專利名稱：：單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構的制作方法
技術領域：
：本實用新型屬于液力機械傳動的單級三相四元件向心渦輪綜合式液力變矩器，尤其涉及一種單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構。
背景技術：
：液力變矩器是一種通過液體的動能變化來改變傳遞扭矩的液力機械。它與一般的機械傳動相比，具有傳動性能柔和、效率高的優點，因此是自動變速箱的主要零部件。首鋼重型汽車廠生產的SGA3722礦用汽車，采用別拉斯公司的7523礦車技術。其中自動變速箱主要是仿制白俄羅斯別拉斯公司的7523礦車用自動變速箱。該自動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、一個泵輪，一個渦輪和兩個可單向轉動的導輪、以及超越離合器構成，它可組成兩個液力變矩器工況和一個液力偶合器工況。工作時泵輪由輸入軸帶動旋轉，工作油液就在循環圓內作環流運動推動渦輪旋轉并輸出扭矩，液流從泵輪進入渦輪，再進入第一級導輪，經第二級導輪，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，其葉柵結構的型式和布置位置以及葉片的形狀，對變矩器的性能有決定作用。由于7523礦車用自動變速箱進口周期長，價格昂貴，于1991年就已國產化，但在國產化過程中，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，與發動機匹配不合理。
發明內容本實用新型的目的在于解決現有變矩器與45T礦車的發動機匹配不合理的問題，提供一種與國內525馬力發動機相匹配的液力變矩器葉柵結構，通過優選液力變矩器葉柵結構參數，達到與發動機合理匹配、提高變矩器效率、節約燃油消耗、降低變矩器的發熱等優異的性能，從而提高了機件的使用壽命，提高了產品的使用可靠性。本實用新型的目的是這樣實現的單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，所述的工作輪包括泵輪、渦輪、第一導輪、第二導輪；所述的工作輪的葉柵主要包括泵輪的葉片、渦輪的葉片、第一導輪的葉片、以及第二導輪的葉片；其特點是，所述泵輪的葉片入口邊的相對半徑無因次參數為O.625、出口邊的相對半徑無因次參數為1.000時，其循環圓內環處的入口角為13(T131°，出口角為129.5°130.5°;循環圓中間流線處入口角為116°117°，出口角為129.5°130.5°;循環圓外環處入口角為114°115°，出口角為129.5°130.5°;所述渦輪的葉片入口邊的相對半徑無因次參數為1.000、出口邊的相對半徑無因次參數為0.625時，其循環圓內環處的入口角為35。36°，出口角為156°157°;循環圓中間流線處入口角為48°49°，出口角為154°155°;循環圓外環處入口角為53。54°，出口角為160°161°;所述第一導輪葉片入口邊的相對半徑無因次參數為0.598、出口邊的相對半徑無因次參數為0.558時，其循環圓內環處的入口角為120°121°，出口角為9r92°;循環圓中間流線處入口角為120°121°，出口角為91°92°;循環圓外環處入口角為117°118°，出口角為9r92°;所述第二導輪葉片入口邊的相對半徑無因次參數為0.558、出口邊的相對半徑無因次參數為0.605時，其循環圓內環處的入口角為65。66°，出口角為18。19°;循環圓中間流線處入口角為74。75°，出口角為26。27°;循環圓外環處入口角為79°80°，出口角為35°36°。上述單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，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。上述單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，其中，所述的泵輪、渦輪、第一導輪、第二導輪的循環圓直徑為470mm。上述單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，其中，所述的泵輪的葉片數為28，渦輪的葉片數為24，第一導輪的葉片數為29，第二導輪的的葉片數為23。由于本實用新型采用了以上的技術方案，調整了工作輪各葉片進出口處的厚度，將泵輪葉片進出口處厚度比原進口樣機(7523礦車用自動變速箱)的泵輪葉片進出口處厚度減少25%，增大了流通面積；同時對渦輪葉片進出口處厚度比原進口樣機(7523礦車用自動變速箱)的渦輪葉片進出口處厚度減薄912.5%;對循環圓進行微調，由原直徑471.5mm，改為直徑為470mm。再根據主機廠提供的歐III排放標準的發動機，按照多葉排數學模型，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出口角度。使其與發動機匹配合理，并大大提高了輸出效率。通過以下實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解本實用新型的目的、具體結構特點和優點，其中附圖為圖1是本實用新型單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構中各工作輪的結構示意圖，其中a是泵輪結構示意圖，b是渦輪結構示意圖，c是第一導輪結構示意圖，d是第二導輪結構示意圖。圖2是本實用新型單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構中各工作輪葉片的結構示意圖，其中a是泵輪葉片的結構示意圖，b是渦輪葉片的結構示意圖，c是第一導輪葉片的結構示意圖，d是第二導輪葉片的結構示意圖。具體實施方式本實用新型涉及單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，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，按常規結構連接。所述的工作輪包括泵輪1、渦輪2、第一導輪3、第二導輪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、第一導輪的葉片31、以及第二導輪的葉片41。[0013]請參閱圖1，圖1是本實用新型單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構中各工作輪的結構示意圖，其中a是泵輪結構示意圖，b是渦輪結構示意圖，c是第一導輪結構示意圖，d是第二導輪結構示意圖。所述泵輪l的內部徑向設有許多扭曲的葉片ll，葉片內緣則設有讓變速器油液平滑流過的導環。渦輪2的內部也設有許多葉片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安置，中間有一個容置第一導輪3和第二導輪4的間隙。所述第一導輪3和第二導輪4各設有多個扭曲的葉片31、41，所述的第一導輪、第二導輪設置在所述泵輪和渦輪之間。工作時泵輪由輸入軸帶動旋轉，工作油液在循環圓內作環流運動推動渦輪旋轉并輸出扭矩.液流從泵輪進入渦輪，再進入第一導輪，經第二導輪，再回到泵輪.周而復始地循環流動，靠液體與葉片相互作用產生動量矩的變化來傳遞扭矩。泵輪將輸入軸的機械能傳遞給液體，高速液體推動渦輪旋轉，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形稱之為循環圓內環；所述的泵輪、渦輪、第一導輪、以及第二導輪的各葉片的參數主要包括循環圓直徑、各葉片入、出口角度，葉片數等。各工作輪葉片入口處相對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。本實施例取循環圓直徑為470mm，其中，泵輪葉片數為28，渦輪葉片數為24，第一導輪葉片數為29，第二導輪葉片數為23。本實用新型單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構中，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。請參閱圖2，圖2是本實用新型單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構中各工作輪葉片的結構示意圖，其中a是泵輪葉片的結構示意圖，b是渦輪葉片的結構示意圖，c是第一導輪葉片的結構示意圖，d是第二導輪葉片的結構示意圖。現結合下表對本實用新型各工作輪的葉片的結構作詳細的描述。下表顯示的是當本實用新型所述泵輪的葉片入口邊和出口邊的相對半徑無因次參數分別為0.625和1.000時、所述渦輪的葉片入口邊和出口邊的相對半徑無因次參數分別為1.000和0.625時、所述第一導輪的葉片入口邊和出口邊的相對半徑無因次參數分別為O.598和O.558時、所述第二導輪的葉片入口邊和出口邊的相對半徑無因次參數為0.558和0.605時，所述泵輪、渦輪、第一導輪和第二導輪的循環圓內環處的入口角和出口角、循環圓中間流線處入口角和出口角、循環圓外環處入口角和出口角的角度的參數<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本實用新型上述葉柵參數經過計算機相關軟件進行優化設計后，滿足了礦用自卸車工作性能要求的葉柵參數，測試結果如下MBg0=532.7NmMBgn=511.15NmK0=2.71[0023]iimax>=84.8%其中MBg。——變矩器零速工況條件下，泵輪在lOOOrpm時的吸收扭矩；MBgn——變矩器最高效率工況條件下，泵輪在lOOOrpm時的吸收扭矩；K。——變矩器零速變矩比，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。從測試結果可看出由于本實用新型采用了上述結構，MBg。(變矩器零速扭矩)增加了17%，MBgJ泵輪在lOOOrpm時的吸收扭矩)增加了11%，變矩器最高效率增加了4.4%，經過與525馬力發動機進行匹配，渦輪零速時，泵輪轉速為額定轉速的92%，其泵輪最大扭矩為1972.lN.m，比設計值大lOON.m，牽引力增加了12.08%，匹配效果良好。同時大大降低了變矩器的發熱，延長了對整機的密封件、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致的停車損失，提高了使用方的經濟效益。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型權利要求范圍所做的等效變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。權利要求單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，所述的工作輪包括泵輪、渦輪、第一導輪、第二導輪；所述的工作輪的葉柵主要包括泵輪的葉片、渦輪的葉片、第一導輪的葉片、以及第二導輪的葉片；其特征在于，所述泵輪的葉片入口邊的相對半徑無因次參數為0.625、出口邊的相對半徑無因次參數為1.000時，其循環圓內環處的入口角為130°～131°，出口角為129.5°～130.5°；循環圓中間流線處入口角為116°～117°，出口角為129.5°～130.5°；循環圓外環處入口角為114°～115°，出口角為129.5°～130.5°；所述渦輪的葉片入口邊的相對半徑無因次參數為1.000、出口邊的相對半徑無因次參數為0.625時，其循環圓內環處的入口角為35°～36°，出口角為156°～157°；循環圓中間流線處入口角為48°～49°，出口角為154°～155°；循環圓外環處入口角為53°～54°，出口角為160°～161°；所述第一導輪葉片入口邊的相對半徑無因次參數為0.598、出口邊的相對半徑無因次參數為0.558時，其循環圓內環處的入口角為120°～121°，出口角為91°～92°；循環圓中間流線處入口角為120°～121°，出口角為91°～92°；循環圓外環處入口角為117°～118°，出口角為91°～92°；所述第二導輪葉片入口邊的相對半徑無因次參數為0.558、出口邊的相對半徑無因次參數為0.605時，其循環圓內環處的入口角為65°～66°，出口角為18°～19°；循環圓中間流線處入口角為74°～75°，出口角為26°～27°；循環圓外環處入口角為79°～80°，出口角為35°～36°。2.根據權利要求1所述的單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，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.根據權利要求1所述的單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，其特征在于，所述的泵輪、渦輪、第一導輪、第二導輪的循環圓直徑為470mm。4.根據權利要求1所述的單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，其特征在于，所述的泵輪的葉片數為28，渦輪的葉片數為24，第一導輪的葉片數為29，第二導輪的的葉片數為23。專利摘要本實用新型單級三相液力變矩器工作輪的葉柵結構，其特點是，當工作輪各葉片入口邊和出口邊相對半徑無因次參數確定時，泵輪循環圓內環處入口角為130°～131°，出口角為129.5°～130.5°；循環圓中間流線處入口角為116°～117°，出口角為129.5°～130.5°；循環圓外環處入口角為114°～115°，出口角為129.5°～130.5°；渦輪循環圓內環處入口角為35°～36°，出口角為156°～157°；循環圓中間流線處入口角為48°～49°，出口角為154°～155°；循環圓外環處入口角為53°～54°，出口角為160°～161°；第一導輪循環圓內環處入口角為120°～121°，出口角為91°～92°；循環圓中間流線處入口角為120°～121°，出口角為91°～92°；循環圓外環處入口角為117°～118°，出口角為91°～92°；第二導輪循環圓內環處入口角為65°～66°，出口角為18°～19°；循環圓中間流線處入口角為74°～75°，出口角為26°～27°；循環圓外環處入口角為79°～80°，出口角為35°～36°。輸出效率高，與發動機匹配合理。文檔編號F16H41/26GK201531578SQ20092021202公開日2010年7月21日申請日期2009年11月9日優先權日2009年11月9日發明者何芳,張錫杰,林義,梁燕,鐘偉成,陳昌尾,黃嘉鑌申請人:中國船舶重工集團公司第七一一研究所