液力變矩器是以液體為介質(zhì)的液力傳動機(jī)械裝置,對負(fù)載變化有良好的自動適應(yīng)能力。它能簡化車輛的操縱,使車輛起步平穩(wěn),加速迅速、柔和,在工程機(jī)械行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,不過其熱特性對整個工作能力的影響尤為顯著。如果液力傳動系統(tǒng)油溫過高,產(chǎn)生的熱量不能及時散去,傳動油就會變質(zhì),容積效率降低,而且整個傳動系統(tǒng)的傳動特性也可能降低,部分機(jī)件甚至?xí)䲟p壞,密封件也可能會失效漏油。相反,如果傳動系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)散熱能力太強(qiáng),就會使系油溫過低,無法達(dá)到最好的傳動性能。因此車輛設(shè)計階段準(zhǔn)確估算整個系統(tǒng)的產(chǎn)熱量、需要的散熱量,配置合理的相關(guān)參數(shù),從而設(shè)計最合理有效的冷卻系統(tǒng)對提高系統(tǒng)性能是十分重要的。 本文以傳熱學(xué)為理論基礎(chǔ),對液力變矩器工作過程中的能量損失產(chǎn)熱進(jìn)行了分析,得出液力變矩器的產(chǎn)熱計算公式。在這個過程中,運(yùn)用Matlab軟件建立數(shù)學(xué)模型,計算不同工況下發(fā)動機(jī)與液力變矩器共同工作的輸入特性,本質(zhì)就是發(fā)動機(jī)凈轉(zhuǎn)矩特性曲線與液力變矩器泵輪轉(zhuǎn)矩特性曲線的一系列交點(diǎn)。得到不同工況下液力變矩器泵輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,即可得到對應(yīng)輸入功率,再根據(jù)產(chǎn)熱計算公式計算不同工況下液力變矩器的發(fā)熱量,最后由熱平衡方程得出需要的冷卻系統(tǒng)散熱量。文章中以某D400液力變矩器為例,輸入發(fā)動機(jī)與液力變矩器相關(guān)參數(shù),計算出了該液力變矩器的發(fā)熱量,分析各典型工況(不同轉(zhuǎn)速比)：起動工況,轉(zhuǎn)速比為0時；高效區(qū),效率在0.75～0.8；最高效率工況；空載工況,轉(zhuǎn)速比為最大時；偶合工況等的具體情況,最終選取了一特定工況下的發(fā)熱量作為設(shè)計冷卻系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計過程中,分析了傳統(tǒng)方案的不足以及目前對傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的改進(jìn),設(shè)計了某D400液力變矩器冷卻系統(tǒng)方案。然后由計算得出的散熱器的散熱量,通過所需冷卻空氣的循環(huán)量、風(fēng)扇消耗功率、散熱器面積和電機(jī)功率等熱參數(shù)的計算,對冷卻系統(tǒng)主要部件進(jìn)行選型,完成整體設(shè)計。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH137.332
【部分圖文】：

1.2液力變矩器的結(jié)構(gòu)與工作原理液力變矩器是一種復(fù)雜的透平機(jī)械，一般主要由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪三部分組成，圖1一1為液力變矩器的橫截面示意圖。液力變矩器泵輪的葉片和變矩器殼相連，變矩器殼通過螺栓固定到發(fā)動機(jī)的輸出端，所以泵輪葉片的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相同。發(fā)動機(jī)工作時，泵輪將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液能，是液力變矩器的主動元件。渦輪裝在泵輪對面，一般通過花鍵與變速器的輸入軸相連，泵輪引導(dǎo)液體沖擊渦輪葉片，液能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳遞給變速箱，因此泵輪是液力變矩器的輸出元件。導(dǎo)輪的直徑大約是泵輪或渦輪直徑的一半，位于渦輪出口和泵輪進(jìn)口之間，用來改變液體流動的方向，因此導(dǎo)輪是變矩器中的反作用元件。起動齒圈圖1一1液力變矩器示意圖

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文液力變矩器的內(nèi)部充滿著傳動油，液體流動方向如圖1一2。發(fā)動機(jī)啟動后，曲軸帶動泵輪旋轉(zhuǎn)，液力變矩器的泵是一種離心泵，泵輪葉片間的傳動油在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下沿著葉片從內(nèi)緣向外緣甩出，這部分傳動油既具有隨泵輪一起轉(zhuǎn)動的圓周向分速度，又有沖向渦輪的軸向分速度。傳動油以較高的速度沖擊渦輪葉片，推動渦輪與泵輪同方向轉(zhuǎn)動。傳動油再從渦輪流出，其速度可以看做傳動油相對于渦輪葉片表面流出的分速度和隨渦輪一起轉(zhuǎn)動的分速度的合成。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速比較小時，從渦輪流出的傳動油是向后的，傳動油沖擊導(dǎo)輪葉片的前面。但是單向離合器的存在使導(dǎo)輪單向鎖止，所以導(dǎo)輪不動，只是改變傳動油方向?qū)⑵鋵?dǎo)向泵輪

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文圖3一2發(fā)動機(jī)與液力變矩器共同工作輸入特性圖3一2中液力變矩器的輸入特性曲線從左到右依次對應(yīng)轉(zhuǎn)速比i為0，0.1，0.2，…，0.95，1的工況，兩條曲線的交點(diǎn)即為發(fā)動機(jī)與液力變矩器的共同工作點(diǎn)，由上面對應(yīng)的不同轉(zhuǎn)速比時液力變矩器泵輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，結(jié)合式3.8可以得出不同轉(zhuǎn)速比時泵輪軸的輸入功率如表3一3和圖3一4所示:不不同工況下液力變矩器泵輪軸的輸入功率 率液液力變矩器轉(zhuǎn)速比比共同工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)速速共同工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩矩泵輪軸輸入功率率 llllln刀 刀M。 。 Naaa 0000016

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本文編號：2822815