[发明专利]装载机变矩器的自由轮结构

说明书

本发明公开了一种装载机变矩器的自由轮结构，包括壳体、导轮座、导轮组件、输入组件、输出组件；所述的输入组件和输出组件皆安装在壳体内，导轮组件套接在导轮座上，导轮座固定安装在壳体上；所述的导轮组件包括导轮固定套、外环、滚针保持架组件滚针保持架组件、多个滚柱、星轮；所述的外环的内侧固定套置在导轮固定套内，星轮内侧固定套置在外环的阶梯孔内，星轮内侧与外环阶梯孔的小孔之间设有滚针保持架组件滚针保持架组件，星轮外壁与外环阶梯孔的大孔之间设有多个滚柱，星轮内孔固定套接在导轮座上。由于本发明的导轮组件可旋转的套接在导轮座上，克服了涡轮在高速旋转时对一、二级涡轮对其产生的反作用力导致其传动效率减少的缺陷，传动效率高。

技术领域

本发明涉及机械传动领域，特别是涉及一种装载机变矩器的自由轮结构。

背景技术

液力变矩器是广泛应用于汽车、叉车、工程机械及国防装备的液力传动机械。液力变矩器利用液体作为工作介质，不但传递了扭矩而且以倍率增加了扭矩，使发动机实现软起动，主机的牵引力和速度自动适应负荷和道路的变化。如图1所示，传统的变矩器主要由泵轮1’、涡轮2’、导轮3’三元件组成，发动机的飞轮通过弹性板与其相连，负载的齿轮箱与涡轮2’的轴相连，导轮3’整体插装在导轮座4’上。

发动机运转时带动液力变矩器的泵轮1’与之一同旋转，泵轮1’内的液压油在离心力的作用下，由泵轮1’叶片外缘冲向一级涡轮21’、二级涡轮22’，并沿涡轮2’叶片流向导轮3’，再经导轮3’叶片内缘，形成循环的液流。导轮3’的作用是改变涡轮2’上的输出扭矩。由于从涡轮2’叶片下缘流向导轮3’的液压油仍有相当大的冲击力，只要将泵轮1’、涡轮2’和导轮3’的叶片设计成一定的形状和角度，就可以利用上述冲击力来提高涡轮2’的输出扭矩。当车辆在起步之前，涡轮2’转速为0，发动机通过弹性板带动泵轮1’转动，并对液压油产生一个大小为Mp的扭矩，该扭矩即为液力变矩器的输入扭矩。液压油在泵轮1’叶片的推动下，以一定的速度，冲向涡轮2’上缘处的叶片，对涡轮2’产生冲击扭矩，该扭矩即为液力变矩器的输出扭矩。此时涡轮2’静止不动，冲向涡轮2’的液压油沿叶片流向涡轮2’下缘，在涡轮2’下缘以一定的速度，沿着与涡轮2’下缘出口处叶片相同的方向冲向导轮3’，对导轮3’也产生一个冲击力矩，并沿固定不动的导轮3’叶片流回泵轮1’。当液压油对涡轮2’和导轮3’产生冲击扭矩时，涡轮2’和导轮3’也对液压油产生一个与冲击扭矩大小相等、方向相反的反作用扭Mt和Ms，其中Mt的方向与Mp的方向相反，而Ms的方向与Mp的方向相同。根据液压油受力平衡原理，可得： Mt=Mp+Ms。由于涡轮2’对液压油的反作用，扭矩Mt与液压油对涡轮2’的冲击扭矩（即变矩器的输出扭矩）大小相等，方向相反，因此可知，液力变矩器的输出扭矩在数值上等于输入扭矩与导轮3’对液压油的反作用扭矩之和。显然这一扭矩要大于输入扭矩，即液力变矩器具有增大扭矩的作用。液力变矩器输出扭矩增大的部分即为固定不动的导轮3’对循环流动的液压油的作用力矩，其数值不但取决于由涡轮2’冲向导轮3’的液流速度，也取决于液流方向与导轮3’叶片之间的夹角。当液流速度不变时，叶片与液流的夹角愈大，反作用力矩亦愈大，液力变矩器的增扭作用也就愈大。由于导轮3’是固定不动的，当车辆在液力变矩器输出扭矩的作用下起步后，与驱动轮相连接的涡轮2’也开始转动，其转速随着车辆的加速不断增加。这时由泵轮1’冲向涡轮2’的液压油除了沿着涡轮2’叶片流动之外，还要随着涡轮2’一同转动，使得由涡轮2’下缘出口处冲向导轮3’的液压油的方向发生变化，不再与涡轮2’出口处叶片的方向相同，而是顺着涡轮2’转动的方向向前偏斜了一个角度，使冲向导轮3’的液流方向与导轮3’叶片之间的夹角变小，导轮3’上所受到的冲击力矩也减小，液力变矩器的增扭作用亦随之减小。车速愈高，涡轮2’转速愈大，冲向导轮3’的液压油方向与导轮3’叶片的夹角就愈小，液力变矩器的增扭作用亦愈小；反之，车速愈低，液力变矩器的增扭作用就愈大。因此，与液力耦合器相比，液力变矩器在车辆低速行驶时有较大的输出扭矩，在车辆起步，上坡或遇到较大行驶阻力时，能使驱动轮获得较大的驱动力矩。当涡轮2’转速随车速的提高而增大到某一数值时，冲向导轮3’的液压油的方向与导轮3’叶片之间的夹角减小为0，这时导轮3’将不受液压油的冲击作用，液力变矩器失去增扭作用，其输出扭矩等于输入扭矩；若涡轮2’转速进一步增大，冲向导轮3’的液压油方向继续向前斜，使液压油冲击在导轮3’叶片的背面，这时导轮3’对液压油的反作用扭矩Ms的方向与泵轮1’对液压油扭矩Mp的方向相反，故此涡轮2’上的输出扭矩为二者之差，即Mt=Mp-Ms，液力变矩器的输出扭矩反而比输入扭矩小，其传动效率也随之减小。因此采用导轮3’固定的液力变矩器，当涡轮2’转速较低时，液力变矩器的传动效率高于液力耦合器的传动效率；当涡轮2’的转速增加到某一数值时，液力变矩器的传动效率等于液力耦合器的传动效率；当涡轮2’转速继续增大后，液力变矩器的传动效率将小于液力耦合器的传动效率，其输出扭矩也随之下降；为了克服涡轮2’在高速旋转时，一级涡轮21’、二级涡轮22’对其产生的反作用力导致其传动效率减少，遂有本案的产生。