第9章液压与液力传动

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1、图图8-2 8-2 轮式装载机液力机械式传动系统图轮式装载机液力机械式传动系统图1-1-轮胎；轮胎；2-2-脚制动器；脚制动器；3-3-前驱动桥；前驱动桥；4-4-变速箱；变速箱；5-5-转向油泵；转向油泵；6-6-工作工作油泵；油泵；7-7-变速油泵；变速油泵；8-8-液力变矩器；液力变矩器；9-9-柴油机；柴油机；10-10-后驱动桥后驱动桥液力机械式传动系统组成液力机械式传动系统组成液力变矩器液力变矩器第九章第九章 液压与液力传动液压与液力传动液力传动的优点：液力传动的优点：（1 1）使发动机空载起动，并减少起动时的冲击和振）使发动机空载起动，并减少起动时的冲击和振动；动；（2 2）能自

2、动适应外阻力的变化；）能自动适应外阻力的变化；（3 3）防止动力过载损坏，提高了机械的使用寿命；）防止动力过载损坏，提高了机械的使用寿命；（4 4）简化了机械的操纵，变矩器本身就相当于一个）简化了机械的操纵，变矩器本身就相当于一个无级变速箱。无级变速箱。液力传动的缺点：液力传动的缺点： 效率较低，结构复杂，使机械的经济性低，成本高。效率较低，结构复杂，使机械的经济性低，成本高。液力传动的分类液力传动的分类： 液力偶合器和液力变矩器。液力偶合器和液力变矩器。 液力偶合器也称为液力偶合器也称为液力连轴节液力连轴节。它是利用液体。它是利用液体的动能来传递转矩的液力传动的动能来传递转矩的液力传动, ,

3、即通过液体在循环流即通过液体在循环流动过程中，利用液体动能的变化来传递动力。动过程中，利用液体动能的变化来传递动力。一、概述一、概述液力偶合器液力偶合器二、液力偶合器的组成和结构二、液力偶合器的组成和结构 两个直径相同的工作轮，由两个直径相同的工作轮，由发动机曲轴驱动的为泵轮，与发动机曲轴驱动的为泵轮，与输出轴装在一起的为涡轮。叶输出轴装在一起的为涡轮。叶轮内部装有许多半圆形的径向轮内部装有许多半圆形的径向叶片，在各叶片之间充满工作叶片，在各叶片之间充满工作液。液。 液力偶合器简图液力偶合器简图1-泵轮壳；泵轮壳； 2-涡轮；涡轮； 3-泵轮；泵轮； 4-输入轴；输入轴； 5-输出轴输出轴 ；

4、6、7-尾端切去一块的叶片尾端切去一块的叶片 泵泵轮轮涡轮涡轮输出轴输出轴输入轴输入轴涡轮涡轮泵泵轮轮三、液力偶合器的工作原理三、液力偶合器的工作原理涡轮转动后的油液螺旋形路线涡轮转动后的油液螺旋形路线 涡轮和泵轮转速相同时涡轮和泵轮转速相同时的油液流动路线的油液流动路线 随着涡轮转速越来越高，螺旋线拉长，直到循环圆流动停止随着涡轮转速越来越高，螺旋线拉长，直到循环圆流动停止图图9-17 9-17 不同涡轮转速时液力偶合器中工作油液流动路线不同涡轮转速时液力偶合器中工作油液流动路线n n1 1- -泵轮转速；泵轮转速；n n2 2- -涡轮涡轮转速转速泵轮泵轮泵轮泵轮涡轮涡轮涡轮涡轮涡轮涡轮涡

5、轮涡轮四、液力偶合器的特性参数四、液力偶合器的特性参数1、液力偶合器的力矩、液力偶合器的力矩 液力偶合器不能改变力矩，只能将输入轴上液力偶合器不能改变力矩，只能将输入轴上的力矩等量的传给输出轴。的力矩等量的传给输出轴。涡轮力矩与泵轮力矩相同涡轮力矩与泵轮力矩相同: : T T1 1=T=T2 22.效率12/PPinnnTnTPP12112212效率等于涡轮轴的输出功率与泵轮效率等于涡轮轴的输出功率与泵轮轴的输入功率之比。轴的输入功率之比。1001图图9-18 液力偶合器的效率特性液力偶合器的效率特性 偶合器的效率偶合器的效率等于传动比等于传动比,当泵轮转当泵轮转速为常数时则效率与涡轮转速成正

6、比，速为常数时则效率与涡轮转速成正比，即偶合器效率为一过坐标原点的即偶合器效率为一过坐标原点的45斜斜线。当传动比越大，即当涡轮转速越高，线。当传动比越大，即当涡轮转速越高，则偶合器效率越高。当涡轮停止不转时，则偶合器效率越高。当涡轮停止不转时，这时传动比为零，效率也为零。例如车这时传动比为零，效率也为零。例如车辆起步时，传动比和效率就等于零；因辆起步时，传动比和效率就等于零；因为这时涡轮没有对外输出功率。而输给为这时涡轮没有对外输出功率。而输给偶合器的功率全部损耗掉了偶合器的功率全部损耗掉了(损失在液损失在液体摩擦和冲击上体摩擦和冲击上)。其结果是引起油液。其结果是引起油液发热，温度升高。当

7、传动比大于发热，温度升高。当传动比大于0.985时，涡轮轴的负荷已很小或接近于零，时，涡轮轴的负荷已很小或接近于零，这时，效率突然降落下来变为零，这就这时，效率突然降落下来变为零，这就是说偶合器的效率永远小于是说偶合器的效率永远小于1。液力变矩器液力变矩器一、功用与特点一、功用与特点 1.功用：功用： 靠靠液体介质液体介质在在主动元件主动元件和和从动元件从动元件之间之间循环循环流动流动过程中过程中动能的变化动能的变化来来传递动力传递动力,它能满足大型它能满足大型工程机械作业所要求的牵引特性。工程机械作业所要求的牵引特性。 2. 特点：特点： 使工程机械具有自动、无级变速、变矩能力，使工程机械具

8、有自动、无级变速、变矩能力，提高了工程机械自动适应外载荷变化的能力。提高了工程机械自动适应外载荷变化的能力。二、液力变矩器的组成及工作原理二、液力变矩器的组成及工作原理液力变矩器结构组成液力变矩器结构组成从动元件从动元件与输出轴相连与输出轴相连主动元件主动元件与变矩器外壳相连与变矩器外壳相连固定在不动的固定在不动的变速器外壳上变速器外壳上 液力变矩器结构液力变矩器结构 泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许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矩器油液平滑流多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变矩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。过的导

9、环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。 泵轮：泵轮：涡轮上装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向涡轮上装有许多叶片。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泵轮叶片的扭曲的方向相反。涡轮中心有花键孔与变速箱输入轴相连。泵轮叶片与涡轮叶片相对安与变速箱输入轴相连。泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有置，中间有3 34mm4mm的间隙。的间隙。 涡涡 轮轮 导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向自由轮安装在导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向自由轮安装在与变速箱壳体连接的导管轴上。它也是由许多扭曲叶与变速箱壳体连接的导管轴上。它也是由许多扭曲叶片组成。片组成。 导导 轮轮液力变矩器涡流

10、与环流液力变矩器涡流与环流 当油液冲击涡轮叶片时，油液沿着涡轮叶片由外当油液冲击涡轮叶片时，油液沿着涡轮叶片由外向内流动，然后流出冲击导轮叶片，再沿着导轮叶向内流动，然后流出冲击导轮叶片，再沿着导轮叶片流动，回到泵轮进入下一个循环。片流动，回到泵轮进入下一个循环。 当发动机曲轴带动泵轮旋转时，泵轮带动油当发动机曲轴带动泵轮旋转时，泵轮带动油液一起旋转，在离心力的作用下，液一起旋转，在离心力的作用下，油液油液从泵轮叶从泵轮叶片的内缘向外缘流动。片的内缘向外缘流动。把从泵轮、涡轮、导轮又到泵轮的液体流动叫把从泵轮、涡轮、导轮又到泵轮的液体流动叫涡流。涡流。 油液在进行涡流的同时，又绕曲轴中心线旋转

11、，油液在进行涡流的同时，又绕曲轴中心线旋转，我们把液体绕轴线旋转的流动，称为我们把液体绕轴线旋转的流动，称为环流环流。 由于由于导轮导轮的作用，的作用，变矩器不仅能传递转矩变矩器不仅能传递转矩，而且能，而且能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮的转速在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮的转速( (反映着机反映着机械行驶速度械行驶速度) )不同而不同而改变涡轮输出的转矩数值改变涡轮输出的转矩数值。 2、液力变矩器的液力变矩器的工作原理工作原理 因此，变矩器不仅能传递转矩，而且能改因此，变矩器不仅能传递转矩，而且能改变涡轮输出的转矩数值。变涡轮输出的转矩数值。 变矩器之所以能起变矩器之所以能起变矩作用变矩