專利名稱：：?jiǎn)渭?jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型屬于液力機(jī)械傳動(dòng)的單級(jí)三相四元件向心渦輪綜合式液力變矩器，尤其涉及一種單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：液力變矩器是一種通過(guò)液體的動(dòng)能變化來(lái)改變傳遞扭矩的液力機(jī)械。它與一般的機(jī)械傳動(dòng)相比，具有傳動(dòng)性能柔和、效率高的優(yōu)點(diǎn)，因此是自動(dòng)變速箱的主要零部件。首鋼重型汽車廠生產(chǎn)的SGA3722礦用汽車，采用別拉斯公司的7523礦車技術(shù)。其中自動(dòng)變速箱主要是仿制白俄羅斯別拉斯公司的7523礦車用自動(dòng)變速箱。該自動(dòng)變速箱是定軸式變速箱采用電控閥與帶閉鎖離合器的單級(jí)三相四元件向心渦輪綜合式液力變矩器一道組成。該帶閉鎖離合器的單級(jí)三相四元件向心渦輪綜合式液力變矩器主要由閉鎖離合器、一個(gè)泵輪，一個(gè)渦輪和兩個(gè)可單向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輪、以及超越離合器構(gòu)成，它可組成兩個(gè)液力變矩器工況和一個(gè)液力偶合器工況。工作時(shí)泵輪由輸入軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，工作油液就在循環(huán)圓內(nèi)作環(huán)流運(yùn)動(dòng)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)并輸出扭矩，液流從泵輪進(jìn)入渦輪，再進(jìn)入第一級(jí)導(dǎo)輪，經(jīng)第二級(jí)導(dǎo)輪，再回到泵輪。液力變矩器在額定工況附近效率較高，最高效率為8592%。各工作輪是液力變矩器的核心，其葉柵結(jié)構(gòu)的型式和布置位置以及葉片的形狀，對(duì)變矩器的性能有決定作用。由于7523礦車用自動(dòng)變速箱進(jìn)口周期長(zhǎng)，價(jià)格昂貴，于1991年就已國(guó)產(chǎn)化，但在國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中，存在泵輪、渦輪葉片厚薄不均，不同葉片在同一位置厚度差可在2mm以上，且出入邊的角度不合理，因此對(duì)變矩器能容影響很大，尤其渦輪入口角和出口角偏大，使得效率偏低，與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配不合理。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有變矩器與45T礦車的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配不合理的問(wèn)題，提供一種與國(guó)內(nèi)525馬力發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配的液力變矩器葉柵結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)選液力變矩器葉柵結(jié)構(gòu)參數(shù)，達(dá)到與發(fā)動(dòng)機(jī)合理匹配、提高變矩器效率、節(jié)約燃油消耗、降低變矩器的發(fā)熱等優(yōu)異的性能，從而提高了機(jī)件的使用壽命，提高了產(chǎn)品的使用可靠性。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，所述的工作輪包括泵輪、渦輪、第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪；所述的工作輪的葉柵主要包括泵輪的葉片、渦輪的葉片、第一導(dǎo)輪的葉片、以及第二導(dǎo)輪的葉片；其特點(diǎn)是，所述泵輪的葉片入口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為O.625、出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為1.000時(shí)，其循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處的入口角為13(T131°，出口角為129.5°130.5°;循環(huán)圓中間流線處入口角為116°117°，出口角為129.5°130.5°;循環(huán)圓外環(huán)處入口角為114°115°，出口角為129.5°130.5°;所述渦輪的葉片入口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為1.000、出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.625時(shí)，其循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處的入口角為35。36°，出口角為156°157°;循環(huán)圓中間流線處入口角為48°49°，出口角為154°155°;循環(huán)圓外環(huán)處入口角為53。54°，出口角為160°161°;所述第一導(dǎo)輪葉片入口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.598、出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.558時(shí)，其循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處的入口角為120°121°，出口角為9r92°;循環(huán)圓中間流線處入口角為120°121°，出口角為91°92°;循環(huán)圓外環(huán)處入口角為117°118°，出口角為9r92°;所述第二導(dǎo)輪葉片入口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.558、出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.605時(shí)，其循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處的入口角為65。66°，出口角為18。19°;循環(huán)圓中間流線處入口角為74。75°，出口角為26。27°;循環(huán)圓外環(huán)處入口角為79°80°，出口角為35°36°。上述單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，其中，所述泵輪的葉片入口處的厚度為6mm士0.5mm，葉片出口處的厚度為5mm士0.5mm;渦輪的葉片入口處厚度為5mm士0.5mm，葉片出口處的厚度為3mm士0.5mm;第一導(dǎo)輪的葉片入口處厚度為3.6mm士0.5mm，葉片出口處的厚度為2mm士0.5mm;第二導(dǎo)輪的葉片入口處厚度為3.6mm士0.5mm，葉片出口處的厚度為2mm士0.5mm。上述單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，其中，所述的泵輪、渦輪、第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪的循環(huán)圓直徑為470mm。上述單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，其中，所述的泵輪的葉片數(shù)為28，渦輪的葉片數(shù)為24，第一導(dǎo)輪的葉片數(shù)為29，第二導(dǎo)輪的的葉片數(shù)為23。由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，調(diào)整了工作輪各葉片進(jìn)出口處的厚度，將泵輪葉片進(jìn)出口處厚度比原進(jìn)口樣機(jī)(7523礦車用自動(dòng)變速箱)的泵輪葉片進(jìn)出口處厚度減少25%，增大了流通面積；同時(shí)對(duì)渦輪葉片進(jìn)出口處厚度比原進(jìn)口樣機(jī)(7523礦車用自動(dòng)變速箱)的渦輪葉片進(jìn)出口處厚度減薄912.5%;對(duì)循環(huán)圓進(jìn)行微調(diào)，由原直徑471.5mm，改為直徑為470mm。再根據(jù)主機(jī)廠提供的歐III排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，按照多葉排數(shù)學(xué)模型，確定了工作輪葉片的入、出口邊的半徑、以及工作輪葉片的進(jìn)出口角度。使其與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配合理，并大大提高了輸出效率。通過(guò)以下實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本實(shí)用新型的目的、具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，其中附圖為圖1是本實(shí)用新型單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)中各工作輪的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a是泵輪結(jié)構(gòu)示意圖，b是渦輪結(jié)構(gòu)示意圖，c是第一導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)示意圖，d是第二導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)中各工作輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a是泵輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，b是渦輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，c是第一導(dǎo)輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，d是第二導(dǎo)輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本實(shí)用新型涉及單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，所述的液力變矩器主要包括工作輪、輸入軸、輸出軸、以及止推軸承、閉鎖離合器、超越離合器等部件，按常規(guī)結(jié)構(gòu)連接。所述的工作輪包括泵輪1、渦輪2、第一導(dǎo)輪3、第二導(dǎo)輪4;所述的工作輪的葉柵主要包括泵輪的葉片11、渦輪的葉片21、第一導(dǎo)輪的葉片31、以及第二導(dǎo)輪的葉片41。[0013]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)中各工作輪的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a是泵輪結(jié)構(gòu)示意圖，b是渦輪結(jié)構(gòu)示意圖，c是第一導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)示意圖，d是第二導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)示意圖。所述泵輪l的內(nèi)部徑向設(shè)有許多扭曲的葉片ll，葉片內(nèi)緣則設(shè)有讓變速器油液平滑流過(guò)的導(dǎo)環(huán)。渦輪2的內(nèi)部也設(shè)有許多葉片21，所述渦輪葉片的扭曲方向與泵輪葉片的扭曲的方向相反。泵輪葉片與渦輪葉片相對(duì)安置，中間有一個(gè)容置第一導(dǎo)輪3和第二導(dǎo)輪4的間隙。所述第一導(dǎo)輪3和第二導(dǎo)輪4各設(shè)有多個(gè)扭曲的葉片31、41，所述的第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪設(shè)置在所述泵輪和渦輪之間。工作時(shí)泵輪由輸入軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，工作油液在循環(huán)圓內(nèi)作環(huán)流運(yùn)動(dòng)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)并輸出扭矩.液流從泵輪進(jìn)入渦輪，再進(jìn)入第一導(dǎo)輪，經(jīng)第二導(dǎo)輪，再回到泵輪.周而復(fù)始地循環(huán)流動(dòng)，靠液體與葉片相互作用產(chǎn)生動(dòng)量矩的變化來(lái)傳遞扭矩。泵輪將輸入軸的機(jī)械能傳遞給液體，高速液體推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，將能量傳給輸出軸。液力變矩器的各工作輪中心部分成圓環(huán)形稱之為循環(huán)圓內(nèi)環(huán)；所述的泵輪、渦輪、第一導(dǎo)輪、以及第二導(dǎo)輪的各葉片的參數(shù)主要包括循環(huán)圓直徑、各葉片入、出口角度，葉片數(shù)等。各工作輪葉片入口處相對(duì)半徑為葉片中間流線入口處半徑與泵輪中間流線出口半徑之比，出口相對(duì)半徑為葉片中間流線出口半徑與泵輪中間流線出口半徑之比。本實(shí)施例取循環(huán)圓直徑為470mm，其中，泵輪葉片數(shù)為28，渦輪葉片數(shù)為24，第一導(dǎo)輪葉片數(shù)為29，第二導(dǎo)輪葉片數(shù)為23。本實(shí)用新型單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)中，所述泵輪的葉片入口處的厚度為6mm士0.5mm，葉片出口處的厚度為5mm士0.5mm;渦輪的葉片入口處厚度為5mm士0.5mm，葉片出口處的厚度為3mm士0.5mm;第一導(dǎo)輪的葉片入口處厚度為3.6mm士0.5mm，葉片出口處的厚度為2mm士0.5mm;第二導(dǎo)輪的葉片入口處厚度為3.6mm士0.5mm，葉片出口處的厚度為2mm士0.5mm。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本實(shí)用新型單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)中各工作輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a是泵輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，b是渦輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，c是第一導(dǎo)輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，d是第二導(dǎo)輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)結(jié)合下表對(duì)本實(shí)用新型各工作輪的葉片的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。下表顯示的是當(dāng)本實(shí)用新型所述泵輪的葉片入口邊和出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)分別為0.625和1.000時(shí)、所述渦輪的葉片入口邊和出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)分別為1.000和0.625時(shí)、所述第一導(dǎo)輪的葉片入口邊和出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)分別為O.598和O.558時(shí)、所述第二導(dǎo)輪的葉片入口邊和出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.558和0.605時(shí)，所述泵輪、渦輪、第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪的循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處的入口角和出口角、循環(huán)圓中間流線處入口角和出口角、循環(huán)圓外環(huán)處入口角和出口角的角度的參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本實(shí)用新型上述葉柵參數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，滿足了礦用自卸車工作性能要求的葉柵參數(shù)，測(cè)試結(jié)果如下MBg0=532.7NmMBgn=511.15NmK0=2.71[0023]iimax>=84.8%其中MBg?！兙仄髁闼俟r條件下，泵輪在lOOOrpm時(shí)的吸收扭矩；MBgn——變矩器最高效率工況條件下，泵輪在lOOOrpm時(shí)的吸收扭矩；K?！兙仄髁闼僮兙乇?，即零速工況條件下，變矩器的輸出扭矩與輸入扭矩之比；nmax——變矩器的最高效率。從測(cè)試結(jié)果可看出由于本實(shí)用新型采用了上述結(jié)構(gòu)，MBg。(變矩器零速扭矩)增加了17%，MBgJ泵輪在lOOOrpm時(shí)的吸收扭矩)增加了11%，變矩器最高效率增加了4.4%，經(jīng)過(guò)與525馬力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行匹配，渦輪零速時(shí)，泵輪轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的92%，其泵輪最大扭矩為1972.lN.m，比設(shè)計(jì)值大lOON.m，牽引力增加了12.08%，匹配效果良好。同時(shí)大大降低了變矩器的發(fā)熱，延長(zhǎng)了對(duì)整機(jī)的密封件、軸承、摩擦件的使用壽命，大大提高了變矩器的可靠性和使用壽命，減少因變矩器可靠性故障導(dǎo)致的停車損失，提高了使用方的經(jīng)濟(jì)效益。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所做的等效變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。權(quán)利要求單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，所述的工作輪包括泵輪、渦輪、第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪；所述的工作輪的葉柵主要包括泵輪的葉片、渦輪的葉片、第一導(dǎo)輪的葉片、以及第二導(dǎo)輪的葉片；其特征在于，所述泵輪的葉片入口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.625、出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為1.000時(shí)，其循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處的入口角為130°～131°，出口角為129.5°～130.5°；循環(huán)圓中間流線處入口角為116°～117°，出口角為129.5°～130.5°；循環(huán)圓外環(huán)處入口角為114°～115°，出口角為129.5°～130.5°；所述渦輪的葉片入口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為1.000、出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.625時(shí)，其循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處的入口角為35°～36°，出口角為156°～157°；循環(huán)圓中間流線處入口角為48°～49°，出口角為154°～155°；循環(huán)圓外環(huán)處入口角為53°～54°，出口角為160°～161°；所述第一導(dǎo)輪葉片入口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.598、出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.558時(shí)，其循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處的入口角為120°～121°，出口角為91°～92°；循環(huán)圓中間流線處入口角為120°～121°，出口角為91°～92°；循環(huán)圓外環(huán)處入口角為117°～118°，出口角為91°～92°；所述第二導(dǎo)輪葉片入口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.558、出口邊的相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)為0.605時(shí)，其循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處的入口角為65°～66°，出口角為18°～19°；循環(huán)圓中間流線處入口角為74°～75°，出口角為26°～27°；循環(huán)圓外環(huán)處入口角為79°～80°，出口角為35°～36°。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述泵輪的葉片入口處的厚度為6mm士o.5mm，葉片出口處的厚度為5mm士o.5mm;渦輪的葉片入口處厚度為5mm士o.5mm，葉片出口處的厚度為3mm士o.5mm;第一導(dǎo)輪的葉片入口處厚度為3.6mm士o.5mm，葉片出口處的厚度為2mm士o.5mm;第二導(dǎo)輪的葉片入口處厚度為3.6mm士o.5mm，葉片出口處的厚度為2mm士o.5mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的泵輪、渦輪、第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪的循環(huán)圓直徑為470mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的泵輪的葉片數(shù)為28，渦輪的葉片數(shù)為24，第一導(dǎo)輪的葉片數(shù)為29，第二導(dǎo)輪的的葉片數(shù)為23。專利摘要本實(shí)用新型單級(jí)三相液力變矩器工作輪的葉柵結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是，當(dāng)工作輪各葉片入口邊和出口邊相對(duì)半徑無(wú)因次參數(shù)確定時(shí)，泵輪循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處入口角為130°～131°，出口角為129.5°～130.5°；循環(huán)圓中間流線處入口角為116°～117°，出口角為129.5°～130.5°；循環(huán)圓外環(huán)處入口角為114°～115°，出口角為129.5°～130.5°；渦輪循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處入口角為35°～36°，出口角為156°～157°；循環(huán)圓中間流線處入口角為48°～49°，出口角為154°～155°；循環(huán)圓外環(huán)處入口角為53°～54°，出口角為160°～161°；第一導(dǎo)輪循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處入口角為120°～121°，出口角為91°～92°；循環(huán)圓中間流線處入口角為120°～121°，出口角為91°～92°；循環(huán)圓外環(huán)處入口角為117°～118°，出口角為91°～92°；第二導(dǎo)輪循環(huán)圓內(nèi)環(huán)處入口角為65°～66°，出口角為18°～19°；循環(huán)圓中間流線處入口角為74°～75°，出口角為26°～27°；循環(huán)圓外環(huán)處入口角為79°～80°，出口角為35°～36°。輸出效率高，與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配合理。文檔編號(hào)F16H41/26GK201531578SQ20092021202公開(kāi)日2010年7月21日申請(qǐng)日期2009年11月9日優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日發(fā)明者何芳,張錫杰,林義,梁燕,鐘偉成,陳昌尾,黃嘉鑌申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所