车辆工程毕业设计69ZL80装载机液力变矩器设计

第1章绪论

在车辆发展的过程中，传动装置伴随着内燃机的应用而应用。并且为了与其更好的匹配，能够将动力装置输出的转矩、转速变为适应各种行驶工况要求的转矩、转速，进而提高车辆的机动性能。尤其是近半个多世纪以来，车辆传动的技术水平有了很大的提高。经历了从机械传动，到电液控制的液力机械综合传动；为了满足传递功率密度的不断增长，从单功率流到双功率流或多功率流传动，其功用不断完善，来适应使用条件和行驶要求各异的不同车辆。

1.1 选题的目的及意义

液体在运动过程中所具有的液体能一般表现为三种形式：动能，压能，位能。

凡是依靠工作液体动能的变化来传递或变换能量的液体元件称为液力元件。如果在传动系统中有一个或一个以上的环节用液力元件来传递动力，叫做液力传动。常用的液力元件有液力变矩器和液力偶合器。其中液力变矩器由泵轮，涡轮和导轮组成，形成环形工作腔，在工作腔中充有工作油液。工作时，泵轮由动力装置带动旋转，同时带动油液在工作腔中沿循环流线运动，将能量转换为液体的动能和压能。运动的液体经过导轮的变矩作用，把能量通过涡轮传递到后面的传动机构。而液力偶合器只有泵轮和涡轮，没有导轮，没有变矩作用，只具有调速特性。

液力传动的主要优点有以下几个方面：

（1）具有自适应性。液力变矩器能够自动地根据各种行驶工况无级地改变转速，转矩，以适应不同的路面状况和使用要求。转矩随转速的降低自动增大，低速稳定性好。启动扭矩大，有利于平稳起步，加速均匀。

（2）具有过载保护功能。液力变矩器能够减轻传动机构中各种零部件承受过大的过载力矩，同时也缓和了对发动机的冲击。

（3）具有减振的作用。由于工作液体的粘性，液力变矩器可以等效为一定大阻尼小刚度的元件，吸收衰减由于发动机曲轴不平稳运转引起的振动，同时还能提高车辆在像加速或制动这种不稳定工况的动态响应，延长发动机和传动部件的使用寿命。

（4）操纵简化。采用液力传动装置的传动机构可以减小排档数，简

化换档操纵，进而提高车辆的平均行驶速度。

（5）做为辅助制动器与主制动器共同工作，组成联合制动系统，提高车辆的制动效能稳定性，恒定性，有利于行车安全。

诚然，液力传动有相当的优点，但是与机械传动相比，还是有一些缺点。首先就是传递效率问题。与机械传动相比液力传动的效率低很多，经济性较差。其次，补偿供油，控制系统结构复杂，体积较大，造价比较高。而且，如无辅助装置无法进行发动机制动，也不能用牵引办法启动发动机。

1.2 国内外研究的现状

液力传动是在19世纪末20世纪初由盖尔曼·费丁格创造的。经过100多年的发展，液力传动已经广泛应用到铁路机车，矿山机械，工程机械，汽车，军用车辆等各个领域。液力传动最早并不是应用在车辆的传动上，而是被应用在船舶从动力装置到螺旋桨的传动机构中。后来，由于其能改善动力装置的动力特性趋近与理想动力特性的特点，被应用在各种车辆上。无论是大功率特种军用车辆上的综合传动装置，还是近些年来与现代自动换档技术的结合，应用在不同类型和档次的民用车辆上，都展示出液力传动技术的不断成熟，显示出在车辆传动中占有的优势。目前，国外已普遍将液力传动用于轿车，公共汽车，豪华型大客车，重型汽车，牵引车及非公路用车。以美国为例，自20世纪70年代起，每年液力变矩器在轿车上的装备率达90％以上，在市区的公共汽车上的装备率达100％，在重型车载货量在30～80吨的重型矿用自卸车上几乎都采用了液力传动。此外，在大部分坦克和军用车辆上也应用了液力传动，大大提高了战车的机动性和通过性。在欧洲，以德国为例，70年代末在发动机排量为3～4升的轿车上，液力变矩器的装备率就已达60％。目前在日本，新装用的自动变速器几乎全都是带有液力传动的液力机械自动变速器。在我国，于上个世纪50年代，液力传动首先应用于“红旗”牌轿车，60十年代也应用于工程机械，七十年代已应用于多种行业，从仿制逐步走向自行研制的道路。从军用车辆来看，现行研制的新型主战坦克和装甲车辆均已开始采用液力传动。

20世纪40年代起液力传动开始应用于装甲车辆上。瑞典人首先在Strv坦克上应用了液力变矩器。后来美国在M26坦克、M46、M47、M48、M60系列中型和主战坦克以及自行火炮和装甲输送车等几乎全部装甲履带车辆上，都采用了液力传动系统。20世纪70年代德国发展的豹Ⅱ主战坦

克，将液力传动系统的应用技术提高到一个新的技术水平。近些年，液力传动在装甲履带车辆上得到了更广泛的应用。现代战争对战斗车辆的机动性的要求更高了，而采用液力传动系统可以进行动力换档或自动换档，提高车俩的速度。提高加速性能对避开敌人导弹和破甲弹的攻击，提高坦克在战场的生存能力具有重大意义。此外，随着液力传动技术的发展，如闭锁离合器的应用，电液自动换档操纵系统、液压转向的应用，散热器和风扇效率的提高，使液力传动系统的优点更加突出，缺点进一步得到改善。

现代坦克应用的液力传动系统在设计和结构上，具有以下特点：

1.采用带闭锁离合器的液力变矩器和多档变速箱，把液力传动和机械传动的优点结合起来，提高了动力性能，改善了经济性能；

2.采用双流机械或双流液压转向，获得了多半径稳定转向能力，提高了车辆的转向灵活性；

3.采用液压或电液自动操纵；

4.采用高效能的制动器；

5.采用多倒档；

6.整个综合传动系统（包括变速、转向、制动、操纵机构）组成一个箱体，使体积减小、重量减轻。

1.3 设计的主要内容

本文设计液力变矩器的主要内容如下：

1.ZL80装载机液力变矩器总体设计

从ZL80装载机液力变矩器的结构入手，分析动力性能和制动性能的特点，既要保证原有变矩器的性能，又要增加减速器的制动功能。根据车辆的不同要求侧重点不同

2.ZL80装载机液力变矩器的性能计算：发动机净特性，共同工作的输入输出特性。

3.对液力变矩器循环圆尺寸设计计算。

4.对ZL80装载机液力变矩器结构中的单向离合器进行计算和结构设计。

5.对ZL80装载机液力变矩器结构中的闭锁离合器进行计算和结构设计。

6.对ZL80装载机液力变矩器中关键零件进行强度计算和校核。