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1、內(nèi)燃機車液力傳動,,第四章 液力傳動裝置,液力傳動裝置（Hydrodynamic transmision）是指柴油機與動輪之間含有液力元件（液力變矩器或液力偶合器）的傳動機組。完整的液力傳動裝置除了液力元件外，還有機械增速減速部分、換檔系統(tǒng)、換向機構(gòu)、供油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)。,內(nèi)燃機車液力傳動,作用 機車在正常運行速度范圍內(nèi)，希望柴油機能始終發(fā)出標定功率，傳動系統(tǒng)效率也始終保持最大值不變，即在最低持續(xù)速度和最大速度之間，牽引力F與速度V之間呈雙曲線，而柴油機車矩特性較為平坦，而且有最低空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速限制，彈性系數(shù)（最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與最低空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速之比）只有23，而機車最高速度與最小持續(xù)速度之比一般為45，這樣

2、在柴油機與動輪之間必需加上傳動裝置，把柴油機的力矩特性變成機車牽引所需的特性。,液力傳動裝置的分類 可分為 單循環(huán)圓液力傳動裝置和多循環(huán)圓液力傳動裝置。 單循環(huán)圓液力傳動裝置：只含有一個液力元件 多循環(huán)圓液力傳動裝置：含有二個或二個以上液力元件。,單循環(huán)圓液力傳動裝置四種類型,內(nèi)燃機車液力傳動,單循環(huán)圓液力傳動裝置：只含一個液力元件（變矩器或偶合器） 1）純液力傳動裝置：液力元件 + 減速齒輪，而無變速箱，用在速度范圍較窄的小機車。,特點：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，一個元件通過機械換檔重復(fù)使用 換檔時牽引力中斷,2）一個液力元件加多檔齒輪箱：若為變矩器加多檔齒輪箱，則傳動裝置起到變換特性作用，若為偶

3、合器加多檔齒輪箱則傳動裝置的特性類似于機械傳動，偶合器起到離合、隔振的作用。,一個液力元件重復(fù)使用：,內(nèi)燃機車液力傳動,單循環(huán)圓液力傳動裝置,3）一個變矩器加行星齒輪傳動的液力機械分流式傳動裝置，這種傳動裝置在整個速度范圍內(nèi)，是由液力元件和行星排兩條路線傳遞功率的。由于機械傳動效率高于變矩器，所以總傳動效率高于變矩器獨立傳動時的效率，又低于純機械傳動時的效率。這種裝置體積小，重量輕。4）一個變矩器加行星齒輪傳動的液力機械混合式傳動裝置：在起動工況和低速工況，由變矩器和機械傳動路線共同傳遞功率，不過二者在輸入端由差動齒輪來分配功率，起動瞬間，完全由變矩器傳遞牽引力，隨著車速增高，變矩器輸入功率減

4、小，機械路線功率增加，到某一速度時，變矩器輸入功率很小，此時把變矩器排空，完全由機械部分傳遞總功率。這樣，低速區(qū)、高速區(qū)類似輪流方式完成傳動任務(wù)。這種裝置由于在中高速區(qū)完全由機械傳動傳遞功率，故效率最高，在內(nèi)燃動車組上應(yīng)用較多，由于其中磨擦離合器的限制，傳動箱的最大功率在300KW左右。,內(nèi)燃機車液力傳動,單循環(huán)圓液力傳動裝置,,內(nèi)燃機車液力傳動,（單循環(huán)圓）液力機械傳動裝置,,內(nèi)燃機車液力傳動,（單循環(huán)圓）液力機械傳動裝置,多循環(huán)圓液力傳動裝置,內(nèi)燃機車液力傳動,多循環(huán)圓液力傳動裝置通過液力換檔方式，各液力元件輪流充油在高效區(qū)內(nèi)工作，各承擔機車運行速度范圍的一個區(qū)段，能獲得所需要的牽引經(jīng)濟特

5、性曲線，換檔時牽引力下降但不中斷。工作可靠，在功率較大的內(nèi)燃機車上獲得廣泛應(yīng)用，缺點是尺寸重量都較大。,多循環(huán)圓液力傳動裝置類型,內(nèi)燃機車液力傳動,多循環(huán)圓液力傳動裝置通過液力換檔方式，各液力元件輪流充油在高效區(qū)內(nèi)工作，各承擔機車運行速度范圍的一個區(qū)段，能獲得所需要的牽引經(jīng)濟特性曲線，換檔時牽引力下降但不中斷。工作可靠，在功率較大的內(nèi)燃機車上獲得廣泛應(yīng)用，缺點是尺寸重量都較大。,多循環(huán)圓液力傳動裝置有以下幾種形式： 1）變矩器+變矩器：這是現(xiàn)代內(nèi)燃機車液力傳動裝置最成熟、應(yīng)用最多的一種； 2）變矩器+偶合器：這是二循環(huán)圓傳動裝置中在內(nèi)燃動車組中應(yīng)用最多的一種。由于在中、高速范圍內(nèi)采有了液力偶合

6、器，故提高了傳動效率，節(jié)省了燃料費用，在經(jīng)常運行于中高速的動車組上很合適。另外，這種傳動箱不但能與柴油機匹配，也能與燃氣渦輪發(fā)動機很好地聯(lián)合工作。 3）三循環(huán)圓：早期的三個變矩器，即起動、中速運轉(zhuǎn)、高速運轉(zhuǎn)三個變矩器的組合方式已被二變矩器式所取代；早期的起動變矩器+中速變矩器+偶合器方案也已被變矩器偶合器組合方式取代；在較高速度的內(nèi)燃動車上，采用變矩器+偶合器+偶合器的組合方式，兩偶合器采用二對齒輪輸出，解決了全速度范圍內(nèi)，起動牽引力與運行速度范圍、傳動效率之間的矛盾。,內(nèi)燃機車液力傳動,4）液力換向傳動裝置：有4個循環(huán)圓，即采用二根并排的常規(guī)的兩個變矩器（起動變矩和運轉(zhuǎn)變矩器）分別負責兩個方

7、向的牽引，兩軸之間通過充排油來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換（即機車的換向），省去了常規(guī)液力傳動箱中機械換向機構(gòu)和齒輪，提高了可靠性和壽命，并且能向正在運行中提前充、排油，通過動力制動實現(xiàn)減速、停車，然后自動以反方向運行。這種換向自動化縮短了換向時間，對調(diào)車機車特別有利，因此，液力換向傳動裝置主要用于線路站場段的調(diào)車內(nèi)燃機車上和冶金、煤炭等部門的工礦內(nèi)燃機車上。 5）恒低速液力傳動裝置：對在場礦、碼頭牽引運行的內(nèi)燃機車需要一種恒定低速的牽引工況，以滿足特殊作業(yè)（如散料裝卸）的要求。傳動裝置除應(yīng)具有一般傳動裝置應(yīng)有的特性外，還有低速、恒速兩大特點。低速只有通過大減比的工況箱才能實現(xiàn)，而恒速則要采取措施來保證，一般可有

8、以下幾種辦法：采用檢測車速，控制變矩器循環(huán)圓充油度以調(diào)節(jié)牽引力的大小，實現(xiàn)牽引力與阻力保持平衡，穩(wěn)定車速。利用偶合器在高轉(zhuǎn)速比下力矩特性很陡的特點，在外界負荷變化時車速變化很小，可以維持規(guī)定的爬行速度，效率也很高。,多循環(huán)圓液力傳動裝置類型,內(nèi)燃機車液力傳動,北京型,內(nèi)燃機車液力傳動,BJ傳動系統(tǒng)圖,內(nèi)燃機車液力傳動,BJ傳動箱（二軸）,內(nèi)燃機車液力傳動,DFH2傳動系統(tǒng)圖,內(nèi)燃機車液力傳動,DFH2傳動箱,內(nèi)燃機車液力傳動,NY6,內(nèi)燃機車液力傳動,NY7,內(nèi)燃機車液力傳動,NY6/NY7傳動系統(tǒng)圖,內(nèi)燃機車液力傳動,恒低速傳動系統(tǒng)圖,,,,,內(nèi)燃機車液力傳動,恒低速傳動系統(tǒng)圖,,,內(nèi)燃機車

9、液力傳動,三循環(huán)圓傳動系統(tǒng)圖,內(nèi)燃機車液力傳動,三循環(huán)圓傳動系統(tǒng)圖,內(nèi)燃機車液力傳動,三循環(huán)圓傳動系統(tǒng)圖,內(nèi)燃機車液力傳動,燃氣輪-變矩器偶合器傳動裝置,Battery Charger,內(nèi)燃機車液力傳動,VOITH T311,,Battery Charger,內(nèi)燃機車液力傳動,VOITH T312,,Battery Charger,內(nèi)燃機車液力傳動,前蘇聯(lián),,液力換向要克服的問題： 1粘著 2散熱 3鼓風損失,內(nèi)燃機車液力傳動,液力換向,優(yōu)點：換向迅速、自動化,Battery Charger,內(nèi)燃機車液力傳動,,,Battery Charger,內(nèi)燃機車液力傳動,,,Battery Charg

10、er,內(nèi)燃機車液力傳動,機械換向,,Battery Charger,內(nèi)燃機車液力傳動,,,Battery Charger,內(nèi)燃機車液力傳動,主控制閥,,內(nèi)燃機車液力傳動,液力傳動裝置設(shè)計,,選型法,任務(wù)書,已知傳動箱1,已知傳動箱2,已知傳動箱3,,,,,,柴油機,,匹配,,,,,,內(nèi)燃機車液力傳動,液力傳動裝置設(shè)計,,設(shè)計計算法,任務(wù)書,,,已知：機車用途、牽引性能指標,,機車總體及傳動布置方案、結(jié)構(gòu)尺寸限制,柴油機型號、試驗外特性,動輪直徑,工作液體品種、理化性能,確定液力傳動裝置型式,選擇或設(shè)計液力元件,確定增速比,液力元件類比設(shè)計,繪制柴油機、液力元件共同工作特性,機械傳動比計算、分配

11、,計算繪制機車預(yù)期牽引特性,內(nèi)燃機車液力傳動,液力傳動裝置設(shè)計設(shè)計計算法,確定液力傳動裝置型式,選擇或設(shè)計液力元件,確定增速比,液力元件類比設(shè)計,透穿性要小,最高效率要高、高效范圍要寬,起動、運轉(zhuǎn)變矩器高效范圍相互銜接，換檔點效率82%,兩變矩器82%的高效范圍4,起動變矩器計算工況 且,運轉(zhuǎn)變矩器計算工況 且 盡可能大,,受B、T材料允許的圓周切線速度、軸承極限轉(zhuǎn)速限制,輔助裝置功率比（10%）+箱內(nèi)消耗（3%）,柴油機到B輪之間的傳動效率,內(nèi)燃機車液力傳動,液力傳動裝置設(shè)計設(shè)計計算法,繪制柴油機、液力元件共同工作特性,機械傳動比計算,計算繪制機車預(yù)期牽引特性,機械

12、傳動比分配：傳動箱內(nèi) 車軸齒輪箱,T-動輪機械傳動效率,T-動輪機械傳動減速比,內(nèi)燃機車液力傳動,液力傳動裝置設(shè)計設(shè)計計算法,液力傳動系統(tǒng)總效率,T-輸出軸,含箱內(nèi)消耗,,,液力傳動箱的效率,內(nèi)燃機車液力傳動,液力傳動裝置設(shè)計牽引重量計算,按限制坡道計算：,,機車計算牽引力,kN,,機車計算重量,t,,牽引力運用系數(shù),,計算速度下機車單位基本阻力, N/kN,,,計算坡道的加算坡度千分數(shù),,計算速度下車輛單位基本阻力, N/kN,牽引重量，t,,內(nèi)燃機車液力傳動,液力傳動裝置設(shè)計牽引重量計算,按平直道最高速度下的剩余加速度計算：,,機車最大速度牽引力, kN,,機車計算重量, t,,列車

13、回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)，0.06,,計算速度下機車單位基本阻力, N/kN,,,列車剩余加速度，m/s/s, 貨：0.005 客：0.01_120km/h, 0.02_160km/h,,計算速度下車輛單位基本阻力, N/kN,牽引重量，t,,內(nèi)燃機車液力傳動,液力傳動裝置設(shè)計牽引重量計算,按起動地段的坡度計算：,,機車起動牽引力, kN,,機車計算重量, t,,列車起動地點加算坡度千分數(shù),,列車起動時機車單位基本阻力, N/kN,,,列車起動時車輛單位基本阻力, N/kN,牽引重量，t,,Markets Oil & Gas,內(nèi)燃機車液力傳動,液力傳動機車牽引特性,,內(nèi)燃機車液力傳動,,,內(nèi)燃機車液力傳

14、動,第五章 換檔系統(tǒng),對換檔系統(tǒng)的要求：,準確性 穩(wěn)定性 明確性,內(nèi)燃機車液力傳動,理論換檔點,準確性,內(nèi)燃機車液力傳動,檔位振蕩,穩(wěn)定性,Battery Charger,內(nèi)燃機車液力傳動,換檔反應(yīng)器,,內(nèi)燃機車液力傳動,電子換檔分立元件式,內(nèi)燃機車液力傳動,電子換檔,Diesel Driven Heating System DDHS,內(nèi)燃機車液力傳動,Markets - Railroad,內(nèi)燃機車液力傳動,Markets Heavy Duty Truck,內(nèi)燃機車液力傳動,Markets Mining & Construction,內(nèi)燃機車液力傳動,內(nèi)燃機車液力傳動,第六章 液力制動,,Ma

15、rkets - Marine,內(nèi)燃機車液力傳動,Markets Hydraulic Fluid Power,內(nèi)燃機車液力傳動,Markets Generator Set,內(nèi)燃機車液力傳動,,Received 1st patent for engine coolant heating,,Engineering approvals from all U.S. military branches and major engine OEMs,Developed first circulating heating system for ARCO of Idaho Falls,Introduced fir

16、st shielded oil heater,,Received patent on C-Series Heater,,Introduced Kim-Stat for Standby Generators,Introduced first oil & water locomotive system,Received patent on Kimmersion elements,Received patent on TPS Heater,,Received patent on TPT Heater for small equipment,,Received patent on DDHS for locomotives,CSA c/us Approval (UL 2200 acceptance) for all generator set heater assemblies,UL 2200,內(nèi)燃機車液力傳動,