专利名称：：单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构的制作方法
技术领域：
：本实用新型属于液力机械传动的单级三相四元件向心涡轮综合式液力变矩器，尤其涉及一种单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构。
背景技术：
：液力变矩器是一种通过液体的动能变化来改变传递扭矩的液力机械。它与一般的机械传动相比，具有传动性能柔和、效率高的优点，因此是自动变速箱的主要零部件。首钢重型汽车厂生产的SGA3722矿用汽车，采用别拉斯公司的7523矿车技术。其中自动变速箱主要是仿制白俄罗斯别拉斯公司的7523矿车用自动变速箱。该自动变速箱是定轴式变速箱采用电控阀与带闭锁离合器的单级三相四元件向心涡轮综合式液力变矩器一道组成。该带闭锁离合器的单级三相四元件向心涡轮综合式液力变矩器主要由闭锁离合器、一个泵轮，一个涡轮和两个可单向转动的导轮、以及超越离合器构成，它可组成两个液力变矩器工况和一个液力偶合器工况。工作时泵轮由输入轴带动旋转，工作油液就在循环圆内作环流运动推动涡轮旋转并输出扭矩，液流从泵轮进入涡轮，再进入第一级导轮，经第二级导轮，再回到泵轮。液力变矩器在额定工况附近效率较高，最高效率为8592%。各工作轮是液力变矩器的核心，其叶栅结构的型式和布置位置以及叶片的形状，对变矩器的性能有决定作用。由于7523矿车用自动变速箱进口周期长，价格昂贵，于1991年就已国产化，但在国产化过程中，存在泵轮、涡轮叶片厚薄不均，不同叶片在同一位置厚度差可在2mm以上，且出入边的角度不合理，因此对变矩器能容影响很大，尤其涡轮入口角和出口角偏大，使得效率偏低，与发动机匹配不合理。
发明内容本实用新型的目的在于解决现有变矩器与45T矿车的发动机匹配不合理的问题，提供一种与国内525马力发动机相匹配的液力变矩器叶栅结构，通过优选液力变矩器叶栅结构参数，达到与发动机合理匹配、提高变矩器效率、节约燃油消耗、降低变矩器的发热等优异的性能，从而提高了机件的使用寿命，提高了产品的使用可靠性。本实用新型的目的是这样实现的单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，所述的工作轮包括泵轮、涡轮、第一导轮、第二导轮；所述的工作轮的叶栅主要包括泵轮的叶片、涡轮的叶片、第一导轮的叶片、以及第二导轮的叶片；其特点是，所述泵轮的叶片入口边的相对半径无因次参数为O.625、出口边的相对半径无因次参数为1.000时，其循环圆内环处的入口角为13(T131°，出口角为129.5°130.5°;循环圆中间流线处入口角为116°117°，出口角为129.5°130.5°;循环圆外环处入口角为114°115°，出口角为129.5°130.5°;所述涡轮的叶片入口边的相对半径无因次参数为1.000、出口边的相对半径无因次参数为0.625时，其循环圆内环处的入口角为35。36°，出口角为156°157°;循环圆中间流线处入口角为48°49°，出口角为154°155°;循环圆外环处入口角为53。54°，出口角为160°161°;所述第一导轮叶片入口边的相对半径无因次参数为0.598、出口边的相对半径无因次参数为0.558时，其循环圆内环处的入口角为120°121°，出口角为9r92°;循环圆中间流线处入口角为120°121°，出口角为91°92°;循环圆外环处入口角为117°118°，出口角为9r92°;所述第二导轮叶片入口边的相对半径无因次参数为0.558、出口边的相对半径无因次参数为0.605时，其循环圆内环处的入口角为65。66°，出口角为18。19°;循环圆中间流线处入口角为74。75°，出口角为26。27°;循环圆外环处入口角为79°80°，出口角为35°36°。上述单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，其中，所述泵轮的叶片入口处的厚度为6mm士0.5mm，叶片出口处的厚度为5mm士0.5mm;涡轮的叶片入口处厚度为5mm士0.5mm，叶片出口处的厚度为3mm士0.5mm;第一导轮的叶片入口处厚度为3.6mm士0.5mm，叶片出口处的厚度为2mm士0.5mm;第二导轮的叶片入口处厚度为3.6mm士0.5mm，叶片出口处的厚度为2mm士0.5mm。上述单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，其中，所述的泵轮、涡轮、第一导轮、第二导轮的循环圆直径为470mm。上述单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，其中，所述的泵轮的叶片数为28，涡轮的叶片数为24，第一导轮的叶片数为29，第二导轮的的叶片数为23。由于本实用新型采用了以上的技术方案，调整了工作轮各叶片进出口处的厚度，将泵轮叶片进出口处厚度比原进口样机(7523矿车用自动变速箱)的泵轮叶片进出口处厚度减少25%，增大了流通面积；同时对涡轮叶片进出口处厚度比原进口样机(7523矿车用自动变速箱)的涡轮叶片进出口处厚度减薄912.5%;对循环圆进行微调，由原直径471.5mm，改为直径为470mm。再根据主机厂提供的欧III排放标准的发动机，按照多叶排数学模型，确定了工作轮叶片的入、出口边的半径、以及工作轮叶片的进出口角度。使其与发动机匹配合理，并大大提高了输出效率。通过以下实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本实用新型的目的、具体结构特点和优点，其中附图为图1是本实用新型单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构中各工作轮的结构示意图，其中a是泵轮结构示意图，b是涡轮结构示意图，c是第一导轮结构示意图，d是第二导轮结构示意图。图2是本实用新型单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构中各工作轮叶片的结构示意图，其中a是泵轮叶片的结构示意图，b是涡轮叶片的结构示意图，c是第一导轮叶片的结构示意图，d是第二导轮叶片的结构示意图。具体实施方式本实用新型涉及单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，所述的液力变矩器主要包括工作轮、输入轴、输出轴、以及止推轴承、闭锁离合器、超越离合器等部件，按常规结构连接。所述的工作轮包括泵轮1、涡轮2、第一导轮3、第二导轮4;所述的工作轮的叶栅主要包括泵轮的叶片11、涡轮的叶片21、第一导轮的叶片31、以及第二导轮的叶片41。[0013]请参阅图1，图1是本实用新型单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构中各工作轮的结构示意图，其中a是泵轮结构示意图，b是涡轮结构示意图，c是第一导轮结构示意图，d是第二导轮结构示意图。所述泵轮l的内部径向设有许多扭曲的叶片ll，叶片内缘则设有让变速器油液平滑流过的导环。涡轮2的内部也设有许多叶片21，所述涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有一个容置第一导轮3和第二导轮4的间隙。所述第一导轮3和第二导轮4各设有多个扭曲的叶片31、41，所述的第一导轮、第二导轮设置在所述泵轮和涡轮之间。工作时泵轮由输入轴带动旋转，工作油液在循环圆内作环流运动推动涡轮旋转并输出扭矩.液流从泵轮进入涡轮，再进入第一导轮，经第二导轮，再回到泵轮.周而复始地循环流动，靠液体与叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。泵轮将输入轴的机械能传递给液体，高速液体推动涡轮旋转，将能量传给输出轴。液力变矩器的各工作轮中心部分成圆环形称之为循环圆内环；所述的泵轮、涡轮、第一导轮、以及第二导轮的各叶片的参数主要包括循环圆直径、各叶片入、出口角度，叶片数等。各工作轮叶片入口处相对半径为叶片中间流线入口处半径与泵轮中间流线出口半径之比，出口相对半径为叶片中间流线出口半径与泵轮中间流线出口半径之比。本实施例取循环圆直径为470mm，其中，泵轮叶片数为28，涡轮叶片数为24，第一导轮叶片数为29，第二导轮叶片数为23。本实用新型单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构中，所述泵轮的叶片入口处的厚度为6mm士0.5mm，叶片出口处的厚度为5mm士0.5mm;涡轮的叶片入口处厚度为5mm士0.5mm，叶片出口处的厚度为3mm士0.5mm;第一导轮的叶片入口处厚度为3.6mm士0.5mm，叶片出口处的厚度为2mm士0.5mm;第二导轮的叶片入口处厚度为3.6mm士0.5mm，叶片出口处的厚度为2mm士0.5mm。请参阅图2，图2是本实用新型单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构中各工作轮叶片的结构示意图，其中a是泵轮叶片的结构示意图，b是涡轮叶片的结构示意图，c是第一导轮叶片的结构示意图，d是第二导轮叶片的结构示意图。现结合下表对本实用新型各工作轮的叶片的结构作详细的描述。下表显示的是当本实用新型所述泵轮的叶片入口边和出口边的相对半径无因次参数分别为0.625和1.000时、所述涡轮的叶片入口边和出口边的相对半径无因次参数分别为1.000和0.625时、所述第一导轮的叶片入口边和出口边的相对半径无因次参数分别为O.598和O.558时、所述第二导轮的叶片入口边和出口边的相对半径无因次参数为0.558和0.605时，所述泵轮、涡轮、第一导轮和第二导轮的循环圆内环处的入口角和出口角、循环圆中间流线处入口角和出口角、循环圆外环处入口角和出口角的角度的参数<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本实用新型上述叶栅参数经过计算机相关软件进行优化设计后，满足了矿用自卸车工作性能要求的叶栅参数，测试结果如下MBg0=532.7NmMBgn=511.15NmK0=2.71[0023]iimax>=84.8%其中MBg。——变矩器零速工况条件下，泵轮在lOOOrpm时的吸收扭矩；MBgn——变矩器最高效率工况条件下，泵轮在lOOOrpm时的吸收扭矩；K。——变矩器零速变矩比，即零速工况条件下，变矩器的输出扭矩与输入扭矩之比；nmax——变矩器的最高效率。从测试结果可看出由于本实用新型采用了上述结构，MBg。(变矩器零速扭矩)增加了17%，MBgJ泵轮在lOOOrpm时的吸收扭矩)增加了11%，变矩器最高效率增加了4.4%，经过与525马力发动机进行匹配，涡轮零速时，泵轮转速为额定转速的92%，其泵轮最大扭矩为1972.lN.m，比设计值大lOON.m，牵引力增加了12.08%，匹配效果良好。同时大大降低了变矩器的发热，延长了对整机的密封件、轴承、摩擦件的使用寿命，大大提高了变矩器的可靠性和使用寿命，减少因变矩器可靠性故障导致的停车损失，提高了使用方的经济效益。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的等效变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。权利要求单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，所述的工作轮包括泵轮、涡轮、第一导轮、第二导轮；所述的工作轮的叶栅主要包括泵轮的叶片、涡轮的叶片、第一导轮的叶片、以及第二导轮的叶片；其特征在于，所述泵轮的叶片入口边的相对半径无因次参数为0.625、出口边的相对半径无因次参数为1.000时，其循环圆内环处的入口角为130°～131°，出口角为129.5°～130.5°；循环圆中间流线处入口角为116°～117°，出口角为129.5°～130.5°；循环圆外环处入口角为114°～115°，出口角为129.5°～130.5°；所述涡轮的叶片入口边的相对半径无因次参数为1.000、出口边的相对半径无因次参数为0.625时，其循环圆内环处的入口角为35°～36°，出口角为156°～157°；循环圆中间流线处入口角为48°～49°，出口角为154°～155°；循环圆外环处入口角为53°～54°，出口角为160°～161°；所述第一导轮叶片入口边的相对半径无因次参数为0.598、出口边的相对半径无因次参数为0.558时，其循环圆内环处的入口角为120°～121°，出口角为91°～92°；循环圆中间流线处入口角为120°～121°，出口角为91°～92°；循环圆外环处入口角为117°～118°，出口角为91°～92°；所述第二导轮叶片入口边的相对半径无因次参数为0.558、出口边的相对半径无因次参数为0.605时，其循环圆内环处的入口角为65°～66°，出口角为18°～19°；循环圆中间流线处入口角为74°～75°，出口角为26°～27°；循环圆外环处入口角为79°～80°，出口角为35°～36°。2.根据权利要求1所述的单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，其特征在于，所述泵轮的叶片入口处的厚度为6mm士o.5mm，叶片出口处的厚度为5mm士o.5mm;涡轮的叶片入口处厚度为5mm士o.5mm，叶片出口处的厚度为3mm士o.5mm;第一导轮的叶片入口处厚度为3.6mm士o.5mm，叶片出口处的厚度为2mm士o.5mm;第二导轮的叶片入口处厚度为3.6mm士o.5mm，叶片出口处的厚度为2mm士o.5mm。3.根据权利要求1所述的单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，其特征在于，所述的泵轮、涡轮、第一导轮、第二导轮的循环圆直径为470mm。4.根据权利要求1所述的单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，其特征在于，所述的泵轮的叶片数为28，涡轮的叶片数为24，第一导轮的叶片数为29，第二导轮的的叶片数为23。专利摘要本实用新型单级三相液力变矩器工作轮的叶栅结构，其特点是，当工作轮各叶片入口边和出口边相对半径无因次参数确定时，泵轮循环圆内环处入口角为130°～131°，出口角为129.5°～130.5°；循环圆中间流线处入口角为116°～117°，出口角为129.5°～130.5°；循环圆外环处入口角为114°～115°，出口角为129.5°～130.5°；涡轮循环圆内环处入口角为35°～36°，出口角为156°～157°；循环圆中间流线处入口角为48°～49°，出口角为154°～155°；循环圆外环处入口角为53°～54°，出口角为160°～161°；第一导轮循环圆内环处入口角为120°～121°，出口角为91°～92°；循环圆中间流线处入口角为120°～121°，出口角为91°～92°；循环圆外环处入口角为117°～118°，出口角为91°～92°；第二导轮循环圆内环处入口角为65°～66°，出口角为18°～19°；循环圆中间流线处入口角为74°～75°，出口角为26°～27°；循环圆外环处入口角为79°～80°，出口角为35°～36°。输出效率高，与发动机匹配合理。文档编号F16H41/26GK201531578SQ20092021202公开日2010年7月21日申请日期2009年11月9日优先权日2009年11月9日发明者何芳,张锡杰,林义,梁燕,钟伟成,陈昌尾,黄嘉镔申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所