ZL50装载机动力匹配系统设计+CAD图纸+答辩PPT(5)
液体流过各工作轮叶片时，由于受到叶片的作用力，其方向发生变化，即油液受到各工作轮转矩的作用。设泵轮、涡轮和导轮对油液的转矩分别为M'B、M'T、M'D。根据油液受力平衡条件，则M'B+M'T+M'D=0。即—M'T =M'B +M'D由于各工作轮对油液的转矩与油液施加给工作轮的转矩大小相等、方向相反。因此，设油液施加给涡轮的转矩为MT，则MT = —MT。因此，MT=M'B +M'D上式说明，油液加给涡轮的转矩MT等于泵轮与导轮对于油液的转矩之和。当导轮转矩MD与泵轮转矩MB同方向时，则涡轮转矩MT(即变矩器输出转矩)大于泵轮转矩MB，(即变矩器的输人转矩)，从而实现了变矩功能。
图2.2 装载机工作原理示意图
当液力变矩器的输出转矩经传动系统传到驱动轮，驱动轮上产生的牵引力足以克服装载机的起步阻力时，装载机起步并开始加速行驶。同时，涡轮的转速NT也从零逐渐增加。这时，液流在涡轮出口处不仅有沿叶片方向的相对速度w还有沿圆周方向的牵连速度u。因此，冲向导轮叶片的绝对速度V应是二者的合成速度(如图2.2b所示)。因假设泵轮的转速不变，所以液流在涡轮出口处的相对速度w不变，但涡轮的转速在变化，所以牵连速度u也在变化。由图可见，冲向导轮叶片的绝对速度V将随着牵连速度U的增加(即涡轮转速nr的增加)而逐渐向左倾，使导轮上所受转速值逐渐减小，则涡轮的转速也随之减小。当涡轮转速增大到某一数值时，由涡轮流出的液流方向(图2.2b中V所示方向)正好沿着导轮出口方向冲向导轮，由于液流经过导轮后方向不变，故导轮转矩MD为零，于是泵轮转矩MB与涡轮转矩Mr数值相等。
如果涡轮转速nr继续增大，液流绝对速度V的方向继续向左倾，如图2.2b中的V’所示方向。此时，液流冲向导轮叶片的背面，使导轮转矩方向与泵轮转矩方向相反，则涡轮转矩为泵轮与导轮转矩之差，即Mr=MB-MD。这时，变矩器的输出转矩反而比输入转矩小。当涡轮转速nr增大到与泵轮转速NB相等时，由于循环圆中的相互流动停止，变矩器将不能传递动力。即Mr=0。
从上面的分析可以看出，涡轮轴上的转矩MT主要与其转速有关。而涡轮的转速又是随着外界负荷的改变而自动变化的。当装载机运行中阻力增加、速度降低时，涡轮的转速随之下降，而转矩则随之增大。当外界阻力减小时，装载机的运行速度增大，涡轮的转速随之增大，转矩则随之减小。液力变矩器的这种不需控制而自动随外界负荷变化而改变输出转矩和转速的性能，对运行中阻力变化较大的装载机等工程机械非常适合，通常称之为变矩器的自动适应性。
2.2.2 液力变矩器的种类
(1) 为了满足不同的机械不同的要求，变矩器如今有很多分类标准：
1）按涡轮数量分为单级，二级，三级涡轮变矩器。
2）按轴面液流在涡轮中的流动方向分为离心涡轮变矩器，轴流涡轮变矩器，向心涡轮变矩器。
3）按牵引工矿时涡轮相对于泵轮的转动方向分为正转变矩器（B-T-D变矩器），相反叫反转变矩器（B-D-T变矩）。
4) 按变矩器能量是否可调分为可调变矩器和不可调变矩器。
5）按相分为单相和多相变矩器（相是变矩器所具有的几种不同工作状态的数目）。
(2) 而国产装载机主要采用以下几种传动方案：
1)双涡轮4元件变矩器+行星式变速器(两个前进档，一个倒档)。
2)单涡轮3元件变矩器+定轴式变矩器(4进3退，主要采用ZF变速器)。
3)单涡轮3元件变矩器+定轴式变矩器(4进4退、4进2退或3进2退，国产变速器)
（3）三元件液力变矩器