CN209130137U - 一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器 - Google Patents
一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器，包括泵轮、导轮、涡轮、花键轴、冷却循环油路和液力变矩器传动循环油路，导轮安放在花键轴上，泵轮和涡轮分别安放在导轮两侧，冷却循环油路分别流经花键轴和导轮，液力变矩器传动循环油路分别流经泵轮、涡轮和导轮；导轮内部设置有流道，流道内部放置了肋板来加强散热，通过控制进入流道的冷却液两端的压力差来控制液力变矩器工作时需要抵消的轴向力，液力变矩器在工作过程中，工作轮外环和叶片表面的温度较高，由于旋转工作轮不好设置冷却叶片故只在静止不动的导轮上加工冷却叶片，于是流道的进口开在导轮座靠近泵轮一侧上，出口开在导轮座靠近涡轮一侧上。
Description
技术领域
本实用新型涉及液力变矩器技术领域，特别涉及一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器。
背景技术
液力变矩器是依靠流体动能来传递动力的叶轮机械，主要由泵轮、涡轮和导轮构成。当液力变矩器进行工作时，工作腔内充满油液，油液沿着工作轮的流道流动。泵轮与发动机相连，泵轮转动的叶片推动内部油液运动，使机械能转化为液体能；随后高速油液冲击涡轮叶片，使其旋转，涡轮与负载相连进而使液体能又转化为机械能；从涡轮流出的液体流向固定导轮，经过导轮后再流回泵轮，形成一个循环运动。
由于从高速旋转的涡轮流出的液力传动油冲击静止不动的导轮，在导轮头部有很大的压力梯度，在这个地方会出现很大的动能损耗，流体的动能会大部分转变为热能存在于导轮叶片表面，导轮叶片温度升高长时间散热不出去会使叶片表面受损。如果液力变矩器自带的系统不能达到很好的散热效果，当油温超过一定范围时，就会导致一系列问题，例如工作油变质、制动效率下降、密封件失效漏油等，严重影响了液力变矩器的工作可靠性和稳定性。因此，解决液力变矩器的热平衡问题显得尤为重要。
还有涡轮出口流出的液体冲击静止不动的导轮，会使导轮受到一个很大的轴向力，不平衡的轴向力会加剧轴承的损坏，大大缩短轴承的使用寿命。目前液力变矩器降低工作油温的方法主要是通过自带的工作油进行降温，但是这种降温效果太差，经过长时间的工作要定期更换液力传动油，液力传动油粘度会受到极大破坏，同时叶片表面会造成不可恢复的腐蚀，长此以往叶片将不能使用，大大缩短了叶片的使用寿命。
目前的传统抵消轴向力的方法主要是选择合适的轴承，让其来抵消液力变矩器内部高速旋转的涡轮出口处液体冲击导轮产生的轴向载荷，由于液力变矩器内部流动非常复杂，是属于一个非定常流动，产生的轴向载荷也是非恒定的，会使轴承定位变得不可靠也会加剧轴承损坏。
发明内容
本实用新型要解决的是液力变矩器工作时液力传动油冲击静止不动的导轮使叶片表面温度升高而得不到及时散热和产生的不平衡轴向力的问题，提供了一种带有内冷通道导轮叶片和控制油路、同时通过控制冷却液体流向来抵消轴向力的液力变矩器，达到控制变矩器导轮叶片温度的目的，提高变矩器的工作性能。
一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器，包括导轮、泵轮、涡轮、花键轴、冷却循环油路和液力变矩器传动循环油路，导轮安放在花键轴上，泵轮和涡轮分别安放在导轮两侧，冷却循环油路分别流经花键轴和导轮内冷流道，液力变矩器传动循环油路分别流经泵轮、涡轮和导轮；
花键轴上设置有第一油道和第二油道；
导轮包括多个导轮冷却叶片、导轮座(相当于导轮外环)、挡油盘和导轮内环，多个导轮冷却叶片安放在导轮座与导轮内环之间，挡油盘安放在导轮座上；
导轮座左右两侧分别设置有左侧环形油槽、右侧环形油槽、导轮座进油道和导轮座出油道，左侧环形油槽通过导轮座出油道和第二油道连通，右侧环形油槽通过导轮座进油道和第一油道连通；
挡油盘包括第一挡油盘和第二挡油盘，第一挡油盘设置在左侧环形油槽外端，第二挡油盘和右侧环形油槽外端；
导轮冷却叶片上设置有入口导管和出口导管且导轮冷却叶片内部设置有内冷流道，内冷流道与入口导管和出口导管连通，入口导管与右侧环形油槽连通，出口导管与左侧环形油槽连通，内冷流道之间用肋板将其隔开但没有完全封死，肋板的高度为导轮冷却叶片径向高度的2/3，内冷流道与导轮冷却叶片外部之间的厚度为整个导轮冷却叶片厚度的1/6，肋板厚度也为整个导轮冷却叶片厚度1/6，导轮冷却叶片的内冷流道内部导管直径和环形油槽宽度相同，花键轴里面的第一油道和第二油道直径为环形油槽宽度的1/2，多个肋板交错设置在流道内；
冷却循环油路，油箱为液力变矩器提供液力传动油时，通过冷却入口油路给导轮冷却叶片内的内冷流道提供冷却液，在给液力变矩器充油时，将泵轮入油口与花键轴第一油道接通，花键轴第一油道通过导轮座进油道和导轮座上的右侧环形油槽连通，环形油槽两侧可以用专门的挡油盘密封，右侧环形油槽与导轮入口导管相接，从出口导管流出进入左侧环形油槽，经导轮座出油道和第二油道与涡轮出口连通；
液力变矩器传动循环油路包括油箱、粗过滤器、定量泵、弹簧单向阀、精过滤器、压力表、主压力阀、变矩器安全阀、冷却入口油路、变矩器入口油路、冷却出口油路、变矩器出口油路、背压阀、冷却器和润滑装置，油箱、粗过滤器、定量泵、精过滤器、压力表、主压力阀，弹簧单向阀、变矩器安全阀、变矩器入口油路和导轮依次连通，弹簧单向阀并联设置在精过滤器的两端，冷却入口油路将变矩器入口油路和导轮内部入口导管连通，冷却出口油路将导轮内部出口导管和变矩器出口油路连通，变矩器出口油路一端连接在涡轮上另一端依次与背压阀、冷却器和润滑装置连通。
本实用新型的工作原理及使用过程：
液压油箱为液力变矩器提供液力传动油同时分出一股油路给导轮冷却叶片内冷流道提供冷却液，在给液力变矩器填充油时，将泵轮入油口与花键轴右端第一油道连通，将涡轮出油口与花键轴左端第二油道接通，花键轴第一油道通过导轮座进油道和导轮座上的右侧环形油槽连通(环形油槽两侧可以用专门的挡油盘密封)，右侧环形油槽与导轮入口导管相接，从出口导管流出进入左侧环形油槽，经导轮座出油道和第二油道与涡轮出口连通；这样就可以和液力变矩器共用一套油路，节约成本，导轮冷却叶片导轮座上具有供冷却液进出的内冷流道，可以接通左侧环形油槽、右侧环形油槽和导轮冷却叶片内冷流道，导管直径和环形油槽宽度一致，花键轴里面的第一油道和第二油道为环形油槽宽度的1/2，导轮冷却叶片机理是在导轮冷却叶片内部加工出一些内冷流道，内冷流道之间用肋板将其隔开没有完全封死，每个肋板的高度为导轮径向叶片高度的2/3，流道与导轮冷却叶片外部之间的厚度为整个导轮冷却叶片厚度的1/6，肋板厚度也为整个导轮冷却叶片厚度1/6，然后将这些肋板交错摆放，这样导轮内环、导轮座和导轮冷却叶片内冷流道和肋板就会形成一个蛇形流道，这样可以减缓液体在流道中的流动可以达到充分换热的目的，液力变矩器供油和变速箱换挡液压系统主要由油箱、粗过滤器、定量泵、精过滤器、主压力阀、变矩器安全阀、背压阀、冷却器和润滑装置组成，液力变矩器安全阀控制泵轮入口油压力，通过泵轮入口和涡轮出口压差和泵的流量来计算出来的轴向分力来抵消的轴向力，液力变矩器背压阀控制涡轮出油压力，最后加一个冷却器用来冷却出油口出来的高温油，通过冷却后回到循环油路，这样不断循环就不断冷却起到降低导轮冷却叶片温度的作用。本实用新型的有益效果：
本实用新型导轮冷却叶片内部油路逆向流动，可以充分实现换热的目的，使导轮冷却叶片表面温度降低，油路逆向流动还有一个好处就是可以抵消轴向力的作用，根据液力变矩器工作工况产生的轴向力来调节液压油路压力范围就可以实现抵消轴向力的作用，该本实用新型结构新颖，使用简单，提供了一种解决导轮冷却叶片表面温度升高而得不到及时散热和液力变矩器产生不平衡轴向力问题的新思路。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图。
图2是本实用新型液力变矩器剖视图。
图3是本实用新型导轮冷却叶片的立体图。
图4是本实用新型的液压控制原理图。
具体实施方式
请参阅图1至图4所示，一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器，包括导轮1、泵轮2、涡轮3、花键轴4、冷却循环油路和液力变矩器传动循环油路，导轮1安放在花键轴4上，泵轮2和涡轮3分别安放在导轮1两侧，冷却循环油路分别流经花键轴4和导轮1内冷流道，液力变矩器传动循环油路分别流经泵轮2、涡轮3和导轮1；
花键轴4上设置有第一油道40和第二油道41；
导轮1包括多个导轮冷却叶片10、导轮座11(相当于导轮外环)、挡油盘12和导轮内环13，多个导轮冷却叶片10安放在导轮座11与导轮内环13 之间，挡油盘12安放在导轮座11上；
导轮座11左右两侧分别设置有左侧环形油槽110、右侧环形油槽111、导轮座进油道112和导轮座出油道113，左侧环形油槽110通过导轮座出油道113 和第二油道41连通，右侧环形油槽111通过导轮座进油道112和第一油道40 连通；
挡油盘12包括第一挡油盘120和第二挡油盘121，第一挡油盘120设置在左侧环形油槽110外端，第二挡油盘121和右侧环形油槽111外端；
导轮冷却叶片10上设置有入口导管101和出口导管102且导轮冷却叶片 10内部设置有内冷流道，内冷流道与入口导管101和出口导管102连通，入口导管101与右侧环形油槽111连通，出口导管102与左侧环形油槽110连通，内冷流道之间用肋板100将其隔开但没有完全封死，肋板100的高度为导轮冷却叶片10径向高度的2/3，内冷流道与导轮冷却叶片10外部之间的厚度为整个导轮冷却叶片10厚度的1/6，肋板100厚度也为整个导轮冷却叶片10厚度1/6，导轮冷却叶片10的内冷流道内部导管直径和环形油槽宽度相同，花键轴4里面的第一油道40和第二油道41直径为环形油槽宽度的1/2，多个肋板100交错设置在流道内；
冷却循环油路，液压油箱50为液力变矩器提供液力传动油时通过冷却入口油路58给导轮冷却叶片10内的内冷流道提供冷却液，在给液力变矩器充油时，将泵轮2入油口与花键轴4第一油道40接通，花键轴4第一油道40 通过导轮座进油道112和导轮座11上的右侧环形油槽111连通，环形油槽两侧可以用专门的挡油盘12密封，右侧环形油槽111与导轮1入口导管101 相接，从出口导管102流出进入左侧环形油槽110，经导轮座出油道113和第二油道41与涡轮3出口连通；
液力变矩器传动循环油路包括油箱50、粗过滤器51、定量泵52、弹簧单向阀53、精过滤器54、压力表55、主压力阀56、变矩器安全阀57、冷却入口油路58、变矩器入口油路59、冷却出口油路60、变矩器出口油路61、背压阀62、冷却器63和润滑装置64，油箱50、粗过滤器51、定量泵52、精过滤器54、压力表55、主压力阀56，弹簧单向阀53、变矩器安全阀57、变矩器入口油路59和导轮1依次连通，弹簧单向阀53并联设置在精过滤器54 的两端，冷却入口油路58将变矩器入口油路59和导轮1内部入口导管101 连通，冷却出口油路60将导轮1内部出口导管102和变矩器出口油路61连通，变矩器出口油路61一端连接在涡轮3上另一端依次与背压阀62、冷却器63和润滑装置64连通。
本实施例的工作原理及使用过程：
请参阅图1至图4所示，液压油箱50为液力变矩器提供液力传动油同时分出一股油路给导轮冷却叶片10内冷流道提供冷却液，在给液力变矩器填充油时，将泵轮2入油口与花键轴4右端第一油道40连通，将涡轮3出油口与花键轴4左端第二油道41接通，花键轴4第一油道40通过导轮座进油道112 和导轮座11上的右侧环形油槽111连通(环形油槽两侧可以用专门的挡油盘 12密封)，右侧环形油槽111与导轮1入口导管101相接，从出口导管102 流出进入左侧环形油槽110，经导轮座出油道113和第二油道41与涡轮3出口连通；这样就可以和液力变矩器共用一套油路，节约成本，导轮冷却叶片 10导轮座9上具有供冷却液进出的内冷流道，可以接通左侧环形油槽110、右侧环形油槽111和导轮冷却叶片10内冷流道，导管直径和环形油槽宽度一致，花键轴4里面的第一油道40和第二油道41为环形油槽宽度的1/2，导轮冷却叶片10机理是在导轮冷却叶片10内部加工出一些内冷流道，内冷流道之间用肋板100将其隔开没有完全封死，每个肋板100的高度为导轮1径向叶片高度的2/3，流道与导轮冷却叶片10外部之间的厚度为整个导轮冷却叶片10厚度的1/6，肋板100厚度也为整个导轮冷却叶片10厚度1/6，然后将这些肋板100交错摆放，这样导轮内环13、导轮座11和导轮冷却叶片10内冷流道和肋板100就会形成一个蛇形流道，这样可以减缓液体在流道中的流动可以达到充分换热的目的，液力变矩器供油和变速箱换挡液压系统主要由油箱50、粗过滤器51、定量泵52、精过滤器54、主压力阀56、变矩器安全阀57、背压阀62、冷却器63和润滑装置64组成，液力变矩器安全阀57控制泵轮2入口油压力，通过泵轮2入口和涡轮3出口压差和泵的流量来计算出来的轴向分力来抵消的轴向力，液力变矩器背压阀62控制涡轮3出油压力，最后加一个冷却器63用来冷却出油口出来的高温油，通过冷却后回到循环油路，这样不断循环就不断冷却起到降低导轮冷却叶片10温度的作用。
Claims (3)
1.一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器，其特征在于：包括导轮(1)、泵轮(2)、涡轮(3)、花键轴(4)、冷却循环油路和液力变矩器传动循环油路，导轮(1)安放在花键轴(4)上，泵轮(2)和涡轮(3)分别安放在导轮(1)两侧，冷却循环油路分别流经花键轴(4)和导轮(1)内冷流道，液力变矩器传动循环油路分别流经泵轮(2)、涡轮(3)和导轮(1)；
花键轴(4)上设置有第一油道(40)和第二油道(41)；
所述导轮(1)包括多个导轮冷却叶片(10)、导轮座(11)、挡油盘(12)和导轮内环(13)，多个导轮冷却叶片(10)安放在导轮座(11)与导轮内环(13)之间，挡油盘(12)安放在导轮座(11)上。
2.根据权利要求1所述的一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器，其特征在于：所述导轮座(11)左右两侧分别设置有左侧环形油槽(110)、右侧环形油槽(111)、导轮座进油道(112)和导轮座出油道(113)，左侧环形油槽(110)通过导轮座出油道(113)和第二油道(41)连通，右侧环形油槽(111)通过导轮座进油道(112)和第一油道(40)连通；
所述挡油盘(12)包括第一挡油盘(120)和第二挡油盘(121)，第一挡油盘(120)设置在左侧环形油槽(110)外端，第二挡油盘(121)和右侧环形油槽(111)外端；
所述导轮冷却叶片(10)上设置有入口导管(101)和出口导管(102)且导轮冷却叶片(10)内部设置有内冷流道，内冷流道与入口导管(101)和出口导管(102)连通，入口导管(101)与右侧环形油槽(111)连通，出口导管(102)与左侧环形油槽(110)连通，内冷流道之间用肋板(100)将其隔开但没有完全封死，肋板(100)的高度为导轮冷却叶片(10)径向高度的2/3，内冷流道与导轮冷却叶片(10)外部之间的厚度为整个导轮冷却叶片(10)厚度的1/6，肋板(100)厚度也为整个导轮冷却叶片(10)厚度1/6，导轮冷却叶片(10)的内冷流道内部导管直径和环形油槽宽度相同，花键轴(4)里面的第一油道(40)和第二油道(41)直径为环形油槽宽度的1/2，多个肋板(100)交错设置在流道内；
冷却循环油路，油箱(50)为液力变矩器提供液力传动油时，通过冷却入口油路(58)给导轮冷却叶片(10)内的内冷流道提供冷却液，在给液力变矩器充油时，将泵轮(2)入油口与花键轴(4)第一油道(40)接通，花键轴(4)第一油道(40)通过导轮座进油道(112)和导轮座(11)上的右侧环形油槽(111)连通，环形油槽两侧可以用专门的挡油盘(12)密封，右侧环形油槽(111)与导轮(1)入口导管(101)相接，从出口导管(102)流出进入左侧环形油槽(110)，经导轮座出油道(113)和第二油道(41)与涡轮(3)出口连通。
3.根据权利要求1所述的一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器，其特征在于：所述液力变矩器传动循环油路包括油箱(50)、粗过滤器(51)、定量泵(52)、弹簧单向阀(53)、精过滤器(54)、压力表(55)、主压力阀(56)、变矩器安全阀(57)、冷却入口油路(58)、变矩器入口油路(59)、冷却出口油路(60)、变矩器出口油路(61)、背压阀(62)、冷却器(63)和润滑装置(64)，油箱(50)、粗过滤器(51)、定量泵(52)、精过滤器(54)、压力表(55)、主压力阀(56)，弹簧单向阀(53)、变矩器安全阀(57)、变矩器入口油路(59)和导轮(1)依次连通，弹簧单向阀(53)并联设置在精过滤器(54)的两端，冷却入口油路(58)将变矩器入口油路(59)和导轮(1)内部入口导管(101)连通，冷却出口油路(60)将导轮(1)内部出口导管(102)和变矩器出口油路(61)连通，变矩器出口油路(61)一端连接在涡轮(3)上另一端依次与背压阀(62)、冷却器(63)和润滑装置(64)连通。
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| CN109236977A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-01-18 | 沈阳工程学院 | 一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器 |
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2018
- 2018-11-15 CN CN201821875653.4U patent/CN209130137U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN109236977A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-01-18 | 沈阳工程学院 | 一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器 |
| CN109236977B (zh) * | 2018-11-15 | 2023-08-15 | 沈阳工程学院 | 一种带冷却叶片和控制油路的可降工作温度的液力变矩器 |
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