[发明专利]一种工程机械液力变矩器泵轮结构

说明书

本发明涉及一种工程机械液力变矩器泵轮结构，包括同心设置的内环和外环以及连接在内环与外环之间的叶栅，内环与外环之间形成循环圆腔，叶栅包括周向均匀排列的n个叶片，26≤n≤30，n为整数，相邻叶片之间形成具有进口和出口的液流通道，循环圆腔由任意径向面切得的切面大致呈扇环形状，通过对叶片的各个参数进行重新设计，使得整个循环圆腔大致呈盆状，采用空间流线结构，减少冲击损失；整个叶片的投影落在叶片外环端的端面内，便于拔模，提高叶片制造精度；相对于现有的成熟产品，该液力变矩器仅修改泵轮叶栅即可满足整机要求，零部件通用化程度高，节省模具投入。

技术领域

本发明涉及工程机械液力变矩器技术领域，特别是涉及一种工程机械液力变矩器泵轮结构。

背景技术

液力变矩器工作时，由发动机带动泵轮旋转，并将发动机的力矩施加于泵轮。泵轮旋转时，泵轮内的叶片带动工作液体一起做牵连的圆周运动，并迫使液体沿叶片间通道做相对运动。工作液体经泵轮叶片的作用，在离开泵轮时，获得一定的动能和压能，从而实现了将发动机的机械能转变为液体的液能。

在叶片参数中，对液力变矩器性能影响较明显的技术参数是叶片的进出口角度。若液力变矩器各个工作轮叶片角制造误差较大，会造成进出口无冲击工况的偏移，从而导致液力变矩器性能恶化，影响整机性能。在叶片进出口角度中，改变泵轮进出口角对设计工况值的影响，比改变涡轮和导轮的参数对设计的影响要大。随着泵轮叶片出口角的增大，失速工况变矩比将增大，泵轮转矩系数和最高效率则会降低；随着泵轮叶片进口角的增大，失速变矩比将减小，而液力变矩器的效率则会有所改善。

针对9吨装载机全新研发的前四后四多挡箱使用循环圆直径为370mm的液力变矩器，目前所用液力变矩器失速工况变矩比为2.28、泵轮扭矩280N·m，液力变矩器最高效率仅为82%，匹配后最大牵引力及最高车速可以达到使用需求，但经济性较差。为了提高装载机经济性表现，亟待对液力变矩器进行优化设计。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种工程机械液力变矩器泵轮结构，其中的内环和外环采用分段圆弧结构，保证液流流动的均匀性；叶片结构便于拔模，提高叶片制造精度，能够满足整机要求，零部件通用化程度高，节省模具投入。

一种工程机械液力变矩器泵轮结构，包括同心设置的内环和外环以及连接在所述内环与所述外环之间的叶栅，所述内环与所述外环之间形成循环圆腔，所述叶栅包括周向均匀排列的n个叶片，26≤n≤30，n为整数，相邻所述叶片之间形成具有进口和出口的液流通道，所述循环圆腔由任意径向面切得的切面大致呈扇环形状，所述外环的面向所述内环的一侧具有凹进的外环内弧面，所述外环内弧面由任意径向面切得的线为内弧线，所述内弧线由第一段和第二段连接构成，所述第一段为对应的半径为67.5mm的圆弧线，所述第二段为对应的半径为57.2mm的圆弧线，所述内环的面向所述外环的一侧具有拱起的内环外弧面，所述内环外弧面由任意径向面切得的线为外弧线，所述外弧线由第三段和第四段连接构成，所述第三段为对应的半径为41.4mm的圆弧线，所述第四段为对应的半径为29.3mm的圆弧线，所述叶片具有与所述外环内弧面相连接的叶片外环端、与所述内环外弧面相连接的叶片内环端。

可选地，所述循环圆腔呈无底部的盆状。

可选地，所述叶片内环端对应所述进口一侧的弧形半径为113mm、进口角为105°±5°，所述叶片内环端对应所述出口一侧的弧形半径为165mm、出口角为60°±2°，所述叶片内环端的流线长度为74.9mm，所述叶片内环端的进口厚度为2.37mm±1mm、出口厚度为1.55mm±1mm。

可选地，所述叶片外环端对应所述进口一侧的弧形半径为85mm、进口角为96°±5°，所述叶片外环端对应所述出口一侧的弧形半径为185mm、出口角为57°±2°，所述叶片外环端的流线长度为140.5mm，所述叶片外环端的进口厚度为2.54mm±1mm、出口厚度为3.14mm±1mm。

可选地，所述第一段对应的圆心与所述第二段对应的圆心在沿该泵轮的轴心线的方向上偏移6mm。