驱动60吨的传动变速箱液力变矩器的方案设计

驱动60吨的传动变速箱液力变矩器的方案设计摘要驱动60吨的液力传动变速箱主要利用液力变矩器配合变速箱中的齿轮实现换挡功能。

设计中液力变矩器为单级二相三元性结构，它直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。

通过泵轮将输入的机械能转变为工作液体的动能、压力能，再经涡轮将液体的动能转变为机械能而输出。

关键词转矩功率；循环圆设计；叶片参数；冷却装置
中图分类号u416 文献标识码a 文章编号1674-6708（2013）82-0163-02
随着国内汽车市场的发育成长，液力传动变速箱产品型谱逐步细化，产品的针对性越来越强，因此在保证现有液力传动变速箱生产和改进的同时，要紧跟重型商用车行业向高档、高技术含量和智能化方向发展的趋势，要紧跟客车低地板化、绿色环保化、城市公交大型化的发展方向，开发和生产具有自主知识产权、适合我国国情的重型车用液力传动变速箱。

本次设计的液力传动变速箱是由液力变矩器和具有前进二档、后退二档共四个档位的动力换档变速箱组成的液力传动变速箱。

液力传动变速箱主要利用液力变矩器配合差动轮系齿轮箱实现换挡功能。

传动过程中，液力变矩器中液体分子在高压，高速运动中有相对运动。

液力传动变速箱档位少变化大，连接平稳，因此操作容易。

驱动60吨的液力传动变速箱主要设计参数：
液力传动变速箱主要利用液力变矩器配合变速箱中的齿轮实现换挡功能。

液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。

由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排齿轮提高效率。

1 液力变矩器概述
液力变矩器是液力传动变速箱最具特点的部件，本次设计的液力变矩器为单级二相三元性结构，有3个工作轮：泵轮、涡轮、导轮。

它直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。

通过泵轮将输入的机械能转变为工作液体的动能、压力能，再经涡轮将液体的动能转变为机械能而输出，在这一过程中，通过导轮增加了输出力矩。

它能根据外载荷的变化自动完成无级变矩、无级变速的平稳传动，有效衰减了传动中的冲击和震动。

2 液力变矩器的结构与工作原理
变矩器的结构包括泵轮、涡轮、导轮和罩轮，泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。

变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。

同泵轮一样，涡轮也装有许多叶片。

但涡轮叶片的扭曲方向与
泵轮叶片的扭曲的方向相反。

涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相连。

泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有3mm～4mm的间隙。

导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向离合器安装在与油泵连接在一起的导轮轴上，油泵安装在变速器壳体上。

3 液力变矩器的设计与计算
3.1液力变矩器的转矩功率计算
3.2液力变矩器循环圆设计
1）循环圆形状的选择
采用圆形循环圆。

2）工作轮在循环圆中的排列位置
径流式工作轮从轴面图看，液流沿着叶片半径方向流动。

我们按照设计要求和生产方便采用这种。

（2）确定循环圆内径
3.3液力变矩器叶片设计
液力变矩器装配图
3.4液力变矩器各种性能及其评价
1）变矩性能
变矩性能是指液力变矩器在一定范围内，按一定规律无级地改变由泵轮轴传至涡轮轴的转矩值的能力。

变矩性能主要由无因次的比特曲线k=ki来表示。

评价性能好坏的指标有如下两种工况，一是i=0时的变矩比值k0，通常称为失效变矩比；二是变矩比k=1时的转速比i值，以im表示，通常称做偶合器工况点的转速比，它
表示液力变矩器增矩的工况范围。

2）自动适应性能
自动适应性能是指液力变矩器在发动机工况不变或变化很小的情况下，随着外部阻力的变化，在一定范围内自动地改变涡轮轴上的转矩tt和转速nt，并处于稳定工作状态的能力。

3）经济性能
4）负荷特性
负荷特性是指它以一定的规律对发动机施加负荷的性能。

液力变矩器施加于发动机的负荷性能完全由泵轮的转矩变化特性决定。

5）透穿性能
透穿性能是指液力变矩器涡轮轴上的转矩和转速变化时泵轮轴上的转矩和转速相应变化的能力。

4 液力变矩器的冷却装置设计
液力变矩器在工作时，由于能量的损失，会产生很多的热量，这种热量和液力变矩器传递的功率有关。

为了确定冷却所需的循环流量，用以选择冷却器及补油泵的容量，就必须知道变矩器与传动系的发热量。

可得如下结论：液力变矩器的功率损失为发动机额定功率的20%～25%；
传动系的功率损失约为发动机额定功率的5%～8%；
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