一种液力变矩器泵轮结构制造技术

本发明专利技术公开了一种液力变矩器泵轮结构，属于液力变矩器领域，包括靠近循环圆中心的内环、外环、叶片；上述的内环和外环形成液流自旋转中心向外流动的近似圆形的循环圆腔；叶片在循环圆腔内在360°圆周方向均匀布置；内环的外表面由两个相切的圆弧形成近似的外环弧面；外环的内表面由两个相切的圆弧形成近似的内环弧面；叶片包括叶片本体，叶片本体沿液流方向自进口端至出口端成空间三维流线型结构；液力变矩器新型泵轮因采用近似圆形循环圆和空间三维流线形叶片结构，能使液流在循环圆腔内沿弧线流动，并使腔内液流沿流线均匀过渡，避免大的液流冲击及紊流，减小了叶片进出口端的液流偏离，显著提高了液力变矩器的传动效率及整体工作性能。

【技术实现步骤摘要】
一种液力变矩器泵轮结构
本专利技术涉及一种液力变矩器泵轮结构，尤其是具有轮循环圆及空间三维流线形叶片结构的液力变矩器新型泵轮结构。
技术介绍
液力变矩器泵轮是将发动机传递过来的机械能，在离心力的作用下，转变为工作油的动能和压能，驱动涡轮旋转，旋转的涡轮再将液能转变为机械能输出。从涡轮流出的工作油经固定不转的导轮，将一部分压力能转换成动能，使工作油的旋转程度增加后再回到泵轮入口。工作油在液力变矩器循环圆腔内如此循环流动，就形成了液力变矩器的正常工作。液力变矩器泵轮在液力变矩器的整个工作过程中起到至关重要的作用。在同一循环圆下，通过对液力变矩器泵轮叶栅进出口角度的调整，很容易得到一组新的液力变矩器性能，而且液力变矩器的性能变化趋势稳定，这也是液力变矩器设计中最简洁有效的方法。在同一叶片进出口角度下，由于液力变矩器循环圆及空间三维流线形叶片结构的不同，液力变矩器性能水平的差异较大，特别是传动效率影响最为明显。国内液力变矩器循环圆形式较多，长方形、扁圆形等各有千秋，空间三维叶片结构差异也较大。本专利技术是在结合液力变矩器的实际使用工况，并考虑叶片模具的仿真制造加工和叶片铸造分模时的难度，而研发的一种近似圆形的循环圆结构和空间三维流线形叶片结构，并经多次优化设计及试验验证，对液力变矩器整体传动效率提高显著，特别是整体传动性能从制动工况到高速工况变化趋势平稳，高效范围宽，高效点速比和整机的额定工况匹配完好。此液力变矩器性能在国内应属于领先的水平。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种能使液流在循环圆腔内沿弧线流动，并使腔内液流沿流线均匀过渡，避免大的液流冲击及紊流，减小了叶片进出口端的液流偏离，显著提高了液力变矩器的传动效率及整体工作性能，另外本专利技术还具有结构简单、易于叶片模具仿真制造加工的优点的液力变矩器泵轮结构。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种液力变矩器泵轮结构，所述液力变矩器泵轮包括靠近循环圆中心的内环、外环、及与内环和外环相联结的23个均布的相同叶片；上述的内环和外环形成近似圆形结构的循环圆腔，所述循环圆腔自旋转中心向外环形布置，液流沿循环圆腔自中心向外流动；所述23个叶片在循环圆腔内以中心轴线为中心360°圆周方向均匀布置；所述内环的外环弧面是由两个半径R26mm、R16.6mm的圆弧相切，并沿中心轴线回转形成近似的外环弧面，R26mm圆弧中心设计在循环圆中心线上，R16.6mm偏离循环圆中心线8mm与R26mm相切；所述外环的内环弧面是由两个半径R55.5mm、R45.5mm的圆弧相切，并沿中心轴线回转形成近似的内环弧面，R55.5mm圆弧中心设计在循环圆中心线上，R45.5mm偏离循环圆中心线10mm与R55.5mm相切；所述内环和外环的设计流线相对半径rB1＝0.6462，rB2＝1；相对轴面面积aB1＝0.7654，aB2＝0.8497；所述叶片包括相同叶片本体，所述叶片本体沿液流方向自进口端至出口端成空间三维流线型曲面结构；叶片本体沿中间流线进口角为113±1°，出口角为110±1°；叶片的内环弧面与内环的外环弧面相联，叶片的外环弧面与外环的内环弧面相联；叶片内环进口厚度4.3mm，出口厚度2.2mm；叶片外环进口厚度4.5mm，出口厚度1.3mm，叶片在内环与外环之间根据叶片厚度不同圆滑过渡。上述结构，优选的，液力变矩器泵轮为整体铝合金铸造一体成型结构，便于叶轮铸造过程中的翻模，及叶片及流道内铸造渣体的清除，同时可减轻泵轮重量，减小泵轮高速运转时的惯性冲击。综上所述，液力变矩器新型泵轮因采用近似圆形循环圆和空间三维流线形叶片结构，能使液流在循环圆腔内沿弧线流动，并使腔内液流沿流线均匀过渡，避免大的液流冲击及紊流，减小了叶片进出口端的液流偏离，显著提高了液力变矩器的传动效率及整体工作性能，另外本专利技术还具有结构简单、易于叶片模具仿真制造加工的优点。叶片本体的进出口端以叶片厚度为直径设计成圆形弧面，且厚度自叶片进口端至出口端沿叶片角度空间均匀过渡，并形成空间流线形本体，保证了两叶片之间空间流道截面的均匀过渡和叶片进出口端的圆滑过渡，减小了流道中的液流冲击和紊流以及叶片进出口端的液流偏离。液力变矩器泵轮叶片从设计上尽量保证内环流线形弧线和外环流线形弧线沿XY投影方向尽量叠加，尽量减小叶片扭曲程度，使叶片内、外环之间空间曲面光滑过渡，有利于液力变矩器泵轮三维空间曲面叶片模具的仿真制造加工和降低叶片铸造分模时的难度。附图说明图1是本专利技术结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是本专利技术去掉内环结构示意图；图4是循环圆腔平面结构示意图；图5是叶片结构示意图；图6和图7是叶片不同角度结构示意图；图8是液力变矩器牵引工况原始特性曲线图。图中、1、内环；1-1、外环弧面；2、外环；2-1、内环弧面；3、循环圆空间腔；4、叶片；4-1、内环弧面；4-2、外环弧面。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种液力变矩器泵轮结构，包括靠近循环圆中心的内环1、外环2、及与内环1和外环2相联结的23个相同的叶片4；上述的内环和外环形成液流自旋转中心向外流动的循环圆腔3；23个相同叶片内环与循环圆内环外圆弧面相联，外环与循环圆外环内圆弧面相联，23个叶片在循环圆腔内在360°圆周方向均匀布置，将循环圆腔沿液流方向阻隔成空间形状相同的液体通道。所述外环2的内环弧面2-1由两个相切的圆弧形成近似的内环弧面；两个圆弧半径为R55.5mm、R45.5mm；参阅图4所述内环1的外环弧面1-1由两个相切的圆弧形成近似的外环弧面；两个圆弧半径为R26mm、R16.6mm；参阅图4所述内外环的设计流线相对半径rB1＝0.6462，rB2＝1；相对轴面面积aB1＝0.7654，aB2＝0.8497。所述叶片包括叶片本体，请参阅图5至图7；所述叶片本体沿液流方向自进口端至出口端成空间三维流线型结构；叶片本体的中间流线进口角113±1°，出口角110±1°，叶片的内环弧面4-1与内环的外环弧面1-1相联，叶片的外环弧面4-2与外环的内环弧面2-1相联；叶片内环进口厚度4.3mm，出口厚度2.2mm；叶片外环进口厚度4.5mm，出口厚度1.3mm，叶片在内环与外环之间根据叶片厚度不同圆滑过渡。叶片本体的进出口端以叶片厚度为直径设计成圆形弧面，且厚度自叶片进口端至出口端沿叶片角度空间均匀过渡，并形成空间流线形本体，保证了两叶片之间空间流道截面的均匀过渡和叶片进出口端的圆滑过渡，减小了流道中的液流冲击和紊流以及叶片进出口端的液流偏离。液力变矩器泵轮叶片从设计上尽量保证内环流线形弧线和外环流线形弧线沿XY投影方向尽量叠加，尽量减小叶片扭曲程度，使叶片内、外环之间空间曲面光滑过渡，有利于液力变矩器泵轮三维空间曲面叶片模具的仿真制造加工和降低叶片铸造分模时的难度。液力变矩器泵轮为整体铝合金铸造一体成型结构，便于叶轮铸造过程中的翻模，及叶片及流道内铸造渣体的清除，同时可减轻泵轮重量，减小泵轮高速运转时的惯性冲击。为了进一步说明本专利技术的特性，特举试验数据加以证明，本专利技术的优点。泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液力变矩器泵轮结构，其特征在于；所述液力变矩器泵轮包括靠近循环圆中心的内环、外环、及内环和外环相联结的23个均布的相同叶片；上述的内环和外环形成近似圆形结构的循环圆腔，所述循环圆腔自旋转中心向外环形布置，液流沿循环圆腔自中心向外流动；所述23个叶片在循环圆腔内以中心轴线为中心360°圆周方向均匀布置；所述内环的外环弧面是由两个半径R26mm、R16.6mm的圆弧相切，并沿中心轴线回转形成近似的外环弧面，R26mm圆弧中心设计在循环圆中心线上，R16.6mm偏离循环圆中心线8mm与R26mm相切；所述外环的内环弧面是由两个半径R55.5mm、R45.5mm的圆弧相切，并沿中心轴线回转形成近似的内环弧面，R55.5mm圆弧中心设计在循环圆中心线上，R45.5mm偏离循环圆中心线10mm与R55.5mm相切；所述内环和外环的设计流线相对半径rB1＝0.6462，rB2＝1；相对轴面面积aB1＝0.7654，aB2＝0.8497；所述叶片包括叶片本体，所述叶片本体沿液流方向自进口端至出口端成空间三维流线型曲面结构；叶片本体沿中间流线进口角为113±1°，出口角为110±1°；叶片的内环弧面与内环的外环弧面1‑1相联，叶片的外环弧面与外环的内环弧面相联；叶片内环进口厚度4.3mm，出口厚度2.2mm；叶片外环进口厚度4.5mm，出口厚度1.3mm，叶片在内环与外环之间根据叶片厚度不同圆滑过渡。...

【技术特征摘要】
1.一种液力变矩器泵轮结构，其特征在于；所述液力变矩器泵轮包括靠近循环圆中心的内环、外环、及内环和外环相联结的23个均布的相同叶片；上述的内环和外环形成近似圆形结构的循环圆腔，所述循环圆腔自旋转中心向外环形布置，液流沿循环圆腔自中心向外流动；所述23个叶片在循环圆腔内以中心轴线为中心360°圆周方向均匀布置；所述内环的外环弧面是由两个半径R26mm、R16.6mm的圆弧相切，并沿中心轴线回转形成近似的外环弧面，R26mm圆弧中心设计在循环圆中心线上，R16.6mm偏离循环圆中心线8mm与R26mm相切；所述外环的内环弧面是由两个半径R55.5mm、R45.5mm的圆弧相切，并沿中心轴线回转形成近似的内环弧面，R55.5mm圆弧中心设计在循环圆中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：李淑萍，
申请(专利权)人：天津工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12