瞬间推力达50吨的装载机,除强大的发动机外,还有个关键部件是它
在山体隧道的开挖过程中,大吨位装载机是必不可少的一类工程机械。打通隧道时,每前进1米,就会有几十方的碎石产生,而装载机便承担着清理碎石的任务。柳工曾生产5吨高原装载机,每小时可产装350立方渣料,作业时瞬间推力可达50吨。而如此大的威力,少不了一个关键的部件—液力变矩器,它是装载机的四大件之一。https://p6.toutiaoimg.com/origin/pgc-image/42e0dd66eda3427b9b92885bdf8233a7?from=pc
装载机
什么是液力变矩器
液力变矩器位于发动机和变速箱之间,类似于手动变速箱中的离合器,但液力变矩器同时具有增大力矩的作用。在重载工程机械中,如果使用普通离合器,离合器片会很快磨损,甚至损坏,而使用液力变矩器后可以缓冲巨大的动力冲击,实现软连接,并增大输出力矩。
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液力变矩器位置
很多人会将液力变矩器与液力耦合器混淆,因此有必要讲一下液力耦合器和液力变矩器的区别。液力变矩器与液力耦合器主要由以下几方面的不同:
从结构上讲:液力耦合器只有泵轮和涡轮,没有导轮。而液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮组成。
从力矩转变上讲:液力耦合器的涡轮转矩和泵轮转矩是相同的,即液力耦合器只起到了一个离合器的作用。而液力变矩器,顾名思义,是可以改变力矩的。在导轮的作用下,液力变矩器泵轮的转矩和涡轮的转矩是不同的,在泵轮转矩不变的情况下,随着涡轮的转速变化(工作时机械运行的阻力),涡轮的转矩也会发生变化。
从内部液体工作状态上讲:液力耦合器的内部液体不能充满腔体,液体的流动属于无压流动。而液力变矩器泵轮、涡轮、导轮形成了一个封闭通道,液体的流动属于有压流动(又叫管流,是在无自由表面的固体边界内流动的水流)。
从以上几个方面,我们可以对液力变矩器和耦合器有了一个大概的认识。
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液力变矩器
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液力耦合器
液力变矩器构造及工作原理
液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮及其他零件组成。泵轮是主动轮,与发动机曲轴连接。涡轮是从动轮,与变速箱相连。泵轮和涡轮通过轴承安装在壳体上,而导轮在泵轮和涡轮之通过
单向离合器与箱体固定。三个轮的叶片都弯曲成一定的弧度并径向倾斜排列。很多人会用两个对向的电风扇形象的说明液力变矩器的原理,但是两个对向的风扇充其量相当于液力耦合器,并没有导轮的存在,不能够改变力矩。
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而液力变矩器变矩的关键就在于导轮。三个工作轮被密装于变矩器壳体中,壳体中充满了油液。当动力从发动机输出后,带动与之相连的泵轮一同转动,泵轮叶片带动油液旋转,在离心力的作用下,油液被甩到泵轮叶片外边缘处。在外边缘处油液冲向涡轮叶片,对涡轮产生一个作用力矩,涡轮在油液的冲击下旋转。涡轮叶片的油液沿着涡轮叶片流向内缘并冲向导轮,该液流对导轮产生一个作用力矩,但是因导轮固定不转的,根据作用力与反作用力原理,导轮通过液流会反作用给涡轮一个力矩,这样涡轮的转矩就等于泵轮转矩和导轮转矩之和了,从而使得输出转矩变大。这也是使得装载机在作业瞬间推力增大的原因。
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题外讲一讲大吨位液力变矩器涡轮的制造https://p6.toutiaoimg.com/origin/pgc-image/5b4648bc5b574bb18ce3db98b4d8df42?from=pc
在大型工程机械中,叶轮大都是通过铸造而成的。在《大国重器》之《通达天下》这期节目中,曾讲到了柳工工程师们挑战12吨位液力变矩器的砂芯制造过程。因为该砂芯太大,在制造时柳工工程师们采用了分瓣制作然后组装的方法,不得不说这是有一个很有想法的方法。工程师们将添加粘合剂的砂子倒入射芯机,先压出小块的砂芯,然后在将小块的砂芯一瓣瓣的拼接起来,最后组成了涡轮砂芯,并且他们做到了零误差,在此小编不得不竖起大拇指。而后工程师们需要在砂芯表面涂一层涂料,要求厚度控制在0.2mm以内,因此对涂料配方要求很高,在这之前,该技术一直被国外掌握,而如今,中国人也做到了。 在《大国重器》之《通达天下》这期节目中,曾讲到了柳工工程师们挑战12吨位液力变矩器的砂芯制造过程。因为该砂芯太大,在制造时柳工工程师们采用了分瓣制作然后组装的方法,不得不说这是有一个很有想法的方法。
三十年多前水轮机叶就是这样铸出来的。然后卡车的液变用的是艾里逊的多吧。 液力变矩器变矩的关键就在于导轮。三个工作轮被密装于变矩器壳体中,壳体中充满了油液。当动力从发动机输出后,带动与之相连的泵轮一同转动,泵轮叶片带动油液旋转,在离心力的作用下,油液被甩到泵轮叶片外边缘处。在外边缘处油液冲向涡轮叶片,对涡轮产生一个作用力矩,涡轮在油液的冲击下旋转。涡轮叶片的油液沿着涡轮叶片流向内缘并冲向导轮,该液流对导轮产生一个作用力矩,但是因导轮固定不转的,根据作用力与反作用力原理,导轮通过液流会反作用给涡轮一个力矩,这样涡轮的转矩就等于泵轮转矩和导轮转矩之和了,从而使得输出转矩变大。这也是使得装载机在作业瞬间推力增大的原因。
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