專利名稱：雙渦輪液力變矩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于工程機械的雙渦輪液力變矩器，特別是涉及一種應(yīng)用于裝載機的雙渦輪液力變矩器。
背景技術(shù)：
近年來，通過電子信息技術(shù)的引入應(yīng)用，國外在工程機械精確定位與作業(yè)、故障診斷與監(jiān)控、提高燃料利用、人機工程學(xué)等方面進行了大量研究，并取得了重大進展。在這些研究進展的推動下，裝載機在可靠性、生產(chǎn)率等方面得到提高，燃油消耗降低，性能改善，取得了巨大的經(jīng)濟效益。隨著我國各項建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，各種工程機械的需求量急劇增加。裝載機以其操作使用方便快捷，移動自由快速，價格便宜，維修容易等優(yōu)點，已成為重要土方施工機械。目前我國80%的裝載機應(yīng)用雙渦輪液力變矩器。針對目前裝載機的特點及使用工況，其高效區(qū)范圍較窄，低速工況下的效率較低，因此，為降低能耗、提高工作效率，拓寬液力變矩器的高效區(qū)，充分利用發(fā)動機功率，作為裝載機傳動系統(tǒng)核心部件的雙渦輪液力變矩器必須進行重新設(shè)計和研發(fā)。我國目前5噸級裝載機產(chǎn)量最大，其一般都采用額定轉(zhuǎn)速為2200rpm、額定功率為154162KW的柴油機，與之匹配的現(xiàn)有的雙渦輪液力變矩器失速工況的公稱轉(zhuǎn)矩為105 IION *111、第一峰的效率值在0.78^0.80之間、第二峰的效率值在0.78^0.81之間，現(xiàn)有雙渦輪液力變矩器失速工況下的公·稱轉(zhuǎn)矩較低，無法有效地吸收來自發(fā)動機的功率，且第一峰、第二峰值的效率較低，能耗高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種與額定轉(zhuǎn)速為2200rpm、額定功率為154 162KW的柴油機匹配，能充分吸收來自發(fā)動機的功率，牽引力增大，高效率區(qū)得到擴展，更重要的是較大幅度地提高了一峰與二峰的效率值，第一峰的效率達到了 0.825、.832，較之原有雙渦輪變矩器提高了 3.r4.0%，第二峰的效率達到了 0.825、.841，較之原有雙渦輪變矩器提高了 1.9 3.8%，并且失速工況下的公稱扭矩達到了 116.87 118N*m，燃料利用率提高的雙渦輪液力變矩器。本發(fā)明的解決方案是這樣的:本發(fā)明的雙渦輪液力變矩器，與之匹配的柴油機額定轉(zhuǎn)速為2200rpm、額定功率為154 162 KW，雙渦輪液力變矩器第一峰的效率為0.825 0.832，第二峰的效率為0.825 0.841，失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩為116.87 118N*m，其組成包括有I級渦輪、II級渦輪、泵輪、導(dǎo)輪構(gòu)成的葉柵系統(tǒng)及與葉柵系統(tǒng)配合的循環(huán)圓，所述的循環(huán)圓直徑D=31(T320mm;所述的葉柵系統(tǒng)中，泵輪葉片中間流線進口角為epl=iio° 120°，中間流線出口角為ep2=7o° so。，中間環(huán)面進口邊厚度Hpl=4.2 5.6111111，中間環(huán)面出口邊厚度111)2=2.4 3.3111111;1級渦輪葉片的進口角為3 !!=88° 100° ,出口角為@ i2=145° 155°，進口邊圓頭半徑R1:=4.8 5.8_，出口邊圓頭半徑R12=0.5、.8mm;II級渦輪葉片中間流線進口角為P n ,48°飛0°，中間流線出口角為3 B 2=138° 150°，中間環(huán)面進口邊厚度Hb ,3.81.6mm，中間環(huán)面出口邊厚度Hu2=4.5 7.0mm;導(dǎo)輪葉片的進口角為Psl=73° 83。，出口角為@s2=28° 35。，進口邊圓頭半徑Rsl=4.6 5.6mm,出口邊圓頭半徑Rs2=0.48 0.65_。更具體的技術(shù)方案還包括:所述循環(huán)圓直徑為312 318mm;泵輪葉片中間流線進口角為@pl=110° 117°，中間流線出口角為@p2=72° 75° ;1級渦輪葉片的進口角為￠1:=90° 98°，出口角為P ! 2=148° 152° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為eni=50° 57°，中間流線出口角為P n 2=140° 147° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為3sl=74° 81。，出口角為 @s2=30° 33。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明采用雙渦輪液力變矩器與2200rpm、額定功率154 162 KW柴油機匹配更為合理，能充分吸收來自發(fā)動機的功率，牽引力增大，高效率區(qū)得到擴展，更重要的是較大幅度地提高了一峰與二峰的效率值，第一峰的效率達到了 0.825、.832，較之原有雙渦輪變矩器提高了 3.r4.0%，第二峰的效率達到了 0.825、.841，較之原有雙渦輪變矩器提高了 1.9^3.8%，并且失速工況下的公稱扭矩達到了 116.87 ^llSN m ;因此，通過測試結(jié)果的對比，本發(fā)明2200rpm雙渦輪液力變矩器失速工況下的公稱轉(zhuǎn)矩較之原有變矩器提高了 6.2%以上，第一峰的效率值提高了 3.r4.0%，第二峰的效率值提高了 1.9^3.8%，本發(fā)明的公稱轉(zhuǎn)矩與效率值均得到了較大幅度的提高，表明在同樣能源消耗下，本發(fā)明的能源利用率更高，牽引力更大，有效地節(jié)約能源，達到節(jié)能減排的目的。


附圖是本發(fā)明的實施例。圖1是圖1為本發(fā)明雙渦輪液力變矩器裝配圖。圖2為本發(fā)明泵輪葉片圖。

圖3為本發(fā)明泵輪葉片中間流線進出口角度、進出口邊厚度圖。圖4為本發(fā)明I級渦輪葉片進出口角度、進出口圓頭半徑圖。圖5為本發(fā)明II級渦輪葉片圖。圖6為本發(fā)明 II級渦輪葉片中間流線進出口角度、進出口邊厚度圖。圖7為本發(fā)明導(dǎo)輪葉片進出口角度、進出口圓頭半徑圖。圖8為本發(fā)明變矩器與現(xiàn)有變矩器的效率曲線對比圖。
具體實施例方式參見圖1至圖7，本發(fā)明附圖中各標注的明細如下:
PMl為泵輪中間流線，pMh為泵輪中間環(huán)面，IIMl為II級渦輪中間流線，IIMh為II級渦輪中間環(huán)面，^pl為泵輪葉片中間流線進口角，@p2為泵輪中間流線出口角，Hpl為泵輪中
間環(huán)面進口邊厚度，Hp2為泵輪中間環(huán)面出口邊厚度，^ 1:為1級渦輪葉片進口角，R11為！級渦輪進口邊圓頭半徑，^: 2為1級渦輪出口角，R12為I級渦輪出口邊圓頭半徑，PnlSII級渦輪葉片中間流線進口角，^ n 2為11級渦輪葉片中間出口角，He工為 II級渦輪葉
片中間環(huán)面進口邊厚度，Hn 2為11級渦輪葉片中間環(huán)面出口邊厚度，P sl為導(dǎo)輪葉片進口
角，Rsl為導(dǎo)輪葉片進口邊圓頭半徑，@s2為導(dǎo)輪葉片出口角，Rs2為導(dǎo)輪葉片出口邊圓頭半徑。本發(fā)明的雙渦輪液力變矩器與之匹配的柴油機額定轉(zhuǎn)速為2200rpm、額定功率為154 162 KW，本發(fā)明的雙渦輪液力變矩器由泵輪3J級渦輪1、11級渦輪2、導(dǎo)輪4等組
成葉柵系統(tǒng)，與葉柵系統(tǒng)配合的循環(huán)圓直徑D=31(T320mm;所述的葉柵系統(tǒng)中，泵輪葉片中間流線進口角為Ppl=110° 120°，中間流線出口角為Pp2=70° ^80°，中間環(huán)面進口邊厚度Hpl=4.2 5.6_1，中間環(huán)面出口邊厚度％2=2.4 3.3111111;1級渦輪葉片的進口角為3 i!=88° 100° ,出口角為@ i2=145° 155°，進口邊圓頭半徑R1:=4.8 5.8_，出口邊圓頭半徑R12=0.5 0.8mm ;11級渦輪葉片中間流線進口角為P J1 1=48° 60°，中間流線出口角
為3 n 2=138° 150°，中間環(huán)面進口邊厚度Hb ,3.81.6mm，中間環(huán)面出口邊厚度Hn2=4.5 7.0mm;導(dǎo)輪葉片的進口角為Psl=73° 83。，出口角為@s2=28° 35。，進口邊圓頭半徑Rsl=4.6 5.6mm,出口邊圓頭半徑Rs2=0.48 0.65_。上述技術(shù)方案可以優(yōu)化為:所述循環(huán)圓直徑為312 318mm ;泵輪葉片中間流線進口角為epl=110° 117°，中間流線出口角為ep2=72° 75° ;1級渦輪葉片的進口角為￠1:=90° 98°，出口角為P I 2=148° 152° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為Pni=50° 57°，中間流線出口角為P n 2=140° 147° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為3sl=74° 81°，出口角為 @s2=30° 33°。

以下為本發(fā)明雙渦輪液力變矩器與額定轉(zhuǎn)速為2200rpm、額定功率為162KW的柴油機匹配的具體實施例:
實施例1:
循環(huán)圓的直徑為310mm;泵輪葉片中間流線進口角為@pl=lll° 113°，中間流線出口角為@p2=72° 73° ;1級渦輪葉片的進口角為@:-92° 96°，出口角為2=148° 151° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為P n 1=50°飛5°，中間流線出口角為en2=140o 144° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為Psl=74° 76°，出口角為Ps2=30° 32°。通過測試，得到本實施例的雙渦輪液力變矩器失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩Tbsci=I 16.87 117N m，變矩器的第一峰效率值為0.825^0.829，第二峰的效率值為0.825 0.840。實施例2:
循環(huán)圓的直徑為315mm;泵輪葉片中間流線進口角為@pl=lll° 114°，中間流線出口角為@p2=72° 74° ;1級渦輪葉片的進口角為@: ,93° 96°，出口角為2=148° 152° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為P n 1=51°飛5°，中間流線出口角為2=141° 145° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為Psl=75° 77°，出口角為Ps2=30° 32°。通過測試，得到本實施例的雙渦輪液力變矩器失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩Tbsci=I 16.87^118N m，變矩器的第一峰效率值為0.828^0.832，第二峰的效率值為0.825 0.841。實施例3:
循環(huán)圓的直徑為320mm;泵輪葉片中間流線進口角為@pl=112° 115°，中間流線出口角為@p2=73° 75° ;1級渦輪葉片的進口角為@:-94° 97°，出口角為2=149° 152° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為P n 1=52°飛6°，中間流線出口角為2=143° 147° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為@sl=75° 77°，出口角為@s2=31° 32°。通過測試，得到本實施例的雙渦輪液力變矩器失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩TBgQ=l 17 118N m，變矩器的第一峰效率值為0.825^0.830，第二峰的效率值為0.826 0.841。實施例4:
循環(huán)圓的直徑為312mm;泵輪葉片中間流線進口角為@pl=110° 114°，中間流線出口角為@p2=71° 73° ;1級渦輪葉片的進口角為@: 1=93° 96°，出口角為2=146° 150° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為P n 1=52°飛6°，中間流線出口角為3 n2=141° 144° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為@sl=74° 75°，出口角為@s2=31° 32°。通過測試，得到本實施例的雙渦輪液力變矩器失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩Tbs0=I 16.95^117.2 N m，變矩器的第一峰效率值為0.826^0.828，第二峰的效率值為0.827 0.840。實施例5:
循環(huán)圓的直徑為318mm;泵輪 葉片中間流線進口角為@pl=112° 114°，中間流線出口角為@p2=73° 74° ;1級渦輪葉片的進口角為@ !:=91° 93°，出口角為2=147° 149° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為P n i=52°飛4°，中間流線出口角為2=142° 144° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為Psl=75° 76°，出口角為Ps2=30° 32°。通過測試，得到本實施例的雙渦輪液力變矩器失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩Tbs0=I 16.90^117.5 N m，變矩器的第一峰效率值為0.825 0.828，第二峰的效率值為0.826^0.839。以下為本發(fā)明雙渦輪液力變矩器與額定轉(zhuǎn)速為2200rpm、額定功率為154KW的柴油機匹配的具體實施例:
實施例6:
循環(huán)圓的直徑為315mm;泵輪葉片中間流線進口角為@pl=lll° 114°，中間流線出口角為@p2=72° 74° ;1級渦輪葉片的進口角為@:-93° 96°，出口角為2=148° 152° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為P n ,51°飛5°，中間流線出口角為2=141° 145° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為Psl=75° 77°，出口角為Ps2=30° 32°。通過測試，得到本實施例的雙渦輪液力變矩器失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩Tbs0=I 16.88 117.2N*m，變矩器的第一峰效率值為0.826^0.828，第二峰的效率值為0.826^0.835。實施例7:循環(huán)圓的直徑為312mm;泵輪葉片中間流線進口角為@pl=110° 114°，中間流線出口角為@p2=71° 73° ;1級渦輪葉片的進口角為@: 1=93° 96°，出口角為2=146° 150° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為P n ,52°飛6°，中間流線出口角為3 n2=141° 144° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為@sl=74° 75°，出口角為@s2=31° 32°。通過測試，得到本實施例的雙渦輪液力變矩器失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩Tbs0=I 16.87^117.3 N m，變矩器的第一峰效率值為0.825^0.828，第二峰的效率值為0.825^0.838。實施例8:
循環(huán)圓的直徑為318mm;泵輪葉片中間流線進口角為@pl=112° 114°，中間流線出口角為@p2=73° 74° ;1級渦輪葉片的進口角為@ ^:=91° 93°，出口角為2=147° 149° ;11級渦輪葉片中間流線進口角為P n ,52°飛4°，中間流線出口角為2=142° 144° ;導(dǎo)輪葉片的進口角為Psl=75° 76°，出口角為Ps2=30° 32°。通過測試，得到本實施例的雙渦輪液力變矩器失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩Teg0=I 16.89^117.1 N*m，變矩器的第一峰效率值為0.825、.829，第二峰的效率值為
0.829 0.836。實施例2與現(xiàn)有5噸·級裝載機用雙渦輪液力變矩器的效率對比如圖8所示。
權(quán)利要求
1.一種雙渦輪液力變矩器，與之匹配的柴油機額定轉(zhuǎn)速為2200rpm、額定功率為154 162KW，雙渦輪液力變矩器第一峰的效率為0.825、.832，第二峰的效率為0.825、.841，失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩為116.87 118N m,其組成包括有I級渦輪(I)、II級渦輪(2)、泵輪(3)、導(dǎo)輪(4)構(gòu)成的葉柵系統(tǒng)及與葉柵系統(tǒng)配合的循環(huán)圓，其特征在于:所述的循環(huán)圓直徑D=31(T320mm;所述的葉柵系統(tǒng)中，泵輪葉片中間流線進口角為^pl=IlO ° 120°，中間流線出口角為@p2=70° 80°，中間環(huán)面進口邊厚度Hpl=4.2 5.6mm，中間環(huán)面出口邊厚度Hp2=2.4 3.3mm;I級渦輪葉片的進口角為3:!=88° 100°，出口角為@: 2=145° 155°，進口邊圓頭半徑R: ,4.8 5.8mm，出口邊圓頭半徑R: 2=0.5 0.8臟；11級渦輪葉片中間流線進口角為@::1=48° 60°，中間流線出口角為@:: 2=1380 150°，中間環(huán)面進口邊厚度H:: -3.8 4.6mm，中間環(huán)面出口邊厚度^1二2=4.5 7.0臟；導(dǎo)輪葉片的進口角為11=73° 83。，出口角為@s2=28° 35。，進口邊圓頭半徑Rsl=4.6 5.6mm,出口邊圓頭半徑Rs2=0.48 0.65mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙渦輪液力變矩器，其特征在于:所述循環(huán)圓直徑為312 318mm;泵輪葉片中間流線進口角為Ppl=IlO ° 117 °，中間流線出口角為3p2=72° 75° ;1級渦輪葉片的進口角為@::=90° 98°，出口角為@: 2=148° 152° ；II級渦輪葉片中間流線進口角為P:: !=50 ° 57 °，中間流線出口角為3 二2=140o 147° ;導(dǎo)輪葉片的 進口角為Psl=74° ^81°，出口角為Ps2=30° 33°。
全文摘要
一種雙渦輪液力變矩器。其特點是循環(huán)圓直徑D=310~320mm；所述的葉柵系統(tǒng)中，泵輪葉片中間流線進口角為βp1=110°~120°，中間流線出口角為βp2=70°~80°，中間環(huán)面進口邊厚度Hp1=4.2~5.6mm，中間環(huán)面出口邊厚度Hp2=2.4～3.3mm；I級渦輪葉片的進口角為β1=88°~100°，出口角為β2=145°~155°，進口邊圓頭半徑R1=4.8～5.8mm，出口邊圓頭半徑R2=0.5～0.8mm；II級渦輪葉片中間流線進口角為β1=48°~60°，中間流線出口角為β2=138°~150°,中間環(huán)面進口邊厚度H1=3.8~4.6mm，中間環(huán)面出口邊厚度H2=4.5~7.0mm；導(dǎo)輪葉片的進口角為βs1=73°~83°，出口角為βs2=28°~35°，進口邊圓頭半徑Rs1=4.6~5.6mm，出口邊圓頭半徑Rs2=0.48~0.65mm。其優(yōu)點是第一峰的效率達到了0.825~0.832，第二峰的效率達到了0.825~0.841，失速工況下的泵輪公稱轉(zhuǎn)矩為116.87~118N·m，提高了整機的可靠性、動力性能和燃油經(jīng)濟性。
文檔編號F16H41/04GK103244633SQ20131018985
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月21日
發(fā)明者王松林, 周文曉, 章勇華, 詹家堂 申請人:廣西柳工機械股份有限公司