液体传动和液力变矩器

一、液压传动和液力传动
因此，通过离心泵与涡轮机的组合，即可实现能量传递。 离心泵和涡轮机结合形成了液力传动的原始雏形，因为离心泵与涡轮机的效率 低，再加上管路损失，系统总效率一般低于0.7，实际上不宜使用。为了提高效 率，应设法使离心泵工作轮（泵轮）与涡轮机工作轮（涡轮）尽量靠近，取消 中间的连接管路和导向装置，从而形成了液力传动的基本形式之一—液力偶合 器。这样不但结构简化，而且效率有了很大提高。
三、液力变矩器结构
三、液力变矩器结构
四、液力变矩器工作原理
1、机械能→动能过程：泵轮由发动机驱动旋转，推动液体随泵轮一起绕其轴 线旋转，使其获得一定的速度(动能)和压力。其速度决定于泵轮的半径和转速。 2、动能→机械能过程：液体靠动能冲向涡轮，作用于叶片一个推力，推动涡 轮一起旋转，涡轮获得一定转矩(机械能)。少部分液体动能在高速流动中与流 道摩擦生热被消耗。 3、动量矩变化过程：导轮固定，液体流经时无机械能转化，由于导轮叶片形 态变化(进出口叶片面积不等)，液流速度和方向发生变化，其动量矩改变。动 量矩变化取决于叶片面积的变化。若没有固定的导轮，就是一个液力偶合器。 涡轮转速随外界负荷的不同而变化，液流冲击叶片的方向和速度亦随之变化。
六、液力传动的特点
1、使车辆具有良好的自动适应性 当外载增大时，变矩器能使车辆自动增大牵引力，同时车辆自动减速，以克服增大了的外载 荷；反之，当外载荷减小时，车辆又能自动减小牵引力，提高车辆的速度，既保证了发动机 能经常在额定工况下工作，同时又可避免发动机因外载荷突然增大时而熄火。因此，司机可 不必为发动机熄火而担心，同时又满足了车辆牵引工况和运输工况的要求。 2、提高了车辆的使用寿命 由于液力传动的工作介质是液体，能吸收并减少来自发动机和外载荷冲击，即液力传动的滤 波性能和过载保护性能，提高了车辆的使用寿命，以重型汽车为例：发动机的寿命增加47%， 变速箱的寿命增加40%，后桥差速器寿命增加93%。
四、液力变矩器工作原理
五、液力变矩器的自动适应性
从液力变矩器的外特性曲线（如图所示）看得更清楚。所 谓液力变矩器的外特性，就是泵轮以一定转速转动时，涡 轮扭矩随着涡轮的转速不同而变化的曲线。 从图中的曲线可看出，当泵轮转速nB为常数时，涡轮扭 矩M是随其转速nT的增加而逐渐减小的；当涡轮的转速 在较低的nT1时，MT>MB。其差值等于导轮的反作用扭 矩MD。随着nT的增长，MD逐渐减小。当nT增大到 n’T1点时，MD=0，此时MT=MB。如果nT再增大到超 过n’T1时，则出现MD<0。这表明自涡轮出来的液流方 向改变到冲击导轮叶片的背面了，从而使导轮的反作用扭 矩变成一个负值了，此时MT=MB-MD。当nT继续增加 到nT=nB时，MT=0，即此时不再传递动力了。
一、液压传动和液力传动
液力传动（又称动力式传动），利用液体的动能来传递能量的，叫液力传动。 液力传动是基于水利学的欧拉方程，主要是利用液体在叶轮上的动能的变化来 工作的，其输人轴和输出轴是非刚性连接的，其扭矩是靠液体来传递的，主要 元件有液力变矩器和液力偶合器。液力传动是与液压传动完全不同的一种以液 体为工作介质的传动方式，利用工作液体的动能变化来实现动力传递，即将液 体的动能转变为机械能。
二、液力偶合器工作原理
第三节
液力变矩器 结构和工作原理
一、液力变矩器基本术语
与液流发生作用 的一组叶片数叫 做元件。
元件
涡轮的元件数即为液 力变矩器的级数。
级
相
借助于某些机构的作用，一些元件在一定工况下改变作用，从而改变了变矩器的工作状态， 这种工作状态数称为变矩器的相数。三元件综合式液力变矩器如图1-1-8所示。
当n t>n’t时，导轮通过自由轮滑转，导轮失去作用而转入偶合器工况工作，由于其具有 变矩器和偶合器两种工作状态，故三元件综合式变矩器称为单级两相变矩器。
二、液力变矩器分类
液力变矩器分类
单机单相变矩器
多相（综合式）变矩器
多级变矩器
按涡轮位置不同
按工作轮排序不同
二相
三相
四相
双级
三级
向心式 轴流式 离心式 B-T-D B-D-T
1920
1974
我国已开始自行设计，并相 继制定出《单级向心涡轮液
力变矩器条例》和《…双涡轮
液力变矩器条例》。
四、液力传动应用
虽然我国许多领域中都采用了液力元件，但与国外先进工业国家相比，目前尚 存在一定差距，应用还不够广泛，产品尚未形成系列，性能和可靠性方面也有 待进一步提高。 当前，我国液力变矩器的发展趋势是工作可靠、性能稳定、效率高、结构简单、 操纵方便、成本低、逐渐形成系列化生产。
三、液力传动发展概况
1902
包易尔教授在费丁格 尔液力变矩器的基础 上去掉导轮装置，便 构成了第台液力偶合 器。
1950
工程机械和起重 机械自1964年开 始采用液力传动。
我国在红旗牌轿车 上采用了单级四叶 轮三相液力变矩器。
1964
第一台液力变矩器 是德国的费丁格尔 教授于1902年首先 提出的，并于1908 年应用在工业上。
B：泵轮 D：导轮 T：涡轮
二、液力变矩器分类
按液力变矩器各工作轮相互结合工作的数目，又可以又可分为单相、两相、三相液力变矩器。 ①单相液力变矩器只有一个变矩器工况。 ②两相液力变矩器，不仅具有一个变矩器工况，而且具有一个偶合器工况，如综图（c）所示。 ③三相液力变矩器，具有两个变矩器工况和一个偶合器工况。把变矩器导轮分割成两个，各 自安装在独立的单向离合器上（双导轮综合式变矩器）即可实现，如图（d）所示。
《土石方机械运用与维护》
液体传动和 概述
一、液压传动和液力传动
在施工机械中，传动是指能量或动力由发动机向工作装置的传递，通过各种不同的传动方式使发动机 的转动变为工作装置各种不同的运动形式。如装载机动臂的提升、下降，挖据机动臂、斗杆及铲斗的 复杂运动，平地机刮刀的升降、引出、回转，等等。
二、液力偶合器工作原理
泵轮内的工作液体除了径向流动（沿循环圆环流） 外，还要随泵轮的旋转绕轴线作圆周运动。前者 径向流动为相对运动，后者为牵连运动。两者合 成的绝对运动则斜对着涡轮，冲击其叶片，然后 顺着涡轮叶片再流回泵轮中心（如图（c）所示）。
二、液力偶合器工作原理
斜向冲击涡轮叶片的液流遇到静止的涡轮，其圆 周速度将立刻被迫下降到趋于零，从而对涡轮叶 片造成一个沿涡轮圆周方向的冲击力，此力对涡 轮产生一个与泵轮同向旋转的扭矩，于是涡轮便 开始旋转，通过从动轴向外输出扭矩和转速。这 就是液力偶合器以液体为工作介质开始传递动能 的情况（如图（d）（e）所示）。
B：泵轮 D：导轮 T：涡轮
二、液力变矩器分类
按涡轮在循环圆中的位置（或形态）又分为以下几种： ①向心涡轮式液力变矩器，如图（g）所示。变矩器涡轮中的工作液流从周边流入中心。这个工作液 流方向由涡轮进口半径r1大于涡轮出口半径r2来保证实现。 ②轴流涡轮式液力变矩器，如图（h）所示。变矩器涡轮中的工作液流，是作轴向流动。这将由大小 相似的涡轮进口半径来实现。 ③离心涡轮式液力变矩器，如图（i）所示。该变矩器涡轮中，工作液流是从中心流向周边的。这将 由涡轮进口半径r1小于涡轮出口半径r1来保证实现。
1、主动轴 2、被动轴 3、泵轮输入盘 B、泵轮 T、涡轮
一、液力偶合器结构
此环状空腔称为循环 圆，工作时工作液体 即在其间循环流动。 此循环圆的截面示意 图如图（b）所示。
二、液力偶合器工作原理
当发动机带着泵轮旋转时，充满在泵轮内的工作液体也 被叶片带着一起旋转（绕泵轴作圆周运动），并在离心 力的作用下力图从叶片的内缘B向外缘A流动（如图（a） 所示）。故造成叶片外缘（泵轮出口处）的压力较高， 而内缘（泵轮中心）的压力较低。其压力差的大小取决 于泵轮的半径与转速。此时，如果充满工作液体的涡轮 仍处于静止状态，则涡轮外缘与中心的压力同为一个大 气压。这样，显然涡轮外缘的压力低于泵轮外缘的压力， 而涡轮中心的压力则高于泵轮中心的压力。
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以电能传递能量，如 电动机等。
一、液压传动和液力传动
液压传动（又称容积式传动）是利用在密闭 容积内，液体压力来传递能量的传动。如图 所示，液压千斤顶就是一种简单的液压传动。 液压传动是基于水科学的帕斯卡原理，主要 是利用液体的静压力能靠容积变化相等的原 理来传递能量的，其扭矩与转速无关，其他 主要原件有液压泵、阀、缸、液压马达等。
二、液力偶合器工作原理
由于两个面对面工作轮是同为一个外壳所封闭着， 所以此时被泵轮甩到外缘的工作液体就朝着涡轮 外缘冲过去，顺着涡轮叶片向其中心流，然后再 返回到泵轮中心。由于泵轮不停的旋转，返回到 泵轮中心的工作液体又被泵轮叶片再次甩到外缘。 工作液体就这样循环不息地在循环圆中环流着 （如图（b）所示）。
六、液力传动的特点
3、提高了车辆的舒适性 釆用液力传动后，车辆起步平稳，并在较大的速度范围内实现无级变速，可以吸收和减少外 载荷的冲击，从而提高了车辆的舒适性。 4、提高车辆的通过性能 液力传动可以使车辆以任意低的速度行驶，这样便使车辆与地面的附着力增加，从而提高了 车辆的通过性能。这对地下装载机在泥泞不平的路面条件下作业是有利的。 5、操作简便 因为液力变矩器本身就是一个无级自动变速器，发动机动力范围得到扩大，故变速箱的挡位 可以减少。采用动力换挡装置后，使换挡操纵简便，从而大大降低了驾驶员的劳动强度。
二、液力传动的结构形式
液力传动的结构包括：第一，能量输入部件（一般称泵轮，以B表示），可以接受发动机传来的机械能，并将其转换 为液体的动能；第二，能量输出部件（一般称涡轮，以T表示），可以将液体的动能转换为机械能而输出。 如果液力传动装置只有上述两个部件，则称这一传动装置为液力偶合器，如图1-1-3所如果除上述两部件之外，还有 一个固定的导流部件，如图1-14所示，则称这个液力传动装置为液力变矩器。这一导流部件称为导轮（以D表示）。 为了扩大液力元件的使用范围，可将液力偶合器或液力变矩器与各种机械元件组合成个整体，称为液力机械元件（或 称液力机械偶合器或液力机械变矩器）。