液力传动与流体机械第一章绪论

液力传动与流体机械第一章绪论第1页，共35页。优选液力传动与流体机械第一章绪论第2页，共35页。2传动机械传动齿轮、齿条杠杆、连杆电气传动流体传动复合传动直流交流气体传动液体传动气压传动射流静压传动动力传动液粘传动液压

液压轴承直流液压交流液压液力传动射流第3页，共35页。31.1.2流体机械的分类流体机械可以分成从机械向流体传递能量的流体机械和将流体能量传递给机械的流体动力机械根据流体是液体还是气体分为水力机械和气体机械；根据能量是输出还是输入机械功可分为动力机械(或原动机)和工作机械。按工作原理又常分为速度式、容积式(往复、回转)和其它形式的流体机械(如射流泵等)。根据结构型式流体机械还可以细分第4页，共35页。4(1)轴流、(2)径流(离心)压缩机视频旋转轴轴流离心第5页，共35页。5(3)混流式照片子午面(轴面)第6页，共35页。6泵是典型的流体机械第7页，共35页。7柱塞泵第8页，共35页。8泵实图第9页，共35页。9流体机械的分类第10页，共35页。10按工作方式分类作为媒介的力工作方式压力表面力剪切力容积式往复式、回转式叶片式离心式、斜流式、轴流式、横流式其他非定常式、差压式摩擦式湍流式涡流式、射流式重力体积力电磁力浮力式电磁式、磁流体式第11页，共35页。11“所谓流体机械，是指在流体和机械之间进行能量交换的机械的总称”。什么是流体机械?其实并不严密1.1.3流体的机械能和流体机械的分类第12页，共35页。12(一)流体内部具有的能量流体的内部能量具有：1)由分子间的势能和分子不规则运动的动能之和定义的内能(当其变化时常伴随着压力和温度等状态量的变化，有时也伴随着相变化)。2)构成分子的原子的结合能(伴随着化学反应而放出或吸收的化学能)。3)构成原子核的基本粒子的结合能(伴随着核聚变或核裂变面释放出的能量)。(二)流体流动具有的动能(三)流体在有势场中具有的势能具有的势能有：1)重力场中的位能2)导电流体在电场和磁场中具有的电磁能。在明确流体机械的定义之前，让我们先考虑一下流体所具有的能量。流体具有的能量主要包括以下几类：第13页，共35页。13

设流体的密度为，,表示单位质量流量流体的功和热量，则

上式的意义是，对于单位质量流量的流体，有与右边第二项相当的能量流入机械，与右边第一项相当的能量流出机械。即是说，在有流体流出流人的流体机械中(开口系统)，除流体本身具有的能量之外，还需要加入通过流道断而传递的能量。(1-1)第14页，共35页。14对普通的流体机械来说，相变化的可以忽略．

应用分部积分公式；

上式表示流体机械对单位质量流量流体所作的功，称为比功。在流体机械中，起主要作用的只是右边第1-3项的流体机械能的变化，该3项的和特别称为可逆比功。即对单位质量流量的流体，可逆比功指在机械所作的功与流体所具有的机械能之间没有摩擦损失地可逆地进行转换的比功。(1-2)(1-3)第15页，共35页。15

我们对流体机械下这样的定义：“所谓流体机械，是指在流体具有的机械能和机械所作的功之间进行能量转换的机械。”第16页，共35页。16

液力传动已有上百年的历史，1902年，德国工程师盖尔曼·费丁格尔发现了液力传动的原理。1.2液力传动和流体机械的发展与应用液力传动有两种主要类型：液力偶合器传动和液力变矩器传动。

传动效率：偶合器约为96％～98.5％，变矩器约为85％～92％，在额定工况附近较高。

从投入使用的液力元件的数目多少，液力传动装置可以分为三种型式：纯液力元件传动装置、单液力元件传动装置和多液力元件传动装置。第17页，共35页。17美国日本欧洲应用液力传动装置始于20世纪50年代20世纪70年代20世纪70年代以来1.液力传动在国际上的发展情况2.液力传动在国内的发展情况第18页，共35页。181.内燃机车video

2.各类大中型施工机械video

3.各类汽车video

4.各类转动设备5.坦克及装甲车辆video

6.船舶驱动及相关设备

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图1-1液力传动应用示意图

第19页，共35页。19图1-2坦克液力传动系统图

第20页，共35页。201.电力工业

核电、火电、水电目前我国热电站的厂用电占发电量的12%，而发达国家只占4~5%三峡大坝第21页，共35页。21第22页，共35页。22水轮机机组装置图潮汐发电视频第23页，共35页。23TheSolarChimney

TETTAGTrotzenburgerWeg351465BergischGladbachGermanyTel:+492202246751Fax:+492202246754太阳能视频第24页，共35页。24风能风扇视频英国风力发电视频第25页，共35页。252.水利工程第26页，共35页。263.石油工业采油泵第27页，共35页。274.钢铁、木材工业高炉鼓风机NumericalStudyofaTurbineDraftTubeFlow

木材加工机械视频第28页，共35页。28反动式冲击式连续流动5.动力工程第29页，共35页。29单级单吸离心压缩机叶轮进风口扩压器蜗壳轴承第30页，共35页。306.生物医学工程人造心脏返回第31页，共35页。311.3液力传动和流体机械的特点液力传动之所以能得到这样广泛的应用，发展这样迅速，原因就是它具有以下优点：1.自动适应性

液力变矩器的输出力矩能随外载荷的增加而自动增加。

2.提高了机械的使用寿命由于液力传动的工作介质是液体，它能吸收或减少来自发动机和外载荷的振动与冲击，从而使机械启动、运转平稳柔和，加速过程均匀，改善操纵舒适性，起过载保护作用。3.具有良好的稳定低速性能，提高了机械的通过性能装有液力传动的机械能够以任意小的速度行驶，这样就增加了车辆或履带与地面的附着力，提高机械在松软的土质、砂质路面、雪地和泥泞沼泽地带上的通过能力。

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4.无级调速，简化了操作，提高驾驶员和乘客的舒适性液力变矩器本身就是一个无级自动变速器，从而使发动机的动力范围得到扩大，变速箱的档数也可以减少。

5.便于维护保养液力元件的叶轮之间无机械联系，无机械磨损，工作介质为无机矿物油，不仅可靠度高，使用寿命长，而且便于维护保养。

6.多机并车性能和限矩保护性能当工作机械采用多台动力机驱动时，易于并车且能够自动协调载荷分配。

7.改善车辆的动力性能液力变矩器的作用使自动变器能够轻快平稳起动且连续自动无冲击换档，故汽车的起步加速性能得到提高，同时可以带载启动。此外，由于自动换档在时机控制上能保证发动机功率得以充分利用，所以大大改善了动力性能。第33页，共35页。33

8.降低排放污染使用液力自动变速器时，由于采用了液力传动和自动换档技术，可以把发动机的转速限制在污染较小的范围内，加上不必频繁换档，因而可以降低对空气的污染。液力传动与电气传动和机械传动相比有其缺点：

1.效率较低，液力变矩器最高效率约85％～92％，液力偶合器最高效率约96％～98％。

2.结构较复杂，制造精度要求高，成