雙渦輪液力變矩器，由液力變矩器和二自由度的機械元件組成的雙流或多流液力傳動元件，稱為液力機械變矩器。為內分流液力機械變矩器，動力流在液力變矩器內部的葉輪中分流，在機械元件中匯流。雙渦輪液力機械變矩器在輪式裝載機上得到廣泛的套用。
基本介紹
- 中文名：雙渦輪液力變矩器
- 外文名：twin-turbine torque converter
- 學科：工程機械
- 套用：輪式裝載機
- 實例：ZL50型輪式裝載機變矩器
- 組成元件：液力變矩器等
結構組成,工作原理,預防雙渦輪液力變矩器彈性板撕裂的措施,
結構組成
變矩器的結構如圖1的左上半部和K向、H向視圖及圖2所示。支承殼體13一端與柴油機飛輪殼相連線，另一端與變速箱箱體4固定。兩端分別用紙墊21和密封圈9密封。泵輪16與罩輪25一起組成變矩器旋轉殼體(軸端支承在飛輪孔中)，通過彈性板28與飛輪22連線，並與柴油機一起同速旋轉。渦輪組由T1渦輪18和T2渦輪19組成。T1渦輪18用彈性銷17與渦輪罩23固定並鉚接在渦輪轂26上。兩個渦輪分別以花鍵與輸入一、二級齒輪5和8相連，它們繞共同的軸線各自分別旋轉。導輪座10與支承殼體13固定，導輪座10作為泵輪的右端支承，其花鍵部位裝有導輪27，並用彈簧擋圈限位。齒輪14與泵輪16聯成一體用以驅動各個油泵。齒輪14與不轉動的導輪座10之間裝有密封環12，工作時這裡可能有少量泄油，但仍能保持一定壓力。油封環7和密封環11的作用也相同。銅墊圈6用以將相對運動的齒輪5和8隔開。
圖1總成結構圖
圖2 變矩器分解圖工作原理
以ZL50型輪式裝載機雙渦輪液力變矩器為例，該變矩器由四個工作輪組成，其中一個泵輪B，兩個渦輪T1及T2和一個導輪D，其組成如圖3所示。
圖3ZL50型輪式裝載機雙渦輪變矩器工作原理簡圖泵輪B與罩輪組成一體，其他工作輪都裝在這密封的殼體中，裡面充滿工作油。柴油機帶動泵輪B以同一轉速nB旋轉，將機械能轉換為油液的動能，並使殼體內的油液按圖示的箭頭方向高速衝擊渦輪。兩個渦輪T1和T2吸收液流的動能，將之還原為機械能，分別使T1以轉速nT1和T2以轉速nT2旋轉，並將動力經齒輪Z1和Z3輸出，傳給超越離合器上的兩隻齒輪Z2和Z4。導輪D是不旋轉的。從渦輪T2流出的還有一定動能的液流通過導輪的彎曲葉片時，在葉片上產生衝擊力和反擊力形成的扭矩就作用在固定機座上，這扭矩是與渦輪利用反擊力增加的扭矩和泵輪利用衝擊力減少的輸入扭矩之和相當，這就使渦輪的輸出扭矩有可能大於泵輪的輸入扭矩。四個工作輪的葉片各有一定的形狀和進、出口角度，使液流按規定的流道和方向進、出各個葉輪。但由於泵輪的轉速nB將隨油門的大小而有高低，渦輪的轉速nT1和nT2將隨加於輸出軸上的外載荷(通過驅動橋和變速箱反饋)而或快或慢甚至不旋轉(如起步和制動工況，車輪不動時，nT為零)，這樣使液流在進入各個工作輪的速度和相對沖角都在不斷地變化，泵輪的輸入扭矩和作用在導輪上的扭矩也在變化，液流由泵輪射擊在渦輪上產生的衝擊力引起的扭矩(正向)和液流射嚮導輪時在渦輪上產生的反擊力引起的扭矩，還有液流從導輪流出作用在泵輪上的衝擊力引起的扭矩(有正向或反向)的代數和也將隨之發生變化。
向心式渦輪T2吸收從渦輪T1射出的液流中的功能，並將之轉換成機械能，這部分動力可通過相互嚙合的一對齒輪Z3、Z4直接從輸出軸輸出給變速箱，這種動力單獨、直接從Z4輸出軸輸出的方式主要用於高速輕載工況，即一個渦輪T2(也叫2渦輪)單獨工作的工況。
軸流式渦輪T1吸收由泵輪提供的液流動能的一部分，這部分動力由齒輪Z1傳給齒輪Z2。值得注意的是這部分動力必須通過大超越離合器在輸出軸與齒輪Z2楔緊成一體的情況下才能從輸出軸輸出。
超越離合器的外環和齒輪Z2固定在一起，其內環和齒輪Z4及輸出軸固定在一起。內環上銑有斜面齒槽，故稱內環凸輪，齒槽中放有滾柱，在彈簧的作用下與內環斜面齒槽、外環的滾道面相接觸。若帶齒內環和齒輪Z4一起沿箭頭方向轉動，並且內環轉速n2大於外環(外環和齒輪Z2一起)的轉速n1時，大超越離合器中的滾柱與外環的接觸點作用一摩擦力，該力企圖使滾柱沿圖1中滾柱上箭頭A的方向轉動，同時在滾柱與內環斜齒面的接觸點處亦有摩擦力，該力企圖阻止滾柱的轉動，這樣滾柱就朝著壓縮彈簧的方向滾動而離開楔緊面，內外環之間不能傳遞扭矩，此時從渦輪T1經齒輪Z1傳給Z2的扭矩無法傳給輸出軸。此時只有渦輪T2將動力經齒輪Z3傳給Z4，從輸出軸輸出。這相當於裝載機處於高速(內環轉速n2較大)輕載的工況。
當外載荷逐漸增加時，迫使渦輪T2轉速降低以增大扭矩來適應，若內、外環轉速相等而T2的扭矩仍然不足以克服外載荷時，在渦輪T1的轉速n1將大於n2的瞬間，外環作用在滾柱上摩擦力開始企圖使滾柱沿圖中滾柱上箭頭B的方向轉動，與此同時，在滾柱與內環斜齒面的接觸點處仍有阻止滾柱轉動的摩擦力，這樣滾柱就朝彈簧伸長、張開的方向滾動，並楔入外環與內環的斜面之間直到楔緊。楔緊後，渦輪T1、T2同時向輸出軸輸出動力。這相當於裝載機傳動系統處於低速(轉速n2較小)重載的工況。
應當指出，隨著輸出軸轉速的逐漸降低，渦輪T1作用的扭矩愈來愈大，渦輪T2作用的扭矩愈來愈小，到達制動工況時，幾乎只有渦輪T1的扭矩通過齒輪Z1及Z2減速(扭矩增大)後傳給輸出軸。
由此可見，渦輪T1和T2是否共同工作是隨著外載荷的變化使大超越離合器的接合和脫開自動進行而不需人為控制的。這就是雙渦輪液力機械傳動特別適合裝載機行駛時的高速輕載及作業時的低速重載工況。
預防雙渦輪液力變矩器彈性板撕裂的措施
（1）增加一片變矩器彈性板，以加強彈性板的整體強度，同時消除螺栓在旋緊後與彈性板間的間隙。
（2）在裝配變矩器彈性板時，塗以防松鎖固膠。
（3）按規定的擰緊扭矩安裝螺母，以保證機器在長期使用過程中螺母不會由於機器振動而鬆動。
通過以上的原因分析和採取的預防變矩器彈性板撕裂的措施，有效地控制了彈性板的製造和安配質量。一年多來，經過用戶的質量信息反饋，得到了滿意的效果。
