单涡轮液力变矩器制造技术

本发明专利技术涉及液力变矩器，主要针对现有进口液力变矩器与发动机匹配不合理，导致整机生产效率低、作业油耗高的问题。本发明专利技术单涡轮液力变矩器。其循环圆直径D＝380±5mm，泵轮叶片中间流线进、出口角分别为102°±5°和119°±5°，泵轮叶片中间环面进、出口边厚度分别为4.08mm±1mm和4.19mm±1mm；涡轮叶片中间流线进、出口角分别为17°±5°和30°±5°，涡轮叶片中间环面进、出口边厚度分别为4.88mm±1mm和2.47mm±1mm；导轮叶片中间流线进、出口角分别为81°±5°和23°±5°，导轮叶片中间环面进、出口边圆头半径分别为4.35mm±1mm和0.73mm±1mm。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工程机械用液力变矩器，更具体地说，涉及一种工程机械用单涡轮液力变矩器。
技术介绍
装载机作为一种以土方施工为主的工程装备机械，它工作灵活、应用广泛，在国家基础经济建设中有着重要的作用。而装载机又属于高能耗装备，对我国的能源保障形成了巨大的挑战。对于轮式装载机而言，发动机与液力变矩器的合理匹配直接决定了整车工作燃油消耗。国外进口液力变矩器不能根据国内装载机实际工况实现与发动机的合理匹配，不能使发动机的功率得到有效利用，从而造成了能量的无效损耗。故开发具有自主知识产权、高效率的装载机液力变矩器对于我国工程机械行业的发展具有重要意义。我国大功率装载机传动件，特别是液力变矩器长期依赖进口德国、美国产品，制约我国产大型装载机产品的发展。现有7、8吨大型装载机配用的液力变矩器为德国进口产品，但由于该变矩器失速工况的公称转矩MBg0偏高，最大变矩比K0偏小，最高效率ηmax偏低，与发动机匹配不合理，使用时存在以下三个问题，导致整机动力性及燃油经济性差，制约我国大型装载机的推广。1、失速工况的公称转矩MBg0较高，为240～250Nm，当失速工况的公称扭矩Mbg0偏大时，会出现如下问题：根据功率计算公式P＝MBg0·N/比例常数(P为功率、MBg0为公称扭矩、N为泵轮转速，泵轮与发动机直接相连，发动机的转速即为泵轮转速)，在保证液力变矩器能完全吸收发动机额定功率的前提下(即P为定值)，失速工况公称扭矩Mbg0与转速N成反比，如MBg0过高，则N变低，这也就意味着液力变矩器与发动机的匹配转速点偏低，导致推土机的车速低，虽然满足了整机的牵引力要求，但是满足不了整机的车速要求，即综合性能差；2、失速工况的变矩比K0较小，为2.38～2.64，当变矩器失速变矩比K0值较小时，变矩器效率曲线右偏，导致整机燃油利用率低、能耗偏高；3、最高效率较低，一般在83％以下，最高效率值作为评价一款变矩器的重要指标，当最高效率值偏低时，也就意味着液力变矩器不能充分利用发动机的功率，不能获得较好的燃油经济性。导致整机综合性能差、发动机燃油消耗量高等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有7、8吨装载机用进口液力变矩器与发动机匹配不合理，导致整机生产效率低、作业油耗高的问题。而根据发动机的功率要求，定制设计液力变矩器叶栅，提供与额定功率200～250kW发动机匹配更合理的单涡轮液力变矩器，打破国外对大功率装载机液力变矩器产品技术的垄断，提升我国工程机械行业的国际竞争力。本专利技术为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种单涡轮液力变矩器，包括依次安装在同一轴线上的泵轮、涡轮和导轮，泵轮出口与涡轮入口相对、涡轮出口与导轮入口相对、导轮出口与泵轮入口相对组成循环封闭的叶栅系统，其叶栅循环圆直径D＝380±5mm；其特征在于：所述叶栅系统中各工作轮叶片中间流线的进、出口角分别如下：泵轮叶片中间流线进口角βP1＝102°±5°；泵轮叶片中间流线出口角βP2＝119°±5°；涡轮叶片中间流线进口角βT1＝17°±5°；涡轮叶片中间流线出口角βT2＝30°±5°；导轮叶片中间流线进口角βS1＝81°±5°；导轮叶片中间流线出口角βS2＝23°±5°；所述泵轮、涡轮叶片中间环面进、出口边厚度分别如下：泵轮叶片中间环面进口边厚度HP1＝4.08mm±1mm；泵轮叶片中间环面出口边厚度HP2＝4.19mm±1mm；涡轮叶片中间环面进口边厚度HT1＝4.88mm±1mm；涡轮叶片中间环面出口边厚度HT2＝2.47mm±1mm；所述导轮叶片中间环面进、出口边圆头半径分别如下：导轮叶片中间环面进口边圆头半径RS1＝4.35mm±1mm；导轮叶片中间环面出口边圆头半径RS2＝0.73mm±1mm。上述单涡轮液力变矩器中，优选叶栅循环圆直径D＝375mm，各工作轮叶片中间流线的进、出口角优选值分别如下：泵轮叶片中间流线进口角βP1＝102°；泵轮叶片中间流线出口角βP2＝119°；涡轮叶片中间流线进口角βT1＝17°；涡轮叶片中间流线出口角βT2＝30°；导轮叶片中间流线进口角βS1＝81°；导轮叶片中间流线出口角βS2＝23°；所述泵轮、涡轮叶片中间环面进、出口边厚度优选值分别如下：泵轮叶片中间环面进口边厚度HP1＝4.08mm；泵轮叶片中间环面出口边厚度HP2＝4.19mm；涡轮叶片中间环面进口边厚度HT1＝4.88mm；涡轮叶片中间环面出口边厚度HT2＝2.47mm；所述导轮叶片中间环面进、出口边圆头半径优选值分别如下：导轮叶片中间环面进口边圆头半径RS1＝4.35mm；导轮叶片中间环面出口边圆头半径RS2＝0.73mm。或者单涡轮液力变矩器中优选叶栅循环圆直径D＝380mm，各工作轮叶片中间流线的进、出口角优选值分别如下：泵轮叶片中间流线进口角βP1＝103°；泵轮叶片中间流线出口角βP2＝115°；涡轮叶片中间流线进口角βT1＝17°；涡轮叶片中间流线出口角βT2＝26°；导轮叶片中间流线进口角βS1＝83°；导轮叶片中间流线出口角βS2＝23°；所述泵轮、涡轮叶片中间环面进、出口边厚度优选值分别如下：泵轮叶片中间环面进口边厚度HP1＝3.96mm；泵轮叶片中间环面出口边厚度HP2＝4.19mm；涡轮叶片中间环面进口边厚度HT1＝4.65mm；涡轮叶片中间环面出口边厚度HT2＝2.57mm；所述导轮叶片中间环面进、出口边圆头半径优选值分别如下：导轮叶片中间环面进口边圆头半径RS1＝4.28mm；导轮叶片中间环面出口边圆头半径RS2＝0.82mm。上述根据发动机功率要求定制设计的单涡轮液力变矩器，该单涡轮液力变矩器的最高效率值为0.85～0.87，失速工况下的泵轮公称转矩为200～240Nm，失速变矩器比为2.65～2.85。该单涡轮液力变矩器与额定转速为2000rpm、额定功率为200～250kW的发动机匹配更合理，使液力变矩器的高效率区间匹配在发动机的经济油区，确保整车遇到较大工作阻力时，可以自动输出更大的扭矩来克服装载机铲装阻力，从而提升整车的工作效率，降低铲装同等物料所需要的燃油量。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果：本专利技术单涡轮液力变矩器与额定转速为2000rpm、额定功率200～250KW的发动机匹配更为合理，具有如下优势：1、在满足整车牵引力的前提下，整机车速提高了10％，提高整车的综合性能；2、液力变矩器最高效率值提高且使变矩器效率曲线左偏，液力变矩器的高效率区间匹配在发动机的经济油区，确保整车遇到较大工作阻力时，可以自动输出更大的扭矩来克服装载机铲装阻力，从而提升整车的工作效率，降低铲装同等物料所需要的燃油量。经测试，整机燃油消耗降低10％左右。附图说明图1为单涡轮液力变矩器装配图。图2为泵轮叶片轴面图和正投影图。图3为泵轮叶片进出口角度、进出口边厚度图。图4为涡轮叶片轴面图和正投影图。图5为涡轮叶片进出口角度、进出口边厚度图。图6为导轮叶片轴面图和正投影图。图7为导轮叶片进出口角度、进出口圆头半径图。图8为本专利技术实施例2单涡轮液力变矩器效率曲线图。图9为本专利技术与现有产品应用于整机的生产油耗对比图图中零部件名称及序号：泵轮1、涡轮2、导轮3；泵轮叶片中间流线PMl，泵轮叶片中间环面PMh，泵轮叶片中间流线进口角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单涡轮液力变矩器，包括依次安装在同一轴线上的泵轮、涡轮和导轮，泵轮出口与涡轮入口相对、涡轮出口与导轮入口相对、导轮出口与泵轮入口相对组成循环封闭的叶栅系统，其叶栅循环圆直径D＝380±5mm；其特征在于：所述叶栅系统中各工作轮叶片中间流线的进、出口角分别如下：泵轮叶片中间流线进口角βP1＝102°±5°；泵轮叶片中间流线出口角βP2＝119°±5°；涡轮叶片中间流线进口角βT1＝17°±5°；涡轮叶片中间流线出口角βT2＝30°±5°；导轮叶片中间流线进口角βS1＝81°±5°；导轮叶片中间流线出口角βS2＝23°±5°；所述泵轮、涡轮叶片中间环面进、出口边厚度分别为：泵轮叶片中间环面进口边厚度HP1＝4.08mm±1mm；泵轮叶片中间环面出口边厚度HP2＝4.19mm±1mm；涡轮叶片中间环面进口边厚度HT1＝4.88mm±1mm；涡轮叶片中间环面出口边厚度HT2＝2.47mm±1mm；所述导轮叶片中间环面进、出口边圆头半径分别为：导轮叶片中间环面进口边圆头半径RS1＝4.35mm±1mm；导轮叶片中间环面出口边圆头半径RS2＝0.73mm±1mm。

【技术特征摘要】
1.一种单涡轮液力变矩器，包括依次安装在同一轴线上的泵轮、涡轮和导轮，泵轮出口与涡轮入口相对、涡轮出口与导轮入口相对、导轮出口与泵轮入口相对组成循环封闭的叶栅系统，其叶栅循环圆直径D＝380±5mm；其特征在于：所述叶栅系统中各工作轮叶片中间流线的进、出口角分别如下：泵轮叶片中间流线进口角βP1＝102°±5°；泵轮叶片中间流线出口角βP2＝119°±5°；涡轮叶片中间流线进口角βT1＝17°±5°；涡轮叶片中间流线出口角βT2＝30°±5°；导轮叶片中间流线进口角βS1＝81°±5°；导轮叶片中间流线出口角βS2＝23°±5°；所述泵轮、涡轮叶片中间环面进、出口边厚度分别为：泵轮叶片中间环面进口边厚度HP1＝4.08mm±1mm；泵轮叶片中间环面出口边厚度HP2＝4.19mm±1mm；涡轮叶片中间环面进口边厚度HT1＝4.88mm±1mm；涡轮叶片中间环面出口边厚度HT2＝2.47mm±1mm；所述导轮叶片中间环面进、出口边圆头半径分别为：导轮叶片中间环面进口边圆头半径RS1＝4.35mm±1mm；导轮叶片中间环面出口边圆头半径RS2＝0.73mm±1mm。2.根据权利要求1所述的单涡轮液力变矩器，其特征在于：叶栅循环圆直径D＝375mm，所述各工作轮叶片中间流线的进、出口角分别为：泵轮叶片中间流线进口角βP1＝102°；泵轮叶片中间流线出口角βP2＝119°；涡轮叶片中间流线进口角βT1＝17°；涡轮叶片中间流线出口角βT2＝30°；导轮叶片中间流线进口角βS1＝81°；导轮叶片中间流线出口角βS2＝23°；所述泵轮、涡轮叶片中间环面进、出口边...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松林，谢萍，李朴芬，徐燚伟，
申请(专利权)人：广西柳工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45