[发明专利]液力转换器

说明书

本发明涉及一种高速液力调节转换器，其具有用于构造液力工作介质循环的工作空间，其中在工作空间中定位有至少一个泵轮、至少一个涡轮和至少一个导轮，其中，泵轮离心地或离心‑对角线地被工作介质流过，并且涡轮向心地或向心‑对角线地被工作介质流过；其中，相对于泵轮和涡轮的转动轴线，涡轮的入口格栅边缘的半径小于或等于泵轮的入口格栅边缘的半径。根据本发明的液力转换器的特征在于，第一导轮在工作空间中沿工作介质的流动方向设置在泵轮之前，泵轮布置用于工作介质的纯离心或对角线‑离心的流过，并且用于对功率传输产生影响。

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的液力转换器，其在用于构造液力工作介质循环的工作空间中具有至少一个泵轮、至少一个涡轮和至少一个导轮。

液力转换器自从几十年前就是已知的。液力转换器例如在轨道车辆的液力传动装置中设置为起动转换器或行进转换器或者说中/高速变换器。因此可以根据用作液力功率传输器的转换器的数量提供自动的两速或多速传动装置。起动转换器的设计点通常是涡轮机转速与泵转速的转速比、即涡轮的转速与泵轮的转速之间的转速比，转速比在0.4至0.6之间，极端的起动转换器也具有约0.3的转速比。行进转换器通常具有相应的在0.8至0.9之间的转速比。因此，涡轮在设计点中，即在车辆的额定速度中比泵轮更慢地运行。在行进转换器中，根据冷却设施的设计，最大具有在1.3至大约1.5之间的转速比的涡轮可以使用在轨道车辆中。

例如在DE 10 2010 018 160 B3中公开这种液力转换器，其中，泵轮被工作空间中的循环流动的工作介质至少部分离心地流过或者说通流，导轮被循环流动的工作介质至少部分向心地流过，并且循环流动的工作介质朝涡轮的流动方向平行于转动轴线地沿液力转换器的轴向方向延伸，相反地，循环流动的工作介质离开涡轮的流出方向部分向心地并且部分沿轴向方向、即对角线地延伸，导轮在转换器中也被称为导叶环，因为与泵轮和涡轮不同地，导轮不旋转。

对于工业应用，液力转换器通常实施为可受影响的具有可调节的导轮的转换器。也可以设置多个导轮，一个导轮是可调节的，并且另外的导轮是固定的。在可调节的导轮中，叶片在运行期间是可调节的，以便因此无级地改变转换器的功率消耗和功率传输。

例如在DE 10 2007 005 426 B3中公开了用于这种液力转换器的实施例。

即使在针对工业应用的常规的液力转换器中，通常也会限制转速比，从而有利于高的转矩传输，液力转换器在其设计中相应于所示的起动和行进转换器。

WO 02/14706 A2公开了一种用于使用在机组中的液力转换器，其中，驱动器是燃气涡轮机，并且工作机器是压缩机。在此涉及非常高的功率，其数量级为20MW或更高。由于这种极端的功率，这些机器还具有非常大的旋转质量。液力转换器具有非常小的λ值。涡轮的转速与泵轮的转速之间的转速比为1的数量级。效率为0.75和更高的数量级。泵轮基本上是离心的，并且涡轮基本上向心地被流过，其中，泵轮叶片的入口边缘和涡轮叶片的出口边缘相互对置。泵轮叶片的入口边缘和涡轮叶片的出口边缘比泵轮叶片的出口边缘和涡轮叶片的入口边缘更靠近转换器转动轴线。

DE 10 2004 011 033 B3公开了一种液力转换器，其具有被离心流过的泵轮和被向心流过的涡轮，其中，与涡轮的入口边缘相比，泵轮的出口边缘具有更大的半径。此外，与涡轮的叶片的入口边缘相比，泵轮的叶片的入口边缘具有更大的半径。在泵轮与涡轮之间，在径向外部的区域中设置有导叶，并且在涡轮与泵轮之间，在径向内部的区域中设置有导叶，其中，导叶轴向地被流过。

WO 2010/062269 A1以之前示出的类型的液力转换器为出发点并且建议，以向心被流过的方式将泵轮布置在涡轮的径向外部，涡轮向心地或轴向地被流过。导叶于是同样可以以向心被流过的方式定位在泵轮之前。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种液力转换器，其特别适用于在设计点中的高的转速比，在迄今已知的行进转换器的转速比以上的转速比，并且适用于在设计点附近的广泛的工作范围。