液力變矩囂的應(yīng)用和發(fā)展.doc

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1、液力變矩器的應(yīng)用和發(fā)展液力變矩器具有的優(yōu)良特性，自動(dòng)適應(yīng)性、無級(jí)變速、良好穩(wěn)定的低速性能、減振隔振及無機(jī)械磨損等，是其它傳動(dòng)元件無可替代的。歷經(jīng)百年的發(fā)展，液力變矩器的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，從汽車、工程機(jī)械、軍用車輛到石油、化工、礦?山、冶金機(jī)械等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。液力變矩器的流場理論、設(shè)計(jì)和制造、實(shí)驗(yàn)等研究工作，近年來，也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。1.液力變矩器的應(yīng)用國外己普遍將液力傳動(dòng)用于轎車、公共汽車、豪華型大客車、重型汽車、某些牽引車及工程機(jī)械和軍用車輛等。以美國為例，H70年代起，每年液力變矩器在轎車上的裝備率都在90%以上，產(chǎn)量在800萬臺(tái)以上，在市區(qū)的公共汽車上,液力變矩器的裝

2、備率近于100%,在重型汽車方而，載貨量30?80t的重型礦用H卸車幾乎全部采用了液力傳動(dòng)。迄今為止，在功率超過735kW,載貨量超過100t的重型汽車上，液力傳動(dòng)也得到了應(yīng)用。如阿里森(ALLISON)的CLBT9680系列液力機(jī)械變速器就應(yīng)用于功率為882.6kW＞裝載量為10&的礦用H卸車上，在某些非公路車輛上，在大部分坦克及軍用車輛上也裝備了液力傳動(dòng)。在歐洲和日本，近年來裝備液力傳動(dòng)的車輛也有顯著增加。國外較大噸位的裝載機(jī)、推土機(jī)等工程機(jī)械多數(shù)都采用了液力傳動(dòng)。我國在50年代就將液力變矩器應(yīng)用到紅旗牌高級(jí)轎車上，70年代又將液力變矩器應(yīng)用于重型礦用汽車上。H前，我國車輛液力變矩

3、器主要應(yīng)用于列車機(jī)車、一些工程機(jī)械和新一代的主戰(zhàn)坦克及步兵戰(zhàn)車等車輛上。液力傳動(dòng)在國內(nèi)工程機(jī)械上的應(yīng)用始于60年代，由天津工程機(jī)械研究所和廈門工程機(jī)械廠共同研制的ZL435裝載機(jī)丄的液力傳動(dòng)開始的。80年代由天津工程機(jī)械研究所研制開發(fā)了”YJ單級(jí)向心渦輪液力變矩器葉柵系統(tǒng)”和”YJSW雙渦輪液力變矩器系列”。兩大系列H前己成為我國國內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)的液力變矩器的主要產(chǎn)品。其產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)己達(dá)到國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。80年代北京理工大學(xué)為軍用車輛研制開發(fā)了Ch300、Ch400、Ch700、Ch1000系列液力變矩器，突破大功率、高能容、高轉(zhuǎn)速液力變矩器的設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵技術(shù)，達(dá)到國際

4、先進(jìn)水平，滿足了軍用車輛的使用要求。-?些合資企業(yè)生產(chǎn)的轎車和重型載重車等也應(yīng)用了進(jìn)口的液力變矩器。同國外相比，我國車輛應(yīng)用液力變矩器雖然有了一定基礎(chǔ)，但應(yīng)用范圍窄，數(shù)量較小，在中型載貨汽車、公共汽車、越野汽車等車輛上沒有應(yīng)用或應(yīng)用極少。西部大開發(fā)和我國經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展，交通運(yùn)輸、水利水電、建筑業(yè)、能源等領(lǐng)域?qū)⑹前l(fā)展重點(diǎn)，因此液力變矩器在我國有廣闊的市場。2.液力變矩器技術(shù)的發(fā)展H前廣泛使用的液力變矩器主要有下列幾種形式：1）普通三工作輪閉鎖式液力變矩器，如圖lo結(jié)構(gòu)簡單，車輛起動(dòng)和低速行使時(shí)，主要利用變矩器的增矩性能，換檔時(shí)利用變矩器的緩沖性能，高速時(shí)將變矩器閉鎖，充分利用機(jī)械傳動(dòng)的高效

5、性能。2）多工作輪液力變矩器，如圖2。主要用于需要起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的工程機(jī)械和車輛，和需要液力變矩器多工況工作的機(jī)械上。3）可調(diào)（導(dǎo)葉）式液力變矩器，如圖3。當(dāng)負(fù)載需作雙向運(yùn)動(dòng),對(duì)動(dòng)力性能具有恒速或恒力等特殊牽引特性要求時(shí)，液力變矩器必須具有可調(diào)節(jié)反饋控制的功能，并在動(dòng)態(tài)指標(biāo)方面滿足一?定的要求。主要應(yīng)用領(lǐng)域是，具有特種牽引要求的各種軍、民用機(jī)械，如空屮加油軟管曳繞卷盤機(jī)械，主被動(dòng)雙向運(yùn)動(dòng)恒力加載試驗(yàn)機(jī)械，大型固定式提升機(jī)械，陸基或船基水下物件曳繞機(jī)械等。4）牽引■制動(dòng)型液力變矩器，如圖4O在保證牽引能力的同時(shí)，充分利用液力變矩器的減速制動(dòng)性能。俄羅斯研制了一種牽引■制動(dòng)型液力變矩器。國內(nèi)的

6、研究人員曾對(duì)液力變矩器的制動(dòng)工況做過一些研究和探索，但是并沒有形成系統(tǒng)的完善的理論，沒有結(jié)合具體的車輛設(shè)計(jì)出具體結(jié)構(gòu)。北京理工大學(xué)正在研究牽引■制動(dòng)型液力變矩器，已完成了工作原理和設(shè)計(jì)理論的研究，在2?3年內(nèi)可研制出產(chǎn)站樣機(jī)。2.1流場理論的發(fā)展現(xiàn)狀液力變矩器是葉輪機(jī)械的一種。液體在液力變矩器工作輪流道屮的流動(dòng)是粘性、不可壓縮的三維不穩(wěn)定流動(dòng)。基于建模和計(jì)算的復(fù)雜性和液力變矩器流場的特殊性，長期以來在工程屮采用的是一維流動(dòng)理論，即束流理論。由于它的簡便性和一定的合理性，因而具有工程實(shí)用價(jià)值，ri前得到廣泛應(yīng)用的液力變矩器的設(shè)計(jì)理論仍是束流理論。一?元束流理論的優(yōu)點(diǎn)是物理概念簡單，設(shè)計(jì)計(jì)

7、算工作大為簡化和易于掌握等。但由于其諸多假設(shè)與變矩器內(nèi)流場有很大差別，所以用一維束流理論設(shè)計(jì)出來的變矩器往往不能達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)，而要經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)和改進(jìn)，這就大人地增加了試驗(yàn)量和研制周期。隨著車輛、工程機(jī)械等行業(yè)對(duì)液力變矩器性能和研制周期要求的不斷提高，給液力變矩器的研究提出了新的課題，研究人員在液力變矩器流場理論的研究上付出了很多努力，取得了一定進(jìn)展。在一元束流理論的基礎(chǔ)上發(fā)展了二維流動(dòng)理論。它將工作輪屮的流動(dòng)簡化為過旋轉(zhuǎn)軸心的一組平行軸