【正文】 則由式 計(jì)算渦輪內(nèi)環(huán)偏移量列與下： X10=0 X9= X8= X7= X6= X5= X4= X3= X2= X1= X0= 利用所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三坐標(biāo)，繪畫于 UG 軟件中 圖 渦輪葉片三維示意圖 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) 62 導(dǎo)輪 葉片。 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 測量數(shù)據(jù) 渦輪外環(huán) 序號(hào) 半徑 /mm 軸向距離 /mm 弧長 /mm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 測量變矩器渦輪葉片的相應(yīng)數(shù)據(jù)列于 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) 59 液流作用于渦輪上的轉(zhuǎn)矩為 ???????????????? （ ） ，因此上式可改寫成 ???????????????? （ ） 液流流經(jīng)渦輪的動(dòng)量矩減少， TT 為負(fù)值，表示液體傳出轉(zhuǎn)矩。如果葉片通道的斷面面積不變，液流運(yùn)動(dòng)速度的大小就不會(huì)發(fā)生變化，但液流運(yùn)動(dòng)速度的方向改變了。 液流在渦輪葉片入口和出口處的速度三角形，見 圖 。 下面通過對(duì)液流流經(jīng)渦輪葉片時(shí)，入口和出口處速度三角形的變化來確定上述變化的數(shù)量關(guān)系。液流離開渦輪時(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。 則由 式 計(jì)算泵輪內(nèi)環(huán)偏移量列與下： X10= (0)=0 X9= ()= X8= (+)= X7= (+)= X6= (+)= X5= (+)= X4= (+)= X3= (+)= 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) 57 X2= (+)= X1= (+)= X0= (+)= 利用所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三坐標(biāo)，繪畫于 UG 軟件中 圖 泵輪葉片三維示意圖 渦輪 葉片設(shè)計(jì) 液力變矩器渦輪的工作特性 根據(jù)對(duì)液力變矩器工作過程的分析，渦輪在液力變矩器中的工作可歸納如下。 以直線連接內(nèi)外環(huán)之相應(yīng)點(diǎn)，即可作出泵輪葉片的葉形。利用內(nèi)外環(huán)半徑和偏移量，可以方便并能夠精確地確定葉片的形狀。 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) 51 液力變矩器泵輪的三維設(shè)計(jì) 圖 測量外環(huán)點(diǎn)的軸向距離和半徑 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) 52 圖 測量內(nèi)環(huán)點(diǎn)的軸向距離和半徑 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) 53 圖 測量內(nèi)外環(huán)十等分的弧長 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) 54 表 AUTOCAD 測量泵輪數(shù)據(jù) 外環(huán) 序號(hào) 半徑 /mm 軸向距離 /mm 弧長 /mm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 測量變矩器泵輪葉片的相應(yīng)數(shù)據(jù)列于 表 。圖 上 (2)泵輪葉片與液流相互作用的轉(zhuǎn)矩 液體在泵輪葉片的作用下，動(dòng)量矩發(fā)生了變化，液體由葉片入口至出口，動(dòng)量矩增大，其原因是由于泵輪上轉(zhuǎn)矩 TB 作用的結(jié)果。對(duì)下面討論的渦輪和導(dǎo)輪也是如此。 下面通過對(duì)泵輪葉片入口和出口處液流速度三角形的分析，來建立上述參數(shù)變化的數(shù)量關(guān)系。 ③由發(fā)動(dòng)機(jī)輸入液力變矩器的功率，通過泵輪葉片對(duì)液流的作用，將機(jī)械能變?yōu)橐后w的液體能，并以能頭 H 表示。 ②由于液流進(jìn)入葉片和流出葉片的絕對(duì)速度在數(shù)量和方向上的變化，使液體的動(dòng)量矩發(fā)生變化。 rc= r= 圖 利用測量與計(jì)算出的數(shù)據(jù)調(diào)整十等分，并按交點(diǎn)畫出內(nèi)環(huán)和中間流線 圖 完整做出循環(huán)圓的外環(huán)內(nèi)環(huán)和中間流 線 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)。 rc= r= 9. rs= θ=124186。 rc= r= 7. rs= θ=97186。 rc= r= 5. rs= θ=71186。 rc= r= 3. rs= θ=46186。 圖 在圓弧內(nèi)按過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 測量十等分后交線與外環(huán)相交的 rs和θ 測量數(shù)據(jù)列于下，并且由式 與 計(jì)算出 r 和 rc： （ mm） 1. rs= θ=16186。 半徑 rs 和用角 θ從圖中量出，而 rc 和 r 則可相應(yīng)地按下式計(jì)算 122cs c o sr = ( r )F ?? ?????????????????????? （ ） 122s c o sr = ( r )2F ?? ?????????????????????? （ ） 算得的半徑與相應(yīng)元線之交點(diǎn)的軌跡就是內(nèi)環(huán)。 設(shè)定一些元線，在任意元線 上的過流面積 F 可按下列正截頭圓錐體旋轉(zhuǎn)面公式計(jì)算 22sc( r r )c o sF ? ??? ????????????????????? （ ） 式中 θ—— 元線相對(duì)垂線的夾角，所有元線均垂直于設(shè)計(jì)流線； 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) 45 rs—— 任一元線與外環(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(jì)流線交點(diǎn)上的半徑。為此假定在同一過流斷面上各點(diǎn)的軸面流速 vm 相等，各相鄰流線所形成的過流面積相等。 圖 由所求得的坐標(biāo)畫出三段圓 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) 44 圖 由三段圓根據(jù)切點(diǎn)畫出循環(huán)圓外環(huán) 中間流線和內(nèi)環(huán)的確定 已知外環(huán)后，開始確定內(nèi)環(huán)、設(shè)計(jì)流線。 2 2 21 2 1 3 2 3 1 3 2 32 c os co o o o o o o o o o ?? ? ? ?? ????? （ ） 而 1 2 21 22R R R Roo ?? 2 3 23 22RR RRoo ?? 1 3 23 21RR RRoo ?? 代入后解得 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) 43 2 2 223 21 23 22 23 21 232223 21 23 2122 23 22 2322 23 22 23( RO RO ) +RR RR ( RO RO ) RR c osRR 2 [ ( ) c os( ) c os( ) sinCCCR R R R R O R OR O R O R R R RZ O Z O R R R R???????? ? ???? ? ??? ? ? ?????? （ ） RR22= RO22= ZO22= 至此，三圓弧的圓心位置和半徑，均已求出，可以畫出外環(huán)半周，另半周對(duì)中線對(duì)稱畫出，即可得循環(huán)圓外環(huán)形狀。一般 B1 略大于 B／ 2，而 B 由下近似式求出： B=( 0dD) 2D ????????????????? （ ） B=( 0dD ) 2D = 由圖 根據(jù)幾何關(guān)系，求出切點(diǎn) C 的坐標(biāo) 123 231232c ossi n ( / )CCCCCBZR RO RRZ RR?? ?? ??????? ??? ????????????????? （ ） 設(shè) B1=61 則： ZC= RC= C?? 設(shè)第一、二段圓弧相切在 b 點(diǎn)，連 1OB和 3OC兩半徑，其相交點(diǎn) O3即為第二段圓弧的中心， 1 2 3OOO? ＝ 3OC即為第二段圓弧的半徑 RR2。對(duì)泵輪與渦輪對(duì)稱布置、導(dǎo)輪布置在兩輪之間接近中心軸處的液力變矩器，為了制模方便，一般希望 (實(shí)際上現(xiàn)有液力變矩器均是如此 )導(dǎo)輪外環(huán)由一上海工程技術(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) 42 段圓弧組成，泵、渦輪由兩段圓弧組成。 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。 三圓弧循環(huán)圓的外環(huán)是由三段相切圓弧組成的。數(shù)據(jù)分散，規(guī)律性不太強(qiáng)。 (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 (見圖 )。對(duì)于一般的液力變矩器來說， d0／ D＝ ～ ，相應(yīng)的 B/Ra＝ ～。第二圓弧段的圓心，都不在中線上。 (3)循環(huán)圓由 1～ 3 段圓弧組成，其第一、三段圓弧圓心位置絕大多數(shù)在中線上， 見表 。由三段圓弧組成的純圓形外環(huán)，其眾 d0／ D 值較小， d0／ D≈ ～ ，較多地用于輕型客車的沖擊葉片和殼體的液力變矩器循環(huán)圓，工作輪便于制造。其統(tǒng)計(jì)比例，見 表 。 對(duì)國內(nèi)、外各公司、廠家生產(chǎn)的 18 種運(yùn)輸車輛和工程車輛應(yīng)用的液力變矩器的循環(huán)圓 (圓形 )進(jìn)行分析的結(jié)果，得到下列一些結(jié)論： 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) 38 (1) 循環(huán)圓形狀對(duì)其中線 (見圖 )是對(duì)稱的。這里將通過對(duì)現(xiàn)有液力變矩 器的循環(huán)圓形狀 (主要是圓形的 )進(jìn)行分析，以得到一定規(guī)律。 目前通常用的汽車和工程機(jī)械用變矩器大多數(shù)按照泵輪→渦輪→導(dǎo)輪的順序排列。 ③混流式 這種工作輪從軸面圖看，液流在工作輪流道內(nèi)既有軸向流動(dòng)又有徑向流動(dòng)，它的葉片均為空間扭曲葉片。徑流式工作輪均為單曲葉片。 ①徑流式 這種工作輪從軸面圖 (即沿變矩器旋轉(zhuǎn)軸心線的截面 )看，液流沿著葉片半徑方向流動(dòng)。 故本設(shè)計(jì)采用圓形循環(huán)圓形狀。圓形循環(huán)圓變矩器的空間能得到充分利用，幾乎沒有無葉片區(qū)，所以在與長方形循環(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。 后兩類循環(huán)圓形狀適用于離心式渦輪單級(jí)液力變矩器和多級(jí)液力變矩器，不大適用于綜合式液力變矩器，因?yàn)閱蜗螂x合器安裝困難。 ④長方形循環(huán) 圓 常見于機(jī)車型液力變矩器。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。本設(shè)計(jì)采用此循環(huán)圓形狀。這種循環(huán)圓形狀的液力變矩器，其工作輪可采用沖壓焊接制造或鑄造，泵輪和渦輪完全對(duì)稱布置，導(dǎo)輪布置在內(nèi)徑處，便于安裝單 向離合器，最適合于綜合式液力變矩器。但是循環(huán)圓形狀對(duì)液力變矩器結(jié)構(gòu)尺寸和工作輪制造有很大影響。 圖 液力變矩器循環(huán)圓定義 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) 35 循環(huán)圓形狀的選擇 液力變矩器的循環(huán)圓按照外環(huán)形狀可分為圓形 (