内燃机车液力传动1综述资料课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,内燃机车液力传动,内燃机车液力传动,1,主要内容,内燃机车液力传动,第一章 绪论,传动装置的作用、分类,液力传动的基本概念、应用与发展,第二章液力变矩器,变矩器的结构、工作原理、特性曲线；,变矩器内部的流动分析、流动损失与能量平衡、变矩器的计算性能简介；,变矩器的外特性、外特性曲线族，全外特性；,变矩器的无因次特性、透穿性与透穿度；,变矩器与柴油机共同工作的输入特性、输出特性、输出特性的调节方法；,变矩器的结构与分类；,变矩器的试验、工作液体、补偿系统。,主要内容内燃机车液力传动第一章 绪论,2,第三章 液力偶合器,内燃机车液力传动,偶合器的结构特点、性能特点；,偶合器的外特性、无因次特性；,偶合器与柴油机共同工作特性；,偶合器与电动机共同工作特性；,偶合器的结构与分类,。,第三章 液力偶合器内燃机车液力传动,3,第四章 液力传动装置,内燃机车液力传动,液力传动装置分类、单循环圆与多循环圆优缺点比较,纯液力传动、恒低速液力传动，液力换向等几种液力传动装置的组成,液力传动装置的换挡,液力传动装置的换向,液力传动装置的设计及牵引特性计算,第五章 液力制动,液力制动（液力制动器、液力制动特性）,第四章 液力传动装置内燃机车液力传动,4,讲座,1 液力传动装置的新发展,2 液力传动装置在内燃动车组上的应用,内燃机车液力传动,讲座1 液力传动装置的新发展内燃机车液力传动,5,内燃机车液力传动,第一章 绪论,一、传动装置的作用,在内燃机车（动车）上，柴油机和动轮不能直接相连，,传动装置,是必不可少的一部分,。,它起到,直接相连,不能解决的,起动、速度范围扩展、特性变换,的作用。,1、,把发动机的特性变成适合车辆运行的牵引特性,牵引特性：牵引力与运行速度之间的关系,机车的理想牵引特性：,-在机车持续速度范围内充分发挥柴油机的额定功率，有效转变为轮周功率,-低速牵引力大（保证起动、加速力大）,-高速牵引力小（能达到规定的速度并剩余加速力,内燃机车液力传动第一章 绪论一、传动装置的作用,6,机车轮周功率,柴油机功率、辅助功率、传动效率 不随车速变，,则有,牵引力与速度呈双曲线关系,理想牵引特性曲线=,粘着牵引力曲线+双曲线,内燃机车液力传动绪论传动装置,机车轮周功率柴油机功率、辅助功率、传动效率,7,最大速度、最低持续速度,Vmin Vmax,干线货运机车：2030 100140,干线客运机车：3040 120160,调/小 机车：510 3040/80100,最大速度、最低持续速度Vmin,8,内燃机车液力传动,柴油机特性,柴油机的调速特性全程式调速器,柴油机的外特性（额定供油量）,柴油机的调速特性两极式调速器,内燃机车液力传动柴油机特性柴油机的调速特性全程式调速器柴,9,由此看来，柴油机力矩曲线与机车要求的牵引曲线差别较大，,不满足牵引要求。,2、持续速度范围问题：,柴油机的弹性系数（最大最小转速之比），只有23，而机车的最大速度与最低持续速度之比为46以上，速度范围完全不同。,3、起动与换向,柴油机必须在怠速以上的转速范围内才能稳定工作，传动装置能使柴油机无载起动，变换机车运行方向。,内燃机车液力传动,由此看来，柴油机力矩曲线与机车要求的牵引曲线差别较大，内燃机,10,1,便于柴油机起动；,2 持续速度范围要大；,3 要能使柴油机在额定工况下持续工作；,4 传动效率尽可能地高；,5 有使机车换向的机构，并保证前进、后退性能相同；,6 可靠性高、维修性好、适应各种工作条件；,7 结构简单、尺寸紧凑、重量轻、造价低；,8 尽可能系列化、模块化。,内燃机车液力传动,对传动装置的要求,1 便于柴油机起动；内燃机车液力传动对传动装置的要求,11,内燃机车液力传动,二、什么是液力传动？,传动路线中含有液力元件的传动系统（装置）,液力元件：液力变矩器、液力偶合器,液力传动 液压传动 静液压传动,液力元件 液压元件 液压元件,液力变矩器,液力偶合器,缸,阀,泵,泵,马达,内燃机车液力传动二、什么是液力传动？传动路线中含有液力元件,12,内燃机车液力传动,机车传动装置的分类类型,干线内燃机车,电力传动,静液压传动,液力传动,机械传动,小型内燃机车、窄轨内燃机车,动力传动形式：,内燃机车液力传动机车传动装置的分类类型干线内燃机车电力传动静,13,内燃机车液力传动,第二章 液力变矩器,2.1.1 变矩器的基本结构,2.1 变矩器的工作原理,变矩器有三个叶轮：,泵轮与柴油机相连，吸收功率,涡轮与输出轴相连，输出功率,导轮与不转动的壳体相连，承受不平衡力矩,泵轮、涡轮、导轮，其中泵轮和涡轮互不相联,内燃机车液力传动第二章 液力变矩器2.1.1 变矩器的基本,14,内燃机车液力传动第二章,2.1.2 变矩器的工作原理,泵轮由动力机带动旋转，在其叶片作用下，动力机的机械能转变成流体的动能和压力能，,液流以较高的速度和压力流出泵轮，随后紧接着进入涡轮，作用其叶片上，推动涡轮旋转，流体的动能和压力能再转变为机械能。,流体离开涡轮后再进入导轮，由于导轮不动，故液体与导轮无能量交换，在导轮叶片作用下，液流又以一定方向流回泵轮，重复前面的过程，循环不止。,内燃机车液力传动第二章2.1.2 变矩器的工作原理泵轮由,15,内燃机车液力传动,2.1.3 变矩器的特性曲线,JQB2型变矩器：试验条件n,B,=1150 rpm；,22号透平油；油温90100,C；供油压力0.07MPa,液力变矩器外特性图,变矩器的特性曲线,特点：无级变速、自适应、输入输出无机械（刚性）联系、原理上可实现爬行速度,内燃机车液力传动2.1.3 变矩器的特性曲线JQB2型变矩器,16,内燃机车液力传动,2.2变矩器的基本几何参数,定义几何参数、分析解释特性曲线,几何 流动 特性,2.2.1 变矩器的循环圆及基本几何参数,循 环 腔：由B、T、D轮流道和壳体之间形成的液,流循环流动的工作腔,轴 线：转动件（叶轮、轴）的回转中心线,轴 面：包含回转轴线的平面,回转曲面：曲线绕轴线回转一周形成的曲面,循 环 圆：循环腔的在任一轴面的断面图,（以轴线上部表示）,内燃机车液力传动2.2变矩器的基本几何参数定义几何参数、分,17,内燃机车液力传动,循环圆的作用,各叶轮的排列顺序、布置位置、几何尺寸（据此可预知变矩器的特性及其类型）,循环圆的有效直径，D最大直径（代表尺寸，可估计变矩器吸收功率大小）,变矩器的内环与外环（BTD流道内外侧回转曲面在轴面上的封闭曲线）,变矩器的芯部（内环所构成的空间）,叶轮的进出口边（旋转投影的轴面交线）位置和宽度,工作轮的类型：,径流式工作轮：叶片布置在半径方向，液体在叶片流道内只有径向流动,轴流式工作轮：-轴向，液体在叶片流道内只有轴向流动,混流式工作轮：叶片占据径向和轴向，液体在叶片流道内既有径向流动,又有轴向流动,叶片的类型（单曲叶片/柱状叶片 双曲叶片/空间叶片）,内燃机车液力传动循环圆的作用各叶轮的排列顺序、布置位置、几何,18,内燃机车液力传动,循环圆,内燃机车液力传动循环圆,19,内燃机车液力传动,工作轮,内燃机车液力传动工作轮,20,内燃机车液力传动,叶片,内燃机车液力传动叶片,21,内燃机车液力传动,叶型,内燃机车液力传动叶型,22,内燃机车液力传动,变矩器（循环腔）基本几何参数,实际流动复杂 用,液流在平均回转曲面上的流动状况,来代表,变矩器,内部流动的平均物理现象,平均回转曲面：叶轮内外侧回转曲面之间的一个假想的,回转曲面，均分内外侧流量,平均回转曲面上各叶轮,叶片进出口半径：R1，R2（R1B，R1T，R1D，R2B，R2T，R2D）,叶片进出口处轴面流道宽度：b1,b2,叶片进出口处的叶片倾斜角（骨线角）：,叶片进出口处的叶片法向厚度：,叶轮叶片数：Z1，Z2,叶片节距：,叶片阻塞系数：a,内燃机车液力传动变矩器（循环腔）基本几何参数实际流动复杂,23,内燃机车液力传动,平均回转曲面,内燃机车液力传动平均回转曲面,24,内燃机车液力传动,流动分析及叶轮方程,无粘定常一元流动,无粘定常二元,简化：,欧拉束流,理论,五个基本假定：,1、定常流动（无叶流道内绝对运动+叶轮流道内相对运动）,2、总流动=无数个回转曲面上的流动之和（互相不逾越）,3、平均回转曲面上的流动 其它所有回转曲面上的流动,4、叶片无限多、叶片无限薄（轴对称）,5、不计摩擦阻力（流体间、流体与壁面）,指导思想：先理想化 推出结论 修正假定,定常,分层,引用,压缩,压缩,非定常粘性三元流动,内燃机车液力传动流动分析及叶轮方程无粘定常一元流动无粘定常二,25,分层 压缩 压缩,内燃机车液力传动,简化过程示意,分层 压缩 压缩,26,内燃机车液力传动,进出口处速度三角形,内燃机车液力传动进出口处速度三角形,27,内燃机车液力传动,速度三角形的计算,内燃机车液力传动速度三角形的计算,28,内燃机车液力传动,出口偏离,1 轴向涡旋,2 叶栅静透穿,3 叶片弯曲度,4 相临叶轮,内燃机车液力传动出口偏离1 轴向涡旋,29,内燃机车液力传动,出口偏离的修正假定4：叶片无限多的修正,内燃机车液力传动出口偏离的修正假定4：叶片无限多的修正,30,内燃机车液力传动,叶片阻塞修正假定4：叶片无限薄的修正,内燃机车液力传动叶片阻塞修正假定4：叶片无限薄的修正,31,内燃机车液力传动,速度三角形的计算公式,B,T,D,摩擦力影响修正在流量Q的计算中,内燃机车液力传动速度三角形的计算公式B,T,D 摩擦力影响修,32,内燃机车液力传动,无叶流道速度三角形,内燃机车液力传动无叶流道速度三角形,33,内燃机车液力传动,液流在叶片流道入口处的冲击入口冲击,内燃机车液力传动液流在叶片流道入口处的冲击入口冲击,34,内燃机车液力传动,液流在叶片流道入口处的冲击入口冲击,内燃机车液力传动液流在叶片流道入口处的冲击入口冲击,35,内燃机车液力传动,叶轮力矩方程,内燃机车液力传动叶轮力矩方程,36,内燃机车液力传动,变矩器的能量平衡方程,变矩器的理论能头,变矩器循环腔的能量平衡方程,内燃机车液力传动变矩器的能量平衡方程变矩器的理论能头变矩器循,37,内燃机车液力传动,变矩器的 压头变化,内燃机车液力传动变矩器的 压头变化,38,内燃机车液力传动,变矩器的流动损失及其计算,沿程摩擦损失,叶片流道入口处突然收缩损失,叶片流道出口处突然扩大损失,液流转向损失,液流的扩散损失,叶片流道入口处的冲击损失,通流损失,冲击损失,通流损失,冲击损失,内燃机车液力传动变矩器的流动损失及其计算沿程摩擦损失通流损失,39,内燃机车液力传动,变矩器的流量特性,变矩器循环腔的能量平衡方程,式中 Q=f(i)流量特性曲线，,A，B，C，D，E，F与变矩器几何参数、叶轮转速、液体物理性质、,工作温度有关的系数,该能量平衡方程为Q=f(i)的二元二次方程，,可能是：椭圆、双曲线/抛物线、圆/直线,离心涡轮变矩器：A C 0,Q=f(i)为椭圆12,轴流涡轮变矩器：C=0,Q=f(i)为抛物线：,若同时B=0，为近似水平线3,内燃机车液力传动变矩器的流量特性变矩器循环腔的能量平衡方程式,40,液力力矩：前面计算公式,轴力矩：考虑轴上的摩擦力矩、圆盘摩擦力矩后的力矩,内燃机车液力传动,变矩器的外特性及其分析,外特性的前提条件：,泵轮转速一定 确定的变矩器,工作油温一定,供油压力一定,是指变矩器泵轮力矩、涡轮力矩、效率与涡轮转速的关系，实际上是变矩器的输出特性。,为什么能变矩？,外特性曲线的变化趋势？,导轮,分析三条曲线,分析导轮力矩曲线,液力力矩：前面计算公式内燃机车液力传动变矩器的外特性及其分析,41,液力力矩：前面计算公式,轴力矩：考虑轴上的摩擦力矩、圆盘摩擦力矩后的力矩,内燃机车液力传动,变矩器的外特性,是指变矩器泵轮力矩、涡轮力矩、效率与涡轮转速的关系，实际上是变矩器的输出特性。,液力力矩：前面计算公式内燃机车液力传动变矩器的外特性是指变矩,42,内燃机车液力传动,变矩器的外特性分析泵轮力矩,已知：机车运转变矩器的 为线性关系,近似为直线,因,几乎不变,几乎不变,所以 近似水平（变化平缓）,假设 不变,先看 对 的影响,再看 的变化,内燃机车液力传动变矩器的外特性分析泵轮力矩已知：机车运转,43,内燃机车液力传动,变矩器的外特性分析涡轮力矩,不变,但 时，,内燃机车液力传动变矩器的外特性分析涡轮力矩不变但,44,内燃机车液力传动,变矩器的外特性分析涡轮力矩,不变,但 变化时，,从负变到正，,则，从大变小,内燃机车液力传动变矩器的外特性分析涡轮力矩不变但,45,内燃机车液力传动,变矩器的外特性分析导轮力矩,内燃机车液力传动变矩器的外特性分析导轮力矩,46,内燃机车液力传动,变矩器的外特性分析效率,内燃机车液力传动变矩器的外特性分析效率,47,内燃机车液力传动,变矩器的外特性曲线族,外特性：,外特性曲线族：,外特性,曲线族是,同一个变矩器在工作油的品种和油温不变的情况下，把在不同的泵轮转速下所得到的各个外特性，集中绘制在一个图上，得到一组特性曲线图。,外特性,是某个变矩器在一定工作条件下在试验台上测出或理论计算出来的，相应的叫试验外特性或预期外特性，其工作条件是变矩器的几何参数（即某个确定的变矩器）、泵轮转速、工作油的品种（即密度）和工作温度。因此在外特性曲线表中均要注名工作条件。,内燃机车液力传动变矩器的外特性曲线族外特性：外特性曲线族是同,48,内燃机车液力传动,变矩器的全外特性,前面是变矩器在牵引工况（B、T同向）下的外特性,牵引工况：位于第一象限,正常应用情况,涡轮反转制动工况：位于第二象限,相当于爬坡时下滑,涡轮超越工况：位于第四象限。,相当于下坡惰行,全外特性,：,是变矩器在全部工况，即牵引工况、涡轮反转制动工况、涡轮超越工况这三种工况下的外特性组成的完整的特性曲线，它们分别位于第一、第二和第四象限。,内燃机车液力传动变矩器的全外特性前面是变矩器在牵引工况（B、,49,内燃机车液力传动,变矩器的全外特性,内燃机车液力传动变矩器的全外特性,50,各种外特性的条件：,某变矩器,，,内燃机车液力传动,变矩器的无因次特性,无因次特性,：根据相似理论对外特性进行无因次化所计算出的特性,泵轮力矩系数随转速比（工况）变化的特性，又叫能容特性。,变矩比随转速比变化的特性，简称变矩特性,。,效率随转速比变化的特性，简称经济特性。,其中一个条件改变了，外特性也跟着变,。,各种外特性的条件：某变矩器，内燃机车液力传动变矩器的无因次特,51,内燃机车液力传动,相似理论,可以概括为：如果两个变矩器满足几何相似、运动相似、动力相似，则他们的无因次特性相同。,几何相似应满足对应的循环圆几何尺寸为同一个比例相似比，而叶片数和叶片倾斜角对应相等；,运动相似是在几何相似，且满足速比相等的条件下，两变矩器内部的流动运动相似，即速度方向相同、大小为同一比例；,动力相似是在运动相似，且满足雷诺数相等的条件下，对应空间点上的流体质点所受同名力的多边形相似，由此可导出两变矩器具有相同的无因次特性。,无因次特性的意义,无因次特性具有两层含义,：,两个循环圆直径大小不等，但循环圆几何相似（即一个是另一个的放大或缩小）的变矩器，只要满足雷诺数相等的条件，那么，在同一速比下的各无因次参数对应相等；,同一个变矩器（可视为相似比为,1,），由不同工作条件下的外特性导出的无因次特性相同。因此说，无因次特性是实物与模型、或不同工作条件下的外特性之间的联系,内燃机车液力传动相似理论可以概括为：如果两个变矩器满足几何相,52,内燃机车液力传动,无因次特性的用途,无因次特性,模型变矩器,实物变矩器,内燃机车液力传动无因次特性的用途无因次特性模型变矩器实物变矩,53,几何相似、D不同 同系列：具有一个无因次特性,内燃机车液力传动,变矩器的透穿性,不同系列：不相似、无因次特性不同，但变化趋势相近,b)正透穿,c)负透穿,d)复合透穿,透穿性的物理意义,：变矩器输出端负载的变化,透过,变矩器对柴油机影响,透穿度 ：0.91.1,a),非透穿,几何相似、D不同 同系列：具有一个无因次特性内燃机车液力,54,最高效率、高效率范围、起动变矩比、透穿度、泵轮力矩系数、最高效率工况,内燃机车液力传动,变矩器特性的评价指标,无冲击工况:起动变矩器0.45 运转变矩器0.85,最高效率：目前0.880.93,高效率范围：2.5,起动变矩比:6.5,最高效率、高效率范围、起动变矩比、透穿度、泵轮力矩系数、最高,55,泵轮加于柴油机的负载力矩：,内燃机车液力传动,变矩器与柴油机的共同工作,变矩器泵轮轴看,柴油机输出轴看,输入特性,输出特性,匹配,输出特性调节,泵轮加于柴油机的负载力矩：内燃机车液力传动变矩器与柴油机的共,56,内燃机车液力传动,柴油机特性,柴油机的调速特性全程式调速器,柴油机的外特性（额定供油量）,柴油机的调速特性两极式调速器,内燃机车液力传动柴油机特性柴油机的调速特性全程式调速器柴,57,匹配：,把柴油机与变矩器按一定的指导原则，用一定的方法联在一起，使输出具有理想的动力性能、经济性能或满足一些特殊要求，使两者获得最佳共同工作。,匹配可以范指这一设计计算中的过程,。,内燃机车液力传动,共同工作的输入特性,匹配图,共同工作点：,柴油机额定净力矩特性曲线与变矩器加到柴油机曲轴的负荷特性曲线的交点。,匹配原则：,泵轮平均吸收功率最大，常用,B(i),曲线下面积最大的方法来确定匹配点。,燃油消耗要少，以提高整机的经济性，把额定负荷特性曲线通过柴油机万有特性的最小油耗区以内。,在柴油机最大供油量时，不能过度压缩转速，允许的转速压缩率,y,一般控制：,起动变矩器零速工况负载力矩特性过柴油机额定点，以提高起动加速性能（采用变矩器偶合器传动方案、发动机采用二极调速器时，有实际意义。）,匹配：把柴油机与变矩器按一定的指导原则，用一定的方法联在一起,58,内燃机车液力传动,共同工作的输入特性,匹配图,正,负,内燃机车液力传动共同工作的输入特性匹配图正负,59,内燃机车液力传动,共同工作的输入特性,匹配图,非,内燃机车液力传动共同工作的输入特性匹配图非,60,匹配举例：1,音响功放输出,。2 玩具电机-螺旋桨,内燃机车液力传动,共同工作的输入特性,匹配,变矩器最高效率工况负载力矩特性过柴油机额定点，以提高经济性,水,空气,水,水,匹配举例：1 音响功放输出。2 玩具电机-螺旋桨内燃机车液力,61,匹配方法：,根据柴油机的性能、变矩器的无因次特性，制定出一个或几个匹配方案，然后绘制输入特性和输出特性，分析其动力性能和经济性能，修改匹配方案。,改变增速比,iZ,z,通过改变柴油机输出轴与变矩器泵轮轴之间的增速比来实现合理匹配是最方便的。例如在内燃动车组液力传动箱中，采用不同的增速比来改变泵轮转速，使传递功率随要求而变，适应不同编组对单元功率的要求。,内燃机车液力传动,匹配方法,匹配方法：根据柴油机的性能、变矩器的无因次特性，制定出一个或,62,采用类比法设计变矩器,这种方法是根据功率和转速的要求，把模型变矩器放大或缩小，使其满足匹配要求。,。,内燃机车液力传动,匹配方法,模型,实物,采用类比法设计变矩器内燃机车液力传动匹配方法模型实物,63,内燃机车液力传动,匹配方法,选用系列化的变矩器,所谓,变矩器的系列化,，通常指由不同的循环圆直径形成若干个尺寸等级（系列），在一个尺寸等级中有若干种叶轮组合，更换叶轮（其它尺寸不变），可得到不同的泵轮力矩系数（可在1.62.0倍范围内变化），从而实现不同的传递功率。对大功率内燃机车或调车内燃机车来说，由于车型品种少，仅靠改变增速比或把原变矩器放大缩小就能满足要求，故没有必要形成多种规格和系列，但在内燃动车组液力传动装置中，由于单元（机组）功率可大可小，如200500千瓦，如采用改变增速比i,z,还不能达到宽范围功率覆盖时，则可以在其它尺寸不变的情况下，只重新安装另一组叶轮。但这种方法的前提是已经有了在试验研究基础上形成的若干组叶轮组合即形成了系列化。,内燃机车液力传动匹配方法选用系列化的变矩器,64,内燃机车液力传动,匹配方法,改变泵轮力矩系数,更换泵轮、导轮,切削泵轮出口：减小,切削导轮出口：增大,试验确定,内燃机车液力传动匹配方法改变泵轮力矩系数更换泵轮、导轮试验,65,输出特性：,把共同工作点的数据换算成变矩器涡轮轴输出转速合力矩，,内燃机车液力传动,共同工作的输出特性,输出特性：把共同工作点的数据换算成变矩器涡轮轴输出转速合力矩,66,内燃机车液力传动,共同工作的输出特性调节,输出特性的调节：,由外特性曲线族可知，改变变矩器的泵轮转速可得到不同的外特性，现在改变柴油机的转速就可得到部分负荷下的输出特性。,调节柴油机特性：,由外特性曲线族可知，改变变矩器的泵轮转速可得到不同的外特性，现在改变柴油机的转速就可得到部分负荷下的输出特性。,调节泵轮转速：,改变变矩器的泵轮转速，可在柴油机和变矩器间加滑差离合器,调节,变矩器,充液率：,改变变矩器循环圆内的液体量,采用可调叶片改变,变矩器,循环流量：,改变叶片角度回转叶片,采用双泵轮,变矩器,（两种泵轮力矩系数）：,主泵轮、辅泵轮（空转、同转）,内燃机车液力传动共同工作的输出特性调节输出特性的调节：由外特,67,各种各样的结构类型 适应不同的机械,内燃机车液力传动,变矩器的分类及结构,正反转变矩器,：正转变矩器：B、T同向,反转变矩器：B、T反向（不需强迫反转）,各种各样的结构类型 适应不同的机械内燃机,68,内燃机车液力传动,变矩器的分类,单相多相变矩器,：单相变矩器：只有一种变矩器功能,多相变矩器：兼有两种以上变矩器、或变矩器+偶合器功能,闭锁非闭锁变矩器,：需要时可将B、T连成一体，功率不经液体，直接由到，,单级涡轮多级涡轮变矩器,：单级：只有三叶轮（一般成对）多级；有2个以上涡轮（刚性连在一起）,离心涡轮变矩器,：铁路机车,向心涡轮变矩器,：汽车、工程机械,轴流涡轮变矩器,：工程机械,内燃机车液力传动变矩器的分类单相多相变矩器：单相变矩器：只有,69,内燃机车液力传动,变矩器的结构,轴承,密封,叶轮,叶片：单曲径流叶轮：D,T,运转变矩器B切削加工仿形铣,双曲混流叶轮：起动变矩器B精密铸造（冲压镶焊）,内燃机车液力传动变矩器的结构轴承密封叶轮,70,内燃机车液力传动,JQB2型机车起动变矩器,内燃机车液力传动JQB2型机车起动变矩器,71,内燃机车液力传动,JQB2型机车起动变矩器,内燃机车液力传动JQB2型机车起动变矩器,72,内燃机车液力传动,JIB2型机车运转变矩器,内燃机车液力传动JIB2型机车运转变矩器,73,内燃机车液力传动,JIB2型机车运转变矩器,内燃机车液力传动JIB2型机车运转变矩器,74,内燃机车液力传动,JQB2+JIB2,内燃机车液力传动JQB2+JIB2,75,内燃机车液力传动,JQB2、JIB2 的区别,内燃机车液力传动JQB2、JIB2 的区别,76,变矩器的类型单相,变矩器的类型单相,77,变矩器的类型综合式,变矩器的类型综合式,78,综合式变矩器的导轮单向离合器,外星轮滚子式,楔块式,综合式变矩器的导轮单向离合器外星轮滚子式楔块式,79,变矩器的类型综合式变矩器的导轮,变矩器的类型综合式变矩器的导轮,80,变矩器的类型,变矩器的类型,81,变矩器的类型,变矩器的类型,82,变矩器的类型,变矩器的类型,83,变矩器的试验,变矩器试验的重要性,变矩器试验的类型,特性试验,专题试验,可靠性试验,外特性试验,内特性试验,共同工作特性试验,轴向力试验,供油压力、振动,变矩器的试验变矩器试验的重要性变矩器试验的类型特性试验专题试,84,变矩器的试验,变矩器的试验的,变矩器的试验变矩器的试验的,85,工作液体：矿物油,内燃机车液力传动,变矩器的工作液体,基本要求：密度：800900 kg/m,3,粘度：,闪点：,凝点：,酸性：,颜色：,抗泡性：,种类：,内燃机车液力传动油,，6#,8#,20#液力传动油、22#气轮机油,密度：871 kg/m,3,粘度：23.6 cst,闪点：197度,凝点：-25 度,酸性：1.03 mgKOH/g,颜色：浅黄透明,抗泡性：,10mL/2个气泡,工作液体：矿物油内燃机车液力传动变矩器的工作液体基本要求：密,86,内燃机车液力传动,变矩器工作液体的补偿系统,补偿系统,（,循环供油系统）,1补偿变矩器的泄露、维持一定压力（0.71MPa）、保证充满,2热交换：带走功率损失产生的热量。工作平均效率0.750.85，维持油温,90110度,内燃机车液力传动变矩器工作液体的补偿系统补偿系统（循环供油系,87,内燃机车液力传动,变矩器工作液体的补偿系统,内燃机车液力传动变矩器工作液体的补偿系统,88,偶合器的结构与性能,内燃机车液力传动,第三章 液力偶合器,偶合器的结构与性能内燃机车液力传动第三章 液力偶合器,89,内燃机车液力传动,3.1 偶合器的结构特点,作,牵引偶合器,或,风扇偶合器,时在结构和性能上均与变矩器不同，在结构上主要有以下特点：（作液力制动器使用时参见液力制动）,只有泵轮和涡轮，无导轮；,泵轮、涡轮面对面近似对称布置（偶合器也由此得名）；,泵轮（或涡轮）与轮罩相连，形成旋转外壳，无固定壳体；,叶片多为平面、径向、直叶片，制造简单。,液力偶合器（Hydrodynamic coupling）,是液力传动系统的另一液力元件，在内燃机车上可用作牵引主传动、液力制动或辅助传动中的风扇驱动。分别称为牵引偶合器、液力制动器和风扇偶合器。,内燃机车液力传动3.1 偶合器的结构特点作牵引偶合器或风扇偶,90,内燃机车液力传动,无变矩作用，泵轮与涡轮力矩始终相等。只能把输入轴得到的力矩无改变地传递给输出轴，故又被称为“液力联轴器”。,液力效率恒等于转速比，即,由于偶合器的机械效率很高（不增速时,M,0.99,，有增速齿轮时,M,=0.9750.98,），故偶合器实际传动效率也基本上等于转速比。,在正常牵引工况，泵轮和涡轮的转向总是相同的，因涡轮总是直接由泵轮流出的液体推动旋转的，不像变矩器中可以把导轮放在涡轮之前，通过改变泵轮出口液流方向来推动涡轮反向转动，做成反转变矩器（见反转变矩器）。,在正常牵引工况下，泵轮转速恒大于涡轮转速，即i1，故,1，这是因为涡轮总必需克服自身的阻力矩才能对外输出，从另一方面看，一旦n,B,=n,T,，循环圆内的流体就不再循环流动了，涡轮也就无力矩产生了。,偶合器的,性能特点,内燃机车液力传动无变矩作用，泵轮与涡轮力矩始终相等。只能把,91,内燃机车液力传动,偶合器的,不稳工况,内燃机车液力传动 偶合器的不稳工况,92,内燃机车液力传动,3.2 偶合器的特性参数,外特性,无因次特性,性能参数,标定工况：对应于发动机标定点的偶合器转速比，,为使效率高，取0.950.98,力矩系数：标志着该系列偶合器的能容大小,过载系数：与透穿度相似，,最大过载系数,零速过载系数,内燃机车液力传动3.2 偶合器的特性参数外特性无因次特性性,93,内燃机车液力传动,3.2 偶合器与柴油机的共同工作,内燃机车液力传动3.2 偶合器与柴油机的共同工作,94,内燃机车液力传动,3.2 偶合器与异步电机的共同工作,内燃机车液力传动3.2 偶合器与异步电机的共同工作,95,内燃机车液力传动,3.3 偶合器的结构类型及性能,对性能的要求,：,要大、曲线要陡 减小D,要小、曲线要陡 过载保护,内燃机车液力传动3.3 偶合器的结构类型及性能对性能的要求,96,内燃机车液力传动,3.3 偶合器的结构类型及性能,对性能的要求：,要大、曲线要陡 减小D,要小、曲线要陡 过载保护,芯环：,叶片倾斜角：平面、径向、直叶片/斜叶片,叶片数：少：出口偏离大、传递力矩能力下降,多：Am 下降、阻力大、Q下降、传递力矩能力下降,最佳叶片数,直径比：D 不变，D0小，M大，一般0.5,轴向相对宽度：B/D 小，M大,轴向相对间隙：,循环圆：,内燃机车液力传动3.3 偶合器的结构类型及性能对性能的要求,97,内燃机车液力传动,3.5,偶合器的结构类型及性能循环圆形状,内燃机车液力传动3.5 偶合器的结构类型及性能循环圆形,98,内燃机车液力传动,3.5,偶合器的结构类型及性能循环圆形状,内燃机车液力传动3.5偶合器的结构类型及性能循环圆形状,99,内燃机车液力传动,3.5,偶合器实例,内燃机车液力传动3.5 偶合器实例,100,内燃机车液力传动,3.3 偶合器的结构类型牵引偶合器,牵引偶合器：,又叫主传动偶合器，是相对辅助传动中的风扇偶合器而言的。,牵引偶合器在机车主传动中有两种使用方式：,在机械传动的内燃机车、内燃动车（小机车、轨道车）的主传动中，偶合器被用在发动机与机械传动齿轮箱之间，起隔离扭振和缓冲振动作用，牵引特性仍属有级变速。偶合器泵轮、涡轮间的滑转代替了摩擦离合器主、从动盘之间的滑转，避免了磨损，扩大了机车的速度范围，降低了机车的最低稳定运行速度。偶合器可以吸收柴油机的扭振和传动系统的振动，防止机组过载和齿轮等机械零件的过早损坏。,在大中功率内燃机车主传动中，为提高起动牵引力和额定工况效率，通常使用偶合器与起动变矩器组成的液力传动装置，偶合器的工作范围是在机车的中、高速，转速比在0.85以上，而在机车起动与低速范围内，由变矩器充油工作。与“变矩器变矩器”液力传动装置相比，变矩器偶合器传动装置在偶合器工作范围内的效率比采用变矩器时的效率高出10%，牵引性能也得到提高。对于内燃动车组来说，机车长时间工作在高速范围，发挥偶合器高效率对经济性很有利。此外，采用偶合器的“变矩器偶合器”型传动装置对于采用燃气轮为动力的机车也很有利。,对牵引偶合器结构性能的基本要求是：,b,要大，以减小体积，对于机组在底板下安装的动车组来说更为重要；,T,gmax,（最大过载系数）要小，否则发动机过载严重；,T,go,（零速过载系数）要小，以降低偶合器在非充液工况（i=00.85）时叶轮的空转鼓风损失；,循环圆D,0,/D尽量大，以便布置空心轴、实心轴、进油舌等零件。,满足前三条的偶合器（,T,gmax,2,）又称为限矩型偶合器（或安全型偶合器）。,内燃机车液力传动3.3 偶合器的结构类型牵引偶合器牵引,101,内燃机车液力传动,3.5,偶合器实例牵引偶合器,内燃机车液力传动3.5 偶合器实例牵引偶合器,102,内燃机车液力传动,3.4 偶合器的结构类型普通偶合器,风扇偶合器：,用于内燃机车辅助传动中冷却风扇驱动的偶合器叫风扇偶合器，是相对于主传动中的牵引偶合器而言的。,对风扇偶合器结构特性的要求虽不象对牵引偶合器那样严格，但在以下几方面有要求：,当偶合器采用风扇轮毂处安装（即涡轮直接连风扇）时，要求偶合器体积要小，即指定工况的泵轮力矩系数,b,要大。,当偶合器采用充排油控制时，也要求零速过载系数T,go,要小，以减少空转鼓风损失。,一般可采用普通偶合器或调速偶合器作为风扇偶合器。,内燃机车液力传动3.4 偶合器的结构类型普通偶合器风扇,103,内燃机车液力传动,3.5,偶合器实例风扇偶合器,内燃机车液力传动3.5 偶合器实例风扇偶合器,104,内燃机车液力传动,3.5,偶合器实例调速偶合器,内燃机车液力传动3.5 偶合器实例调速偶合器,105,内燃机车液力传动,3.5,偶合器实例调速偶合器,内燃机车液力传动3.5 偶合器实例调速偶合器,106,内燃机车液力传动,3.5,偶合器实例限矩偶合器,内燃机车液力传动3.5 偶合器实例限矩偶合器,107,内燃机车液力传动,3.5,偶合器实例限矩偶合器,内燃机车液力传动3.5 偶合器实例限矩偶合器,108,内燃机车液力传动,3.5,偶合器实例限矩偶合器,内燃机车液力传动3.5 偶合器实例限矩偶合器,109,