液力传动1-2章

2020年4月21日1时49分 液力传动 2020年4月21日1时49分 液力传动 主要参考书 液力传动匡襄机工版82工程机械液力传动罗邦杰机工版91车辆液力传动朱经昌机工版88 选用教材液力传动李有义编著 2020年4月21日1时49分 第一章绪论 1 1液力传动概述一 什么是液力传动 以液体为工作介质 主要利用液体的动能来进行能量传递的过程 与液压传动比较 2020年4月21日1时49分 绪论 二 液力传动基本原理 1 液力元件的构成 泵轮 将机械能转换成液体的动能 涡轮 将液体的动能转换成机械能 导轮 导向 改变动量矩 2020年4月21日1时49分 绪论 2 液力传动的基本类型液力变矩器 B T D特点 MB MT液力偶合器 B TMB MT液力机械传动 B T D 机械元件 2020年4月21日1时49分 绪论 1 2液力传动的特点 1 具有良好的自动适应性 2 提高车辆的通过性能 3 提高车辆的舒适性 4 简化了车辆的操纵 3 液体在液力元件中的流动 2020年4月21日1时49分 第二章液力传动基础知识 有压管路中流体流动的基本方程1 流体的连续性方程 2 流体的能量方程 3 流体的动量方程和动量矩方程 动量方程 动量矩方程 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 2 2流体在工作轮中的运动及速度三角形 一 几个基本概念 1 循环空间 液体在液力元件中循环流动的空间 2 轴截面 通过旋转轴的截面 3 循环园 循环空间的轴截面 几何特征 过流部分的几何形状 工作轮的数目 相互位置 形式 轴 径混流式 几何尺寸 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 4 中间旋转曲面 把工作轮的流道分为两部分 每部分循环流量相等 并等于总循环流量的一半 5 中间 轴面 流线 中间旋转曲面与轴截面的交线 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 6 工作轮叶片进 出 口半径 中间流线与叶片进 出 口边的交点到旋转轴线的距离 表示 泵轮 RB1 RB2 涡轮 RT1 RT2 导轮 RD1 RD2 7 叶型骨线 叶片在中间旋转曲面上断面的交线 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 叶片进口角 叶型骨线在进口处的切线与通过该点的圆周速度的反方向的夹角 B1 T1 D1 叶片出口角 叶型骨线在出口处的切线与通过该点的圆周速度的反方向的夹角 B2 T2 D2 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 8 工作轮叶栅 展开图 中间旋转曲面所截的每个叶片的断面 沿圆周速度方向 展开 其叶片倾角保持不变的图形 二 流体在工作轮中的运动 一元流束理论假设 运动液体为理想液体 流动是轴对称的 工作轮叶片无限多 无限薄 同一过流断面上各点轴面速度相等 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 1 流体在工作轮中的运动 2 速度三角形 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 绝对速度 轴面速度 圆周速度 相对速度 圆周分速度 说明 液流速度的大小是关键问题 速度三角形 进出口处 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 2 3叶片式流体机械的基本方程 一 相对运动伯努利方程 实际液体伯努利方程 方程的修正 平台n0 n 负能量 u2 2g 工作轮静止 V W 相对运动伯努利方程 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 若不计损失 整理得 二 欧拉方程式 进入工作轮前的总能量 离开工作轮时的总能量 工作轮的能量增量 的物理意义 工作轮传给液体的能量 泵轮 涡轮 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 欧拉方程普遍式 由伯努利方程得 由离心力作用造成的压能变化 相对运动速度变化造成的压能变化 绝对运动速度变化造成的动能变化 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 无限多叶片时的欧拉方程式 由 代入普遍式 得 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 能量的速度环量表达式 速度环量 2 4液体与工作轮的作用转矩 一 转矩方程 动量矩定律 单位时间内动量矩的增量等于作用在物体上的合外力矩 式中 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 假设 液体在管内作稳定流动 意义 作用在液体上的外力矩主要在于改变液流的环量 若无外力矩作用 则 1 2 环量保持定理 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 若ML 0 工作轮给液体能量 泵轮 若ML 0 工作轮给液体负能量 涡轮 转矩方程与欧拉方程的关系 二 液力传动装置的特点1 液力偶合器 B T 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 由环量保持定理 2 液力变矩器 B T D 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 又 当MDL 0 MB MT 达到变矩的目的 3 液力变矩器的自动适应性变矩器涡轮输出的力矩能够根据外界负荷的大小 自动地改变其转矩和转速大小的性能 并保持稳定的工作状态 设 nB c Q c vM不变 导轮固定 WD2 VD2 vM不变 nT变化时WD2不变 D2不变 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 对于 当nB c Q c时 MBL不变 故自动适应性问题就是分析MDL随nT的变化规律 nB c nT 0 负载很大 D2 90 T20 MT0L MBL MT0L达最大值 当外负载减小到某一值 涡轮开始转动 负载逐渐减小时nT逐渐升高 有 涡轮出口环量 T2由负的最大逐渐减小到0 并向正值逐渐增加 导致MDL由最大逐渐减小 当 T2 D2时 MDL 0 MTL MBL 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 若令此时nT2 nT2 MDL 0 当负载减小 nT2升高 MDL 0 即有 MTL MBL 结论 液力变矩器能根据外负载的大小自动的调节其输出转矩和转速的大小以适应外负载变化的需要 2 6相似理论在液力传动中的应用 应用 相似设计 根据样机进行放大和缩小的仿型设计 通过模型试验来确定实物和系列化产品的性能 一 相似原理的内容 力学相似 1 几何相似 两个流场具有相似的边界条件 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 如果两液力变矩器的过流部分形状相似 相对应的尺寸的比值为一常数 相对应的角度相等 则称两液力变矩器几何相似 有 2 运动相似 两个流场具有相似的起始条件和流动图形 如果两液力变矩器中液体流动状态相似 相应点的速度三角形相似 则称两液力变矩器运动相似 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 注 此工况称等倾角工况 即两液力变矩器的相同 外部特征 运动相似则必然几何相似 反之不成立 有 3 动力相似 两个流场在相应点上作用着相同性质的力 且力多变形相似 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 如果两液力变矩器中工作轮内液流的相应点上作用着相同性质的力 并且每类力的方向相同 力的大小成比例 则称两液力变矩器动力相似 主要作用力 惯性力 粘性力 Re相同 部分动力相似 D 循环园有效直径 dH D n 工作轮转速 注 若Re 5 106可以认为液力传动已达到自模区 既满足部分动力相似条件 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 二 相似定律 相似的工况下 流量 扬程 转矩 功率 转速 几何尺寸间的关系 1 第一相似定律 由得 表明了在等倾角工况下 流量与转速和几何尺寸之间的关系 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 2 第二相似定律 由得 u2m Kvu2s vu2m Kvvu2s 表明了在等倾角工况下 扬程与转速和几何尺寸之间的关系 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 3 第三相似定律 由得 表明了在等倾角工况下 转矩与转速和几何尺寸之间的关系 4 第四相似定律 由得 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 表明了在等倾角工况下 功率与转速和几何尺寸之间的关系 三 相似定律应用举例 一般步骤 1 根据机械对液力变矩器提出的使用要求 利用样机 成熟样品模型 的原始特性 确定实物液力变矩器的有效直径Ds 2 根据实物的Ds与样机的有效直径Dm求出几何相似 2020年4月21日1时49分 液力传动基础 的比例常数KL KL Dm Ds 3 将样机液力变矩器的工作轮的几何尺寸 循环园的有关尺寸和叶片系统的有关尺寸 按照KL进行放大和缩小 并使叶片系统的叶片角 保持不变 例 已知一液力变矩器D 0 61m n 115