[发明专利]新型双涡轮液力变矩器

说明书

技术领域

 本发明涉及一种应用于工程机械的双涡轮液力变矩器，特别是涉及一种应用于装载机的双涡轮液力变矩器。

背景技术

近年来，国内外工程机械以电子、信息技术为先导，在计算机故障诊断与监控、精确定位与作业、柴油机燃料燃烧控制和人机工程学等方面，进行大量的研究。柴油机自动控制喷油系统、变速箱自动控制换档、性能参数和状态监测均取得重大进展。这些研究工作的突破性进展使装载机性能改善、可靠性提高、生产率提高，燃油消耗降低，取得了重大的经济效益。

装载机由于具有操作使用方便快捷，移动自由快速，价格便宜，维修容易等特点，已成为重要土方施工机械。目前我国80%的装载机应用双涡轮液力变矩器。随着装载机对动力性能、燃油经济性、舒适性要求的不断提高，特别是提高燃油经济性以节能降耗，开发节能型高效率装载机成为当前的首要任务，作为装载机传动系统核心部件的双涡轮液力变矩器必然也随之进行重新设计和研发。

我国目前3吨级装载机一般采用额定转速为2200rpm、额定功率为75~97KW的柴油机，而与之匹配的双涡轮液力变矩器失速工况的公称转矩比较高，为82~88 N·m，失速工况变矩比较大，为4.24~4.43，效率也比较低，一般在80%以下。双涡轮液力变矩器的泵轮公称转矩过高意味着变矩器工作时传递的功率过大导致输出到变速箱的扭矩过大，失速变矩比大同样意味着变矩器输出到变速箱的扭矩增大使得变速箱的强度不满足要求，而变矩器的效率低则意味着变矩器不能很好的将柴油机输出的功率转化并输出到变速箱，这三点将导致发动机燃油消耗量高，降低了装载机的可靠性、动力性能及燃油经济性，大大影响了整机性能。因此，开发一款泵轮公称转矩合适高效率的双涡轮液力变矩器与额定转速为2090~2310rpm、额定功率为75~97KW的柴油机匹配，使得3吨级装载机的整机性能优良，特别是对提高装载机可靠性、动力性能和燃油经济性具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的就是提供一种与额定转速为2090~2310rpm、额定功率为75~97KW的柴油机匹配，高效率区得到扩展，提高了一峰与二峰的效率值，第一峰的效率达到了0.78~0.81，较之原有双涡轮变矩器提高了0.4~4.2%，第二峰的效率达到了0.796~0.829，较之原有双涡轮变矩器提高了1.4~5.6%，失速工况变矩比为4.05~4.15，较之原有双涡轮变矩器下降了6.3~8.6%，失速工况下的泵轮公称转矩为75~80 N·m，较之原有双涡轮变矩器下降了2.4~8.5%，从而提高了整机的可靠性、动力性能和燃油经济性，获得良好的整机性能的双涡轮液力变矩器。

本发明的解决方案是这样的：本发明的双涡轮液力变矩器，与之匹配的柴油机额定转速为2090~2310rpm、额定功率为75~97KW，双涡轮液力变矩器第一峰的效率达到了0.78~0.81，第二峰的效率达到了0.796~0.829，失速工况下的泵轮公称转矩为75~80 N·m，失速工况变矩比为4.05~4.15，其组成包括有I级涡轮、II级涡轮、泵轮、导轮，构成包括叶栅系统、与叶栅系统配合的循环圆，所述的循环圆直径D=288~295mm；所述的叶栅系统中，泵轮叶片中间流线进口角为β_p1=105°~120°，中间流线出口角为β_p2=70°~80°, 中间环面进口边厚度H_p1=4.80~5.80mm，中间环面出口边厚度H_p2=2.50~3.50mm；I级涡轮叶片的进口角为β                                               ₁=88°~98°，出口角为β₂=148°~155°，进口边圆头半径R₁=4.60~5.60mm，出口边圆头半径R₂=0.80~1.20mm；II级涡轮叶片中间流线进口角为β₁=55°~65°，中间流线出口角为β₂=130°~140°, 中间环面进口边厚度H₁=2.50~4.00mm，中间环面出口边厚度H₂=1.50~2.50mm；导轮叶片的进口角为β_s1=72°~80°，出口角为β_s2=30°~38°，进口边圆头半径R_s1=8.80~9.50mm，出口边圆头半径R_s2=0.60~1.00mm。