液力-第1章 緒論

1、121.1 1.1 常見傳動技術(shù)的種類常見傳動技術(shù)的種類 傳動技術(shù)傳動技術(shù)，是指能夠使物體按照指定動作規(guī)律運動起來的技術(shù)。通常是通過傳動裝置傳動裝置（ Power Transmission Engineering）來實現(xiàn)的。按照工作介質(zhì)不同按照工作介質(zhì)不同，傳動技術(shù)種類可分為： 傳動技術(shù)的定義傳動技術(shù)的定義3傳傳 動動機械傳動機械傳動齒輪、齒條齒輪、齒條杠桿、連桿杠桿、連桿電氣傳動電氣傳動流體傳動流體傳動復(fù)合傳動復(fù)合傳動直流直流交流交流氣體傳動氣體傳動液體傳動液體傳動氣壓傳動氣壓傳動射流射流靜壓傳動靜壓傳動動力傳動動力傳動液粘傳動液粘傳動液液 壓壓 液壓軸承液壓軸承直流液壓直流液壓交流液壓交流

2、液壓液力傳動液力傳動射射 流流1.1 1.1 常見傳動技術(shù)的種類常見傳動技術(shù)的種類4 液力傳動已有上百年的歷史，1902年，德國工程師蓋爾蓋爾曼曼費丁格爾費丁格爾發(fā)現(xiàn)了液力傳動的原理。1.2 1.2 液力傳動的發(fā)展與應(yīng)用液力傳動的發(fā)展與應(yīng)用1.2.1 1.2.1 液力傳動的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀液力傳動的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 液力傳動有兩種主要類型：液力偶合器傳動液力偶合器傳動和液力變矩液力變矩器傳動器傳動。 傳動效率傳動效率：偶合器約為偶合器約為9698.5，變矩器約為，變矩器約為8592，在額定工況附近較高，在額定工況附近較高。 從投入使用的液力元件的數(shù)目多少，液力傳動裝置可以分為三種型式：純液力元件傳

3、動裝置純液力元件傳動裝置、單液力元件傳動裝置單液力元件傳動裝置和多液力元件傳動裝置多液力元件傳動裝置。5美國美國日本日本歐洲歐洲應(yīng)用液力傳動裝置始于應(yīng)用液力傳動裝置始于2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代年代2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代年代2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代以來年代以來1.液力傳動在國際上的發(fā)展情況液力傳動在國際上的發(fā)展情況2.液力傳動在國內(nèi)的發(fā)展情況液力傳動在國內(nèi)的發(fā)展情況61.2.1 1.2.1 液力傳動液力傳動技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1 1. .內(nèi)燃機車內(nèi)燃機車 2 2. .各類大中型施工機械各類大中型施工機械 3 3. .各類汽車各類汽車 4 4. .各類轉(zhuǎn)動設(shè)備各類轉(zhuǎn)動

4、設(shè)備 5 5. .坦克及裝甲車輛坦克及裝甲車輛 6 6. .船舶驅(qū)動及相關(guān)設(shè)備船舶驅(qū)動及相關(guān)設(shè)備 圖圖1-1 液力傳動應(yīng)用示意圖液力傳動應(yīng)用示意圖 7圖圖1-2 坦克液力傳動系統(tǒng)圖坦克液力傳動系統(tǒng)圖 1.2.1 1.2.1 液力傳動液力傳動技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域81.3 1.3 液力傳動液力傳動的特點的特點 液力傳動之所以能得到這樣廣泛的應(yīng)用，發(fā)展這樣迅速，原因就是它具有以下優(yōu)點優(yōu)點： 1.自動適應(yīng)性自動適應(yīng)性 液力變矩器的輸出力矩能隨外載荷的增加而自動增加。 2.提高了機械的使用壽命提高了機械的使用壽命 由于液力傳動的工作介質(zhì)是液體，它能吸收或減少來自發(fā)動機和外載荷的振動與沖擊

5、，從而使機械啟動、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)柔和，加速過程均勻，改善操縱舒適性，起過載保護(hù)作用。 3.具有良好的穩(wěn)定低速性能，提高了機械的通過性能具有良好的穩(wěn)定低速性能，提高了機械的通過性能 裝有液力傳動的機械能夠以任意小的速度行駛，這樣就增加了車輛或履帶與地面的附著力，提高機械在松軟的土質(zhì)、砂質(zhì)路面、雪地和泥濘沼澤地帶上的通過能力。 9 4.無級調(diào)速，簡化了操作，提高駕駛員和乘客的舒適性無級調(diào)速，簡化了操作，提高駕駛員和乘客的舒適性 液力變矩器本身就是一個無級自動變速器，從而使發(fā)動機的動力范圍得到擴大，變速箱的檔數(shù)也可以減少。 5.便于維護(hù)保養(yǎng)便于維護(hù)保養(yǎng) 液力元件的葉輪之間無機械聯(lián)系，無機械磨損，工作介質(zhì)為

6、無機礦物油，不僅可靠度高，使用壽命長，而且便于維護(hù)保養(yǎng)。 6.多機并車性能和限矩保護(hù)性能多機并車性能和限矩保護(hù)性能 當(dāng)工作機械采用多臺動力機驅(qū)動時，易于并車且能夠自動協(xié)調(diào)載荷分配。 7.改善車輛的動力性能改善車輛的動力性能 液力變矩器的作用使自動變器能夠輕快平穩(wěn)起動且連續(xù)自動無沖擊換檔，故汽車的起步加速性能得到提高，同時可以帶載啟動。此外，由于自動換檔在時機控制上能保證發(fā)動機功率得以充分利用，所以大大改善了動力性能。10 8.降低排放污染降低排放污染 使用液力自動變速器時，由于采用了液力傳動和自動換檔技術(shù)，可以把發(fā)動機的轉(zhuǎn)速限制在污染較小的范圍內(nèi)，加上不必頻繁換檔，因而可以降低對空氣的污染。液

7、力傳動與電氣傳動和機械傳動相比有其缺點缺點： 1.效率較低效率較低，液力變矩器最高效率約8592，液力偶合器最高效率約9698。 2.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造精度要求高，成本較高。 3.液力變矩器和調(diào)速型偶合器需要一套補償冷卻系統(tǒng)液力變矩器和調(diào)速型偶合器需要一套補償冷卻系統(tǒng)，因而增加了成本。 4.不能利用發(fā)動機的慣性來制動不能利用發(fā)動機的慣性來制動，也不能用牽引的辦法啟動發(fā)動機，需要有附加裝置。 5.液力傳動的某些裝置維修技術(shù)較復(fù)雜液力傳動的某些裝置維修技術(shù)較復(fù)雜，要求有專門的維修人員，具有較高的修理水平和故障檢查分析能力。111.4 1.4 液力傳動液力傳動與液壓傳動的區(qū)別與液壓傳動的區(qū)別

8、 簡單來說，液壓傳動液壓傳動是以液體的壓力能按照容積變化相等的原理進(jìn)行能量傳遞的，它要通過泵泵閥閥馬達(dá)馬達(dá)或液壓缸液壓缸三種主要元件一起來傳遞能量。液力傳動液力傳動與之不同，它是以動量矩方程為工作原理，靠液力偶合器液力偶合器或液力變矩器液力變矩器的葉輪來傳遞能量。 1.4.1 1.4.1 液壓傳動液壓傳動 液壓傳動的原理液壓傳動的原理基于流體力學(xué)的帕斯卡定理帕斯卡定理，即靜液壓靜液壓傳動的基本原理傳動的基本原理。根據(jù)這個原理，高壓液體在密閉的幾何形體內(nèi)被迫移動時，將傳遞機械能。與機械傳動相比，液壓傳動更容易實現(xiàn)其運動參數(shù)（流量）和動力參數(shù)（壓力）的控制，而液壓傳動較之液力傳動具有良好的低速負(fù)荷

9、特性。 12圖圖1-3 液壓傳動原理簡圖液壓傳動原理簡圖1活塞活塞 2、4容器容器 3管路管路 如圖如圖1-3所示所示，容器容器2用管路管路3與容器容器4連通，那么第一個容器中加在活塞活塞1上的力力F所建立的壓力壓力pF/A（A為活塞面積）傳至第二個容器，并使容器周壁受到液壓力的作用。可見，在液壓傳動裝置中，利用容積變化相等的原理，通過管路傳遞載荷。以此原理進(jìn)行能量傳遞的形式稱為容積式液壓傳動，簡稱液壓傳動液壓傳動。131.4.1.4.2 2 液力傳動液力傳動 液力傳動液力傳動基于流體力學(xué)的歐拉方程歐拉方程，它是利用流體的動它是利用流體的動能，即利用液力傳動裝置中葉輪內(nèi)動量矩的變化來傳遞和改能

10、，即利用液力傳動裝置中葉輪內(nèi)動量矩的變化來傳遞和改變能量變能量。 圖圖1-4所示所示的傳動系統(tǒng)，原動機原動機帶動離心泵離心泵1高速旋轉(zhuǎn)，離心泵通過吸入管路由貯液池吸進(jìn)液體，液體在離心泵葉輪內(nèi)加速，獲得動能，離心泵是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體動能的主要元件。由離心泵打出的高速液體通過管路管路3和噴噴嘴嘴進(jìn)入渦輪機渦輪機2，沖擊渦輪機葉片使之旋轉(zhuǎn)，將液體的動能轉(zhuǎn)換成機械能，通過輸出軸推動工作機運動。由渦輪機渦輪機2排回的液體速度降低，動能減少，流回貯液池。液體按這樣方式周而復(fù)始的循環(huán)流動，并在循環(huán)流動過程中與葉輪相互作用，完成能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。這種傳動形式稱為動力式液力傳動，簡稱液力傳動液力傳動。

11、14圖圖1-4 1-4 液力偶合器原理簡圖液力偶合器原理簡圖 1離心泵（泵輪）離心泵（泵輪） 2渦輪機（渦輪）渦輪機（渦輪） 3連接管路（導(dǎo)輪）連接管路（導(dǎo)輪） 4貯液貯液池池 5渦輪機尾水管渦輪機尾水管 6渦輪機殼體渦輪機殼體 7導(dǎo)水機構(gòu)導(dǎo)水機構(gòu) 8離心泵進(jìn)水管離心泵進(jìn)水管 9離心泵殼體離心泵殼體 10液力變矩器原理簡圖液力變矩器原理簡圖1.4.1.4.2 2 液力傳動液力傳動15 如果將圖圖1-4泵輪泵輪1和渦輪渦輪2靠近，將管路管路和噴嘴噴嘴變成固定不動的一組葉片組成的導(dǎo)輪導(dǎo)輪3，并將它們裝在同一殼體內(nèi)，就變成圖圖1-4中心部分中心部分10所指示的液力變矩器的結(jié)構(gòu)簡圖，液力變矩器由于導(dǎo)輪導(dǎo)輪3的存在，它承受一部分力矩，使之輸入泵輪泵輪1的力矩和由渦輪渦輪2輸出的力矩不相等，它可改變能量傳遞過程中的力矩。如果取消了導(dǎo)輪，則裝置就變成液力偶合器，液力偶合器只有泵輪和渦輪兩個葉輪，故渦輪的輸出力矩等于泵輪的輸入力矩，由此得名為液力偶合器液力偶合器。 液力傳動液力傳動用變矩器取代了機械傳動中的離合器，具有分段無級調(diào)速能力。它的突出優(yōu)點突出優(yōu)點是具有接