专利名称：一种新型双涡轮液力变矩器的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种新型双涡轮液力变矩器，属于液力机械传动范畴。
传统的双涡轮液力变矩器是由旋转件泵轮、Ⅰ涡轮、Ⅱ涡轮、主动齿轮；固定件导轮、导轮座、壳体；密封装置；工作油进口压力阀等元件组成。现有同等级的双涡轮液力变矩器由于各叶轮叶型及结构参数的设计不太合理，因而在将工作液体的动能转换为机械能的过程中能量损失较大，致使效率低、性能差；低转速比区的最高效率＜80％，零速变矩系数≤4．0、高效范围G75≤3。另一方面，如图(7)所示，现有的双涡轮液力变矩器中的固定件导轮座<9>的结构偏复杂，工艺性能差，密封环槽<18>设计在导轮座上，一旦密封环槽出现问题将导致整个导轮座失效，极不经济；而且变矩器油路系统的进口压力控制元件为内置式，进口油的压力不可调节、维修性差。
本实用新型的目的在于通过对双涡轮液力变矩器各叶轮叶型及其结构参数的独特设计并对一些结构件进行改进；设计了结构简单、工艺性好的导轮座；设计了新的工艺性好、便于维修，与导轮座分开并安装在壳体上的密封装置；设计了工作油进口压力可调的安装在变矩器壳体外的箱外溢流阀，从而获得一种高性能的新型双涡轮液力变矩器。
本实用新型的目的通过以下方案实现(一)将泵轮叶片<10>、Ⅰ涡轮叶片<11>、Ⅱ涡轮叶片<12>、导轮叶片<13>的叶轮叶型设计为如图2-5所示，其结构参数如下；泵轮进口相对半径pB1=0．6048Ⅰ涡轮进、出口相对半径p11=P12=1Ⅱ涡轮进口相对半径pⅡ1=1Ⅱ涡轮出口相对半径pⅡ2=0．5923导轮进、出口相对半径pD1=pD2=0．5418泵轮进口相对宽度 bB1=0．2035泵轮出口相对宽度 bB2=0．1175Ⅰ涡轮进、出口相对宽度 b11= b12=0．1225
Ⅱ涡轮进口相对宽度bⅡ1=0．1197Ⅱ涡轮出口相对宽度bⅡ2=0．2131导轮进、出口相对宽度bD1=bD2=0．2213泵轮叶片数 27片Ⅱ涡轮A叶片数23片Ⅱ涡轮C叶片数26片泵轮A中间流线的出口角为90°±1°其入口角为130°±2°泵轮A叶型的内环流线的进、出口角之差值βB1内-βB2内=30°±2°泵轮A叶型的外环流线的进、出口角之差值βB1外-βB2外=45°±2°泵轮C中间流线的出口角为114°±1°其入口角为132°±2°泵轮C叶型的内环流线的进、出口角之差值βB1内-βB2内=21°±2°泵轮C叶型的外环流线的进、出口角之差值βB1外-βB2外=4°±1°Ⅱ涡轮叶型中间流线的进口角βⅡ1中=37°～48°Ⅱ涡轮叶型中间流线的出口角βⅡ2中=150°～155°Ⅱ涡轮A型叶型中间流线的进、出口角的差值βⅡ2中-βⅡ1中=106°±1°Ⅱ涡轮C型叶型中间流线的进、出口角的差值βⅡ2中-βⅡ1中=117°30′±1°Ⅰ涡轮叶栅的结构参数弦节比t／L=0．91相对弯度h／L=9．8％～11．8％最佳值为10．8％最大相对厚度δmax／L=36．7％～40％其最佳值为38．7％外弦倾角γ=39°15′±1°
转角θ=β12-β11=34°30′±2°导轮A、C叶栅的结构参数弦节比t／L=0．83相对弯度h／L=13．5％～15．5％最佳值为14．2％最大相对厚度δmax／L=30．5％～34％其最佳值为32．2％安装角β=47．5°～53°转角θ=β01-β02=45°～49°符号说明相对半径p(指叶片中间流线进、出口半径与泵轮中间流线出口半径之比)相对宽度 b(指叶片进、出口宽度与泵轮中间流线出口半径之比)下角标B-泵轮Ⅰ-Ⅰ涡轮 Ⅱ-Ⅱ涡轮D-导轮1-进口 2-出口外-外环流线 中-中间流线 内-内环流线(二)将导轮座<9>设计成如图(6)所示的外形为一不同直径、不同长度的阶梯状圆筒形结构，在小直径圆筒<14>的近右端处开有一个出油孔<15>，其左端外圆上有花键结构，并且在导轮座的右端大直径圆筒<16>上有不均匀分布的多个安装孔<17>。
(三)如图(8)图(1)所示，将密封装置设计为外圆开有一截面为矩形的环槽<18>的套管结构<8>，密封环<7>装在套管<8>的矩形环槽<18>中，套管安装在壳体<2>上，并使密封环<7>和主动齿轮<6>间形成密封面。
(四)如图(9)所示，在变矩器壳体外安装有可调节工作油进口压力的箱外溢流阀<19>，其进油孔<20>与壳体上进油孔<21>相通；通过调节螺杆<22>改变弹簧<23>的压缩长度，以改变进口油的压力，当进口油的压力大于额定值时，锥阀<24>打开，工作油经过油孔<20>和泄油孔<25>溢出。
本实用新型的优点是由于对各叶轮叶型及结构参数作了如上的独特设计，使本实用新型的双涡轮液力变矩器的叶栅系统更为合理，低转速比工况区的效率比传统的双涡轮液力变矩器高出百分之5～7，其零速工况的变矩系数高出百分之8～12，高效范围G75较现有的提高百分之10～15；提供了两组不同能容的叶轮叶型，能与两种不同功率的动力机相匹配。同时由于采用了上述结构简单、工艺性好的导轮座，以及采用将密封槽开在套管上形成独立于导轮座的新的密封装置，提高了整机结构的经济性；并采用了溢流阀箱外调节技术，从而提供了一种新型的双涡轮液力变矩器。本实用新型效率高、性能好、结构合理、维修方便、密封效果好，具有明显的经济效益。
附图
图1本实用新型结构示意图图2泵轮叶型示意图图3Ⅰ涡轮叶型示意图图4Ⅱ涡轮叶型示意图图5导轮叶型示意图图6导轮座结构示意图图7已有的导轮座结构示意图图8密封装置结构示意图图9箱外溢流阀结构示意图(
图1的K向视图)图中<1>Ⅱ涡轮<2>壳体<3>泵轮<4>Ⅰ涡轮<5>导轮<6>主动齿轮<7>密封环<8>密封环套管<9>导轮座<10>泵轮叶片<11>Ⅰ涡轮叶片<12>Ⅱ涡轮叶片<13>导轮叶片<14>小直径圆筒<15>出油孔<16>大直径圆筒<17>安装孔<18>密封环槽<19>箱外溢流阀<20>溢流阀进油孔<21>进油孔<22>调节螺杆<23>弹簧<24>锥伐<25>泄油孔实施例参看
图1，本实用新型是一种新型双涡轮液力变矩器，包括旋转件泵轮<3>、涡轮<4>、Ⅱ涡轮<1>；固定件导轮<5>、导轮座<9>、壳体<2>。
参看图2-图5，为本实用新型泵轮叶片<10>、Ⅰ涡轮叶片<11>、Ⅱ涡轮叶片<12>、导轮叶片<13>的叶型图，各叶轮具体结构参数如下泵轮进口相对半径pB1=0．6048Ⅰ涡轮进、出口相对半径p11=p12=1Ⅱ涡轮进口相对半径pⅡ1=1Ⅱ涡轮出口相对半径pⅡ2=0．5923导轮进、出口相对半径pD1=pD2=0．5418泵轮进口相对宽度bB1=0．2035泵轮出口相对宽度bB2=0．1175Ⅰ涡轮进、出口相对宽度b11=b12=0．1225Ⅱ涡轮进口相对宽度bⅡ1=0．1197Ⅱ涡轮出口相对宽度bⅡ2=0．2131导轮进、出口相对宽度bD1=bD2=0．2213泵轮叶片数 27片Ⅱ涡轮A叶片数23片Ⅱ涡轮C叶片数26片泵轮A中间流线的出口角为90°±1°其入口角为130°±2°泵轮A叶型的内环流线的进、出口角之差值βB1内-βB2内=30°±2°泵轮A叶型的外环流线的进、出口角之差值βB1外-βB2外=45°±2°泵轮C中间流线的出口角为114°±1°其入口角为132°±2°泵轮C叶型的内环流线的进、出口角之差值βB1内-βB2内=21°±2°泵轮C叶型的外环流线的进、出口角之差值βB1外-βB2外=4°±1°Ⅱ涡轮叶型中间流线的进口角βⅡ1中=37°～48°Ⅱ涡轮叶型中间流线的出口角βⅡ2中=150°～155°Ⅱ涡轮A叶型中间流线的进、出口角的差值βⅡ2中-βⅡ1中=106°±1°Ⅱ涡轮C叶型中间流线的进、出口角的差值βⅡ2中-βⅡ1中=117°30′±1°Ⅰ涡轮叶栅的结构参数弦节比t／L=0．91相对弯度h／L=9．8％～11．8％其最佳值为10．8％最大相对厚度δmax／L=36．7％～40％其最佳值为38．7％外弦倾角γ=39°15′±1°转角θ=β12-β11=34°30′±2°导轮叶栅A、C的结构参数弦节比t／L=0．83
相对弯度h／L=13．5％～15．5％ 其最佳值为14．2％最大相对厚度δmax／L=30．5％～34％其最佳值为32．2％安装角β=47．5°～53°转角θ=βD1-βD2=45°～49°符号说明相对半径p(指叶片中间流线进、出口半径与泵轮中间流线出口半径之比)相对宽度b(指叶片进、出口宽度与泵轮中间流线出口半径之比)下角标B-泵轮 Ⅰ-Ⅰ涡轮Ⅱ-Ⅱ涡轮D-导轮 1-进口 2-出口外-外环流线 内-内环流线 中-中间流线参看图6，为本实用新型新的导轮座<9>结构图，导轮座<9>为一不同直径、不同长度的阶梯状圆筒形结构，在小直径圆筒<14>的近右端处开有一个出油孔<15>，其左端外圆上有花键结构，在导轮座的大直径圆筒<16>上有不均匀分布的8个安装孔<17>。
参看图(8)、图(1)，本实用新型的密封装置为外圆上开有一截面为矩形环槽<18>的套管结构<8>，密封环<9>装在套管<8>的矩形环槽<18>中，套管安装在壳体<2>上。并使密封环<7>和主动齿轮<6>间形成密封面。
参看图(9)，在本实用新型变矩器壳体<2>的外面装有可调节进油压力的箱外溢流阀<19>，其进油孔<20>与壳体上进油孔<21>相通，通过调节螺杆<22>改变弹簧<23>的压缩长度，可以改变进口油的压力，当进口油的压力大于额定值时，锥阀<24>打开，工作油经过油孔<20>和泄油孔<25>溢出。
由于对各叶轮叶型及结构参数作了如上的设计，使叶栅系统更为合理，使低转速比工况区效率比传统的双涡轮液力变矩器高出百分之5～7，其零速工况的变矩系数高出百分之8～12，高效范围G75较现有的提高百分之10～15，同时由于采用了结构简单、工艺性好的导轮座，安装、维修方便的密封装置，为便于调节工作油进口压力而安装在变矩器壳体外的箱外溢流阀，经实验证明，这种双涡轮液力变矩器效率高、性能好、维修方便、密封效果好，具有明显的经济效益。
权利要求1．一种新型双涡轮液力变矩器，由旋转件泵轮<3>、Ⅰ涡轮<4>、Ⅱ涡轮<1>，主动齿轮<6>，固定件导轮<5>、导轮座<9>、壳体<2>，密封装置，工作油进口压力阀<19>等元件组成，其特征在于(1)泵轮叶片<10>、Ⅰ涡轮叶片<11>、Ⅱ涡轮叶片<12>、导轮叶片<13>的结构参数为泵轮进口相对半径pB1=0．6048Ⅰ涡轮进、出口相对半径p11=p12=1Ⅱ涡轮进口相对半径pⅡ1=1Ⅱ涡轮出口相对半径pB2=0．5923导轮进、出口相对半径pD1=pD2=0．5418泵轮进口相对宽度 bB1=0．2035泵轮出口相对宽度 bB2=0．1175Ⅰ涡轮进、出口相对宽 b11= b12=0．1225Ⅱ涡轮进口相对宽度 bⅡ1=0．1197Ⅱ涡轮出口相对宽度 bⅡ2=0．2131导轮进、出口相对宽度 bD1= bD2=0．2213泵轮叶片数 27片Ⅱ涡轮A叶片数23片Ⅱ涡轮C叶片数26片泵轮A中间流线的出口角为90°±1°其入口角为130°±2°泵轮A叶型的内环流线的进、出口角之差值βB1内-βB2内=30°±2°泵轮A叶型的外环流线的进、出口角之差值βB1外-βB2外=45°±2°泵轮C中间流线的出口角为114°±1°其入口角为132°±2°泵轮C叶型的内环流线的进、出口角之差值βB1内-βB2内=21°±2°泵轮C叶型的外环流线的进、出口角之差值βB1外-βB2外=4°±1°Ⅱ涡轮叶型中间流线的进口角βⅡ1中=37°～48°Ⅱ涡轮叶型中间流线的出口角βⅡ2中=150°～155°Ⅱ涡轮A型叶型中间流线的进、出口角的差值βⅡ2中-βⅡ1中=106°±1°Ⅱ涡轮C型叶型中间流线的进、出口角的差值βⅡ2中-βⅡ1中=117°30′±1°Ⅰ涡轮叶栅的结构参数弦节比t／L=0．91相对弯度h／L=9．8％～11．8％最佳值为10．8％最大相对厚度δmax／L=36．7％～40％其最佳值为38．7％外弦倾角γ=39°15′±1°转角θ=β12-β11=34°30′±2°导轮A、C叶栅的结构参数弦节比t／L=0．83相对弯度h／L=13．5％～15．5％最佳值为14．2％最大相对厚度δmax／L=30．5％～34％其最佳值为32．2％安装角β=47．5°～53°转角θ=βD1-βD2=45°～49°(2)导轮座<9>为一阶梯状圆筒形结构，在小直径圆筒<14>上开有一个出油孔<15>，其左端外圆上有花键结构，在导轮座的右端大直径圆筒<16>上有不均匀分布的多个安装孔<17>；(3)密封装置为一外圆开有截面为矩形的环槽<18>的套管结构<8>，密封环<7>装在套管<8>的矩形槽<18>中，套管安装在变矩器壳体<2>上。
2．如权利要求1所述的一种新型双涡轮液力变矩器，其特征在于所说的工作油进口压力阀<19>为一种安装在壳体<2>上的箱外溢流阀，其进油孔<20>与壳体上的进油孔<21>相连通。
专利摘要一种新型双涡轮液力变矩器,属于液力机械传动范畴,其特征在于,对各个叶轮叶型及结构参数均进行了优化设计,使叶栅系统更为合理,并设计了结构简单、工艺性好的导轮座,设计了便于安装拆卸结构简单密封性好的密封装置,采用溢流阀箱外调节技术使进入工作腔工作油压力可调节;提供了两组不同能容的叶栅系统,能与两种不同功率的动力机相匹配。本实用新型效率高,结构合理,维修方便,具有明显的经济效益。
文档编号F16H41/00GK2303130SQ97221178
公开日1999年1月6日 申请日期1997年7月16日 优先权日1997年7月16日
发明者戴德修, 刘冀察, 李鹤鹏, 朱泽寅, 许文元 申请人:机械工业部天津工程机械研究所