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第九章 液力传动; 第九章 液力传动 一、液力传动的定义 以液体为工作介质，利用液体的动能来实现能量传递的装置，即将液体的动能转变为机械能的过程。 在工程机械中，发动机的动力通过机械传动或液体传动的方式传到工作机械或行走机构。 机械传动一般由发动机→主离合器→变速器→主传动→轮边减速→车轮的顺序组成，是采用最早的传动方式。 ;由于工程机械工作负荷变化剧烈，需要根据负荷大小，不断改变工作机构的速度（换档），以取得必要的作业能力和生产率，并防止发动机熄火、驾驶员劳动强度很大、生产率低、作业能力小。 液力传动主要用于发动机后底盘传动前这段传动，其组成形式如图： 相当于把机械传动中的机械式主离合器用液力偶合器或液力变矩器代替， ;液力传动应用示意- ;在发动机与工作机构之间，装上液力传动元件（液力偶合器或液力变矩器），其它基本不变：当改用液力传动后，上述缺点即可大为改善，机械作业能力显著提高。生产率可提高15％~30%,驾驶员劳动强度大为减轻，发动机不会熄火，可以重载起动，简化变速器结构，减少档数，还可延长机械使用寿命等优点. 液力传动在装载机上的应用-- ;液力传动在装载机上的应用— 组成: 1-柴油发动机； 2-飞轮； 3-液力变矩器； 4-液力传动操纵装置； 5-变速箱； 6-传动齿轮； 7-前差速器； 8-前轮； 9-后轮； 10-后差速器； 11-传动轴与万向节. ;二、液力传动的工作原理 1.液力传动的组成 动力部分-离心泵-将原动机输入的机械能带动离心泵工作，将机械能转换成动能。 输出部分-涡轮机-将输入的动能转 换为旋转的机械能。 2.工作原理 (参见图);液力传动的工作原理图- 组成- 1-发动机； 2-离心泵； 3-连接管路； 4-导向装置； 5-涡轮机； 6-出水管； 7-贮水池； 8-进水管； 9-输出轴。;这样的结构，离心泵与涡轮机的机械效率较低，管道中的能量损失大，结构复杂，体积较大。 为合理发挥其工效，进行改进，形成了液力传动的基本形式。下图-;常用的器件有： 液力偶合器-由泵轮和涡轮组成。 液力变矩器-由泵轮、涡轮和导轮组成。 四、液力传动的优点与缺点 优点： 1.机械具有良好的自动适应性。 2.提高机械的使用寿命。 3.提高机械的加速性与通过性。 4.操作简化，提高机械的舒适性。 5.可实现无级变速，动力范围增大。;缺点：效率较低，成本高，结构复杂，经济性相对差些。 五、液体在工作中的几点假设 六、液体在工作轮中的运动 （一）液体在工作轮中的运动-速度 液体在工作轮中的运动（即液体在工作中的运动状态-速度）是一种复合运动，各速度之间用速度三角形来表示. 任意工作轮的速度关系：;工作轮中充满液体，工作轮以角速度作顺时针方向旋转，工作液体质点运动有两种运动组成： 一种是圆周运动-又称牵连运动，速度用U表示。 液体质点随工作轮旋转的圆周运动，其速度表示为圆周运动速度，方向为圆周的切线方向。 另一种是相对运动- 速度用W表示。 液体质点沿工作轮叶片流动，其速度表示为相对运动速度，方向为叶片的切线方向。;液体质点在工作轮中的流动 W-相对运动速度； （相对运动） U-圆周运动速度； （圆周运动） V-绝对运动速度； （W与U的合成速度）;两种运动速度的合成，即为液体质点在工作轮中的流动的绝对运动速度。 绝对速度： - 绝对速度。 - 相对速度。 - 圆周速度。 利用速度三角形来计算：;（二）力矩方程式 以一定动能运动的液体，冲击工作轮中的叶片，此时产生的作用力的大小由动量方程式计算： 当液流射向平面叶片后，液体的运动方向发生改变。;1.作用在平面上的力为： 在力 F 的作用下，该平面企图绕O点转动，此时产生的力矩为： 式中 -称为液流对 O 点的动量矩。;2.当液流作用在曲面上时，其作用力和力矩的计算一样 。 七、液力偶合器 1.组成 2.工作原理;工作原理示意图↓ 结构示意图↓;3.液力偶合器工作条件 液力偶合器之所以能实现传动，其条件是两个工作轮的转速不相等和离心力不相等，致使两工作轮叶片的外缘处产生的压力差，促使工作液体在泵轮与涡轮之间形成了循环流动。 故液力偶合器正常工作的条件是： 离心泵的转速总是大于涡轮机的转速。 从液力偶合器的工作过程得知： 发动机通过泵轮（离心泵）把机械能转换液体为液体的动能和压力能；而后又通过涡轮（涡轮机）把液体的动能和压力能转换成旋转的机械能，通过输出轴向外输出扭矩。;液力偶合器的工作介质是液体。泵轮和涡轮之间没有刚性联系，两者之间可以有很大的转速差，甚至可以打滑。 利用这一性