02.12 瞬間推力達50噸的裝載機,除強大的發動機外,還有個關鍵部件是它

在山體隧道的開挖過程中,大噸位裝載機是必不可少的一類工程機械。打通隧道時,每前進1米,就會有幾十方的碎石產生,而裝載機便承擔著清理碎石的任務。柳工曾生產5噸高原裝載機,每小時可產裝350立方渣料,作業時瞬間推力可達50噸。而如此大的威力,少不了一個關鍵的部件—液力變矩器,它是裝載機的四大件之一。

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裝載機

什麼是液力變矩器

液力變矩器位於發動機和變速箱之間,類似於手動變速箱中的離合器,但液力變矩器同時具有增大力矩的作用。在重載工程機械中,如果使用普通離合器,離合器片會很快磨損,甚至損壞,而使用液力變矩器後可以緩衝巨大的動力衝擊,實現軟連接,並增大輸出力矩。

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液力變矩器位置

很多人會將液力變矩器與液力耦合器混淆,因此有必要講一下液力耦合器和液力變矩器的區別。液力變矩器與液力耦合器主要由以下幾方面的不同:

從結構上講:液力耦合器只有泵輪和渦輪,沒有導輪。而液力變矩器由泵輪、渦輪和導輪組成。

從力矩轉變上講:液力耦合器的渦輪轉矩和泵輪轉矩是相同的,即液力耦合器只起到了一個離合器的作用。而液力變矩器,顧名思義,是可以改變力矩的。在導輪的作用下,液力變矩器泵輪的轉矩和渦輪的轉矩是不同的,在泵輪轉矩不變的情況下,隨著渦輪的轉速變化(工作時機械運行的阻力),渦輪的轉矩也會發生變化。

從內部液體工作狀態上講:液力耦合器的內部液體不能充滿腔體,液體的流動屬於無壓流動。而液力變矩器泵輪、渦輪、導輪形成了一個封閉通道,液體的流動屬於有壓流動(又叫管流,是在無自由表面的固體邊界內流動的水流)。

從以上幾個方面,我們可以對液力變矩器和耦合器有了一個大概的認識。

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液力變矩器

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液力耦合器

液力變矩器構造及工作原理

液力變矩器由泵輪、渦輪和導輪及其他零件組成。泵輪是主動輪,與發動機曲軸連接。渦輪是從動輪,與變速箱相連。泵輪和渦輪通過軸承安裝在殼體上,而導輪在泵輪和渦輪之通過

單向離合器與箱體固定。三個輪的葉片都彎曲成一定的弧度並徑向傾斜排列。很多人會用兩個對向的電風扇形象的說明液力變矩器的原理,但是兩個對向的風扇充其量相當於液力耦合器,並沒有導輪的存在,不能夠改變力矩。

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而液力變矩器變矩的關鍵就在於導輪。三個工作輪被密裝於變矩器殼體中,殼體中充滿了油液。當動力從發動機輸出後,帶動與之相連的泵輪一同轉動,泵輪葉片帶動油液旋轉,在離心力的作用下,油液被甩到泵輪葉片外邊緣處。在外邊緣處油液衝向渦輪葉片,對渦輪產生一個作用力矩,渦輪在油液的衝擊下旋轉。渦輪葉片的油液沿著渦輪葉片流向內緣並衝向導輪,該液流對導輪產生一個作用力矩,但是因導輪固定不轉的,根據作用力與反作用力原理,導輪通過液流會反作用給渦輪一個力矩,這樣渦輪的轉矩就等於泵輪轉矩和導輪轉矩之和了,從而使得輸出轉矩變大。這也是使得裝載機在作業瞬間推力增大的原因。

瞬間推力達50噸的裝載機,除強大的發動機外,還有個關鍵部件是它

題外講一講大噸位液力變矩器渦輪的製造

瞬間推力達50噸的裝載機,除強大的發動機外,還有個關鍵部件是它

在大型工程機械中,葉輪大都是通過鑄造而成的。在《大國重器》之《通達天下》這期節目中,曾講到了柳工工程師們挑戰12噸位液力變矩器的砂芯製造過程。因為該砂芯太大,在製造時柳工工程師們採用了分瓣製作然後組裝的方法,不得不說這是有一個很有想法的方法。工程師們將添加粘合劑的砂子倒入射芯機,先壓出小塊的砂芯,然後在將小塊的砂芯一瓣瓣的拼接起來,最後組成了渦輪砂芯,並且他們做到了零誤差,在此小編不得不豎起大拇指。而後工程師們需要在砂芯表面塗一層塗料,要求厚度控制在0.2mm以內,因此對塗料配方要求很高,在這之前,該技術一直被國外掌握,而如今,中國人也做到了。


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