàn)圖 )，接近直線(xiàn)關(guān)系。 如果 RR21＝ RR23， RO21=RO23， Z021=Z023＝ 0，則外環(huán)是一個(gè)圓形， 于是， RR21＝ RR22＝ RR23， RO23＝ RO22＝ RO23， Z021＝ ZO 22＝ Z023＝ 0，即為一圓弧循環(huán)圓。 rc= r= 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 47 8. rs= θ=111186。 現(xiàn)在，需將計(jì)算出的角度轉(zhuǎn)換為可以繪制三維葉片的葉形坐標(biāo)。 (2)液流與渦輪葉片相互作用的轉(zhuǎn)矩 液流在沖擊渦輪葉片時(shí)，由于液流速度在大小和方向上不斷發(fā)生變化，因此動(dòng)量矩也發(fā)生變化。 (1)渦輪入口和出口處的速度三角形 液流在渦輪流道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)與泵輪一樣，也是由在葉片間通路的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和與渦輪一起的牽連運(yùn)動(dòng)組成的。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 50 圖 泵輪入口和出口的速度三角形 液體的牽連運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此牽連運(yùn)動(dòng)速度 uB 的方向?yàn)閳A周的切線(xiàn)方向，其大小則與轉(zhuǎn)速 nB和葉片入口和出口處的半徑 rBl和 rB2有關(guān)。 rc= r= 4. rs= θ=46186。因此，可以根據(jù)導(dǎo)輪寬度 B1，來(lái)確定第二、三段圓弧相切的位置。大多數(shù)循環(huán)圓形狀，是由三段圓弧組成的，呈扁圓形， d0／ D。 工作輪在循環(huán)圓中的排列位置 由于在循環(huán)圓中的排列位置的不同，變矩器有下列幾種型式的工作輪。液力變矩器性能僅與工作輪出、入口半徑、葉片角、流道截面積等參數(shù)有關(guān)。為此，先進(jìn)行循環(huán)圓設(shè)計(jì)。時(shí)，就使效率變化 ％ ，使 K0 變化％ 。當(dāng) 其他條件不變時(shí)，改變 βD2會(huì)影響泵輪轉(zhuǎn)矩和泵輪進(jìn)口沖擊損失。因此，在討論葉片參數(shù)對(duì)變矩器性能影響時(shí)主要討論葉片進(jìn)出口角度對(duì)變矩器性能的影響。液力變矩器的通用外特性是指 在不同泵輪轉(zhuǎn)速 nB 下所獲得的無(wú)數(shù)組液力變矩器外特性曲線(xiàn)的綜合圖，其形狀如 圖 圖 液力變矩器的通用外特性曲線(xiàn) 由于已知 DS=355mm 型液力變矩器參數(shù)，我采用此形狀現(xiàn)有的變矩系數(shù)。 2 液力變矩 器 性能計(jì)算 液力變矩器的外特性 計(jì)算 圖 液力變矩器的外特性曲線(xiàn) 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 21 液力變矩器的外特性是指在泵輪轉(zhuǎn)速 nB (或泵輪轉(zhuǎn)矩 TB)一定時(shí) , 泵輪轉(zhuǎn)矩 TB(或泵輪轉(zhuǎn)矩 nB)、渦輪轉(zhuǎn)矩 TT及變矩器效率 η 隨渦輪轉(zhuǎn)速 nT的變化規(guī)律，即 TB=TB（ nT）、 TT=TT（ nT） 和 η=η（ nT） 。這些傳感器包括制動(dòng)開(kāi)關(guān)、加速踏板開(kāi)關(guān)和限止開(kāi)關(guān)。由于轎車(chē)經(jīng)常處于高速比 ?下工作，三元件液力變矩器得到廣泛應(yīng)用 圖 四元件單級(jí)三相液力變矩器簡(jiǎn)圖及特性 （ a） 結(jié)構(gòu)圖；（ b）特性圖 單級(jí)四相液力變矩器 單級(jí)四相液力變矩器是多泵輪液力變矩器，屬多相液力變矩器的一種， 采用兩個(gè)泵輪的目的是可以提高低速比時(shí)的效率，輔助泵輪 BⅡ 位于主泵輪 BⅠ 之前，它在低速比時(shí)空轉(zhuǎn)以減小沖擊損失。 圖 B— D— T 型反轉(zhuǎn)液力變矩器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和原始特性曲線(xiàn)。 ⑦根據(jù)液力變矩器中渦輪的型式不同，可分為軸流式、離心式和向心式渦輪的。這就表明，變矩器中某處環(huán)量的增大，必然意味著在另外一處的環(huán)量是在減小，反之亦然。 當(dāng) 渦輪與泵輪轉(zhuǎn)速相同時(shí)，理論上傳動(dòng)效率應(yīng)該為 100%，但是實(shí)際上，此時(shí)，泵輪和渦輪葉片外緣處的油液壓力相等，導(dǎo)致泵輪上的油液無(wú)法沖擊渦輪，油液的循環(huán)流動(dòng)現(xiàn)象消失，偶合器失去傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，效率急劇下降為零。 說(shuō)到液力變矩器的發(fā)展就要提到自動(dòng)變速器的發(fā)展。最后利用上述所設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部件、結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用 軟件進(jìn)行了泵輪、渦輪、導(dǎo)輪的三維繪圖設(shè)計(jì)，利 用 AutoCAD 軟件進(jìn)行三個(gè)葉片的二維和裝配圖的 繪制 。安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上的殼體與泵輪焊接為一體，隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸一道轉(zhuǎn)動(dòng)，形成偶合器的主動(dòng)部分。 ②任何變矩器循環(huán)腔的結(jié)構(gòu)，都要保證液流在一次循 環(huán)流動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，其流動(dòng)方向改變 360186。 ④根據(jù)液力變矩器中泵輪的數(shù)目，可分為單泵輪和雙泵輪的。此外， B— D— T 型液力變矩器在泵輪入口和渦輪人口處隨著渦輪轉(zhuǎn)速的變化，液流方向變化劇烈，因此沖擊損失增大，所以這種液力變矩器的效率較 B—T— D 型液力變矩器低。當(dāng)速比 ?繼續(xù)增高到 ? ?m2時(shí)， DⅡ 也開(kāi)始自由旋轉(zhuǎn)，而呈偶合器工況。 為把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給變速器，采用了電磁離合器。電磁離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)增長(zhǎng)控制；由于主從動(dòng)部分無(wú)接觸，故能夠允許主動(dòng)與從動(dòng)部分存在較長(zhǎng)時(shí)間的滑磨，同時(shí)幾乎不存在磨損；而且由于電磁鐵與從動(dòng)轂之間的間隙在工作中不發(fā)生變化，故無(wú)需間隙調(diào)整。在 nTmax時(shí)，由于TT＝ 0，此時(shí)輸出功率 PT＝ TTωT＝ 0，所以 η 又等于零。 由于已知 DS=355mm 型液力變矩器參數(shù)，我采用此形狀現(xiàn)有的變矩系數(shù)。 (4)渦輪葉片進(jìn)口角 βT1對(duì)性能的影響 在保持其他參數(shù)不變情況下，改變 βT1實(shí)際上就是改變同一轉(zhuǎn)速比下渦輪進(jìn)口處的沖擊損失，也等于改變渦輪葉片的彎曲度。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 32 工藝因素對(duì)變矩器特性也有明顯的影響。 3 液力變矩器循環(huán)圓設(shè)計(jì) 液力變矩器設(shè)計(jì)在此主要指變矩器循環(huán)圓設(shè)計(jì)、葉片設(shè)計(jì)以及一些關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)。循環(huán)圓寬度為 B。圓形循環(huán)圓變矩器的空間能得到充分利用，幾乎沒(méi)有無(wú)葉片區(qū)，所以在與長(zhǎng)方形循環(huán)圓變矩器傳遞相同功率條件下，其幾何尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。其統(tǒng)計(jì)比例，見(jiàn) 表 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 41 由已知條件： D 循環(huán)圓有效直徑 =355 假設(shè)： d0=355/3 現(xiàn)以 圖 所示外環(huán)形狀加以說(shuō)明 由幾何關(guān)系得 aab=cos1[(RbRO21)/RR21] ??????????????????? （ ） aac=cos1[(RcRO23)/RR23] ??????????????????? （ ） 第一、三段圓弧半徑，可由統(tǒng)計(jì)近似公式求出： RR21=() 2D ?????????????????? （ ）RR21=() 2D= RR23=() 2D ????????????????? （ ）RR23=() 2D = 第一、三段圓弧中心設(shè)在中線(xiàn)上，則圓弧中心位置為 RO21= 2DRR21 ??????????? ????????????? （ ） RO21= 2DRR21=, ZO21=0， RO23= 02d +RR23 ??????????????????????? （ ） RO23= 02d +RR23=, ZO23=0， 根據(jù)三圓弧相切，求出第二段圓弧的中心與半徑。 圖 在圓弧內(nèi)按過(guò)流面積相等的原則分十等分 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 46 圖 測(cè)量十等分后交線(xiàn)與外環(huán)相交的 rs和θ 測(cè)量數(shù)據(jù)列于下，并且由式 與 計(jì)算出 r 和 rc： （ mm） 1. rs= θ=16186。 下面通過(guò)對(duì)泵輪葉片入口和出口處液流速度三角形的分析，來(lái)建立上述參數(shù)變化的數(shù)量關(guān)系。液流離開(kāi)渦輪時(shí)，其能頭降低，絕對(duì)速度在方向和數(shù)量上均發(fā)生變化。 液力變矩器渦輪的三維設(shè)計(jì) 由于泵輪葉片參數(shù)與渦輪相等故得以下數(shù)據(jù)： 表 AUTOCAD 測(cè)量數(shù)據(jù) 渦輪外環(huán) 序號(hào) 半徑 /mm 軸向距離 /mm 弧長(zhǎng) /mm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 測(cè)量變矩器渦輪葉片的相應(yīng)數(shù)據(jù)列于 表 。 rc= r= 圖 利用測(cè)量與計(jì)算出的數(shù)據(jù)調(diào)整十等分，并按交點(diǎn)畫(huà)出內(nèi)環(huán)和中間流線(xiàn) 圖 完整做出循環(huán)圓的外環(huán)內(nèi)環(huán)和中間流 線(xiàn) 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 48 圖 對(duì)泵輪進(jìn)行按過(guò)流面積相等的原則的十等分 圖 做出完整的十等分圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 49 4 葉片設(shè)計(jì) 泵輪 葉片設(shè)計(jì) 液力變矩器泵輪的工作特性 可以把泵輪在液力變矩器中的作用歸納為以下幾點(diǎn)。為此假定在同一過(guò)流斷面上各點(diǎn)的軸面流速 vm 相等，各相鄰流線(xiàn)所形成的過(guò)流面積相等。 (5)外環(huán)第一段圓弧 (接近循環(huán)圓最大直徑 D處 )半徑 r1／ Ra在 0． 28～ 范圍內(nèi)，并隨 d0／ D 增大而減小 (見(jiàn)圖 )。 目前通常用的汽車(chē)和工程機(jī)械用變矩器大多數(shù)按照泵輪→渦輪→導(dǎo)輪的順序排列。這種循環(huán)圓的寬度與直徑之比較小，泵輪和渦輪形狀較扁平，葉片形狀可設(shè)計(jì)成接近于流線(xiàn)型和圓柱形，便于鑄造時(shí)用葉片為模具制作型芯，提高生上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 36 產(chǎn)率。中間流線(xiàn)在液力變矩器內(nèi)是無(wú)形存在的，設(shè)計(jì)時(shí)是要用到的。 圖 葉片數(shù) z 對(duì) ζp 的影響 1內(nèi)環(huán)； 2外環(huán)。 渦輪 32186。內(nèi)。它基本上與液力變矩器的大小、轉(zhuǎn)速的快慢和工作液體的密度無(wú)關(guān)，因此用它來(lái)比較液力變矩器的容量。因此，液力變矩器的透穿性表明了外載荷的變化能不能透過(guò)渦輪影響泵輪 (即發(fā)動(dòng)機(jī) )工作的特性。移動(dòng)兩個(gè)帶輪可以改變它們的有效直徑， 因而影響傳動(dòng)比。這就提供了連續(xù)可變的傳動(dòng)比。導(dǎo)輪是鑄件，一般采用鋁合金壓力鑄造或精密鑄造。 此外，在 B— T— D 型液力變矩器中，泵輪入口液流情況完全取決于置放在它前面的導(dǎo)輪的出口液流的情況，而導(dǎo)輪是固定不動(dòng)的，因此，泵輪的轉(zhuǎn)矩 TB 將只與泵輪的轉(zhuǎn)速 nB 和流量 Q 有關(guān)，當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速 nB 一定時(shí)，TB 只與流量 Q 隨工況的變化有關(guān)。 根據(jù)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)資料，根據(jù)液力變矩器結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，可按如下幾種情況進(jìn)行分類(lèi)。由于從渦輪葉片內(nèi)緣流向?qū)л喌挠鸵喝跃哂邢喈?dāng)大的速度（動(dòng)能），只要將導(dǎo)輪葉片的形狀和角度設(shè)計(jì)得當(dāng)，便可以利 用此油液的沖擊力提高渦輪的輸出轉(zhuǎn)矩。 由于變速器擋數(shù)增多對(duì)汽車(chē)性能帶來(lái)的諸多好處，如能夠充分協(xié)調(diào)汽車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染，操縱更加簡(jiǎn)便和舒適，無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器將成為自動(dòng)變速器未來(lái)的發(fā)展方向。上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） YJ355型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 1 各專(zhuān)業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙 摘 要 本課題主要是關(guān)于 YJ355 型液力變矩器總成的設(shè)計(jì) 。它在現(xiàn)有機(jī)械式離合器加固定軸式手動(dòng)齒輪變速器的基礎(chǔ)上，仿照手動(dòng)換擋過(guò)程，將變速器選擋、掛擋和離合器踏板與油門(mén)踏板的一系列配合動(dòng)作轉(zhuǎn)變成為由計(jì)算機(jī)為指揮核心的自動(dòng)控制器完成的自動(dòng)動(dòng)作，因此它對(duì)原手動(dòng)變速器而言，具有很好的產(chǎn)品繼承性，開(kāi)發(fā)成本降低，制造比較容易，除此之外，它還保留了原有手動(dòng)機(jī)械式變速器傳動(dòng)效率高和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)也成為一種廣受關(guān)注的自動(dòng) 變速器結(jié)構(gòu)。 導(dǎo)輪的作用是改變渦輪上的輸出轉(zhuǎn)矩。液力變矩