毕业论文题目：汽车液力缓速器的设计
简介：
改善制动效果是提高汽车平均行驶车速的重要保证，由于连续使用汽车行车制动器会导致制动效能的衰退，在那些常行驶于丘陵山区或市区需要频繁使用制动的车辆来说，配备辅助制动系统是十分必要的。采用缓速器能够通过特殊的调节系统控制汽车制动效果，它无机械磨损，散热易控制，可以提供很高的制动功率。制动过程平稳而无冲击，能够大大简化驾驶操作。容易实现对制动效果的控制，且重量轻，价格低廉，因此能够改善车辆乘坐的舒适性，提高行车的安全性，减少维护保养费用，延长汽车传动和制动系统使用寿命。
任务要求：
1. 设计内容：
（1） 液力缓速器结构部分设计
（2） 液力缓速器电子控制系统设计
2. 设计达到的要求：
（1） 缓速器与变速器共用油道
（2） 缓速器传动轴可以互换
（3） 缓速器应具有制动特性
3. 绘制各部分的主要零件图，装配图（Auto CAD）
4. 按要求撰写说明书(word)
王 贵 选 板翅式机油冷却器具有结构紧 凑、传热效率高等特点，与传统的管 壳式冷却器相比，其传热效率提高 ２０％～３０％，现已广泛应用于石油化 工、航空航天、电子、原子能和机械等 领域。 法士特公司液力缓速器采用液 力机循环机理，利用液体间相互摩 擦、 中击将车辆动能转换为液体的热 能，起到降低车速的作用。在此过程 中产生大量的热，根据理论公式推 导，液力缓速器最大制动功率达到 ８５０ｋＷ，在保证体积及质量最小的情 况下，如何满足如此大的散热需求， 是缓速器设计上的难点。为５－能满足 缓速器研发的苛刻要求，选用了板翅 式机油冷却器。 ｌｌ ． 一、板翅式冷却器的结构 板翅式冷却器的 单元体基 本相同，都是由翅片０隔板、封条和导 流片组成，他是在金属平板上放一翅 片（即所谓二次传热面积），然詹再 Ｉ５『 汽车维修２０１２，．５ 其上放一金属平板，两边以边缘封条 密封而组成一个基本单元，上下的两 、Ｊ 一 ＾ 块金属板称为隔板（ 见图１）。 板翅式机油冷却器的传热面由 平板和翅片表面组成，平板部分的传 热面叫一次传热画，由翅片组成的叫 二次传热面。二次传热面积占总传热 面积的绝大部分，一般达７０％～９０％。 对板翅式机油冷却器的认识伴 随液力缓速器整个研发过程的推进 而加深，现在法士特公司板翅式机油 冷却器利用多片拼接的Ｈ型错位翅 片。利用各片的翅片槽引导液体流 向，图２所示为单层内液体的流向。 这样的设计可以在成本不变的前提 下增加液体的紊流散热效果，并且引 导液体流动，增 强整个油冷器的 利用率。 二、板翅式 机油冷却器理论 计算分析 板翅式机油 冷却器属于间壁 式热交换器，从 传热原理来说， 他的主要特点是 具有扩展的二次 传热面，所以传 热过程不仅是在 一次传热面，也 同时在二次传热 面进行。在工业 应用中，涉及到 散热器翅片的形 状林林总总，隹 括梯形、波浪形、 三角形等等 各 辆翅片钓开窗高 度也不 样 图３是翅片表面传热机理示意 图，现在取一个翅片的一个微小单元 来进行分析。通过一次表面的换热量 用Ｑ 表示，通过二次传热表面的换 热量用Ｑ：表示，隔板壁面温度用ｔ 表示，流体温度为Ｔ，翅片的高度为 Ｌ，通过一次传热面的热量可以用下 式表示： Ｑｌ＝ａＦ１（ｔ －Ｔ）， （１） 式中 ａ～壁面与流体间的换热系数； Ｆ．一二次表面换热面积； ｔ 一隔板表面的平均温度。 通过二次换热表面的热量为：・ Ｑ：＝ａＦｚ（ｔ 一Ｔ）， （２） 式中 １一上焊片２一下焊片３一锯齿型翅片４一机油 图１板翅式机油器剖面 图２单层内液体流向 翅式机油冷却器 液力缓速器用板 Ｉ ● ● ＿＿—＿ ．．＿ Ｉ Ｑ２ Ｑｌ 图３翅片表面传热机理示意图 Ｌ一翅片高度８一翅片厚度Ｂ一翅片间距 一翅片有效宽度 Ｉ一翅片有效长度 图４翅片的几何参数 １一油箱２一油电加热器３一机油泵４一溢流阀５一压力表６一水箱 ７一水电加热器８一水泵９一水路流量调节阎 ｌＯ一涡轮流量计１１－热 交换器１２－压差计１３一涡轮流量计 １４一水银温度计（水、油各２个） 图５热交换系统传热性能测试系统结构示意图 ａ一翅片表面与流体问的换热系数； Ｆ２一二次表面换热面积； ｔ 一翅片表面的平均温度。、 由上述可知，翅片表面的平均温度低于翅片根部，也 就是低于隔板表面温度。在传热计算上为便于处理，可以 把二次传热面的传热量作如下变换： Ｑ２＝ａＦ２＂ｑｔ（ｔｍ—Ｔ） （３） 即把二次传热面的传热温差看作和一次传热面的传 热温差相等，都等于ｔｗ．．Ｔ，但是对二次传热面的面积相应 地打一折扣，即乘上二次传热面的翅片效率１１ ，其物理意 义是二次表面的平均温度低于一次传热面温度，因此传 热温差小于一次传热面的传热温差ｔｗ．．Ｔ，所以按照统一 的温差计算时，二次传热面积要乘上翅片效率 。 翅片效率可以表示成下式： 等 （４） 由此可见，翅片效率就是二次传热面的实际平均传 热温差和一次传热面传热温差的比值，图４为翘片的几 何参数。 三、板翅式机油冷却器传热能力试验 板翅式机油冷却器的传热性能研究离不开试验研 究，这是因为不仅冷却器内部流体的流道复杂，流体的 流动特性复杂，不容易利用对流换热的偏微分方程组及 相应的定解条件进行数学求解，从而获得分析解：更重 要的是准确可靠的试验结果是验证和评判分析解和数 值模拟结果的惟一标准。国内外都很注重冷却器传热性 能的测试，并为之提供了试验标准，用于指导试验；同时 也有利于不同试验条件下试验结果的比较。 （一）测试系统结构组成 １．油路部分：油路部分由油箱、泵、阀门、压差变送 器、温度计、流量计等组成。试验采用热介质为１１号 ＣＤ４０级１０Ｗ４０中增压柴油机机油。 ２．水路部分：水路部分由水箱、泵、阀门、压差变送 器、温度计及流量计等组成。试验采用的冷却介质是清 水，冷、热介质可用电加热亦可采用其他热源加热，在整 个加热过程中对温度的控制必须采用无极调节装置，如 图５所示。 ． （二）传热性能试验方法 本实验每个测温点的温度稳定在规定范围内，其 波动不大于０．１℃／ｍｉｎ，每点数据连续记录５次以上， 汽车维，自 ２ｏ１２．．５
液力缓速器的工作原理
液力缓速器是一种利用液体流体力学原理来实现缓冲和平滑运动的装置。它通常由一个旋转的转子和一个固定的壳体组成，壳体内充满了液体，通常是油。
液力缓速器的工作原理可以用如下步骤来解释：
1. 转子和壳体之间形成一个密封的间隙。当转子旋转时，将液体抛向壳体内面。
2. 转子的旋转产生了离心力，使得液体具有一个由内向外的径向速度分布。这就造成了旋转壳体中液体的高压和高速区域，通常称为“动子”。
3. 动子中的高速液体会冲击到静止壳体上的低速液体区域，形成一个高压区。由于液体的不可压缩性，这个高压区将会向周围传播。
4. 高压区的液体通过壳体中的通道流回到转子中心，形成一个低速液体区域，通常称为“定子”。
5. 转子上的液体沿着转子旋转，并在转子的另一侧再次冲击到壳体上的低速液体区域，形成下一个高压区。
通过这种方式，液力缓速器可以将输入的机械能转化为液体中的压力能和动能，并将其分散和平滑地传递到液体中的其他区域。这种分散和平滑的传递过程可以有效地减缓和缓冲运动，从而降低机械系统中的冲击和振动。
需要注意的是，液力缓速器在工作过程中会产生一定的能量损失，这主要是由于液体摩擦和流体动力学效应所致。为了提高液力缓速器的效率，通常会采取一些措施，如优化液体的流动形式和减小液体的阻力。
三 液力缓速器工作原理及结构
液力缓速器具有高速制动力矩大、制动平稳、噪声小、寿命长、体积较小等优点，使其在军用车辆、重型载货车以及工程机械等领域得到了广泛应用。为了保证车辆具有良好的制动性能，一般采用联合制动方式，即：在车辆上，机械制动器和液力缓速器配合使用。
3.1 液力缓速器基本结构
常见液力缓速器的型号不同，其结构和组成部分有着一定的区别，但是转子、定子、工作腔、壳体等是它们共同不可缺少的组成部分。如图3-1所示为德国福伊特（VOITH）公司液力缓速器结构简图。它是由转子、定子、工作腔、输入轴、热交换器、储油箱和壳体组成。定子和转子对置形成工作腔经阀门和工作液贮槽（油池）相通。缓速时，电子控制系统控制比例阀向工作液贮槽内施加气压使工作液充入工作腔，转子产生缓速力矩，使汽车减速；而转子在工作液里旋转的过程中，工作液在运动所形成的进出口压力差的作用下循环流过热交换器，热交换器通向发动机冷却系统的冷却水管把热量带到发动机冷却系统散逸掉。当缓速作用解除时，控制装置系统把工作液释放会回工作液贮槽，从而消除对转子的阻力作用。转子和定子通常采用30。或45。的前倾叶片，转子的力矩系数约为相同轮腔径向叶片液力偶合器的3~10倍。
其安装方式一般分为与传动轴串连和并连两种。串连时可在变速器前、后安装; 如果采取并连, 则缓速器和变速器做成一个整体来安装。对于装有带液力变矩器的自动变速器车辆来说, 原变速器系统已配备了储油罐、油泵和散热器等部件, 因此, 在配有自动变速器的客车和载货汽车上安装液力缓速器成本更低。
图3-1 福伊特液力缓速器结构组成
1.控制阀 2.定子 3.转子 4.空心轴 5.凸缘 6.储油箱 7.热交换器
3.2 液力缓速器工作原理
缓速器工作时, 压缩空气经电磁阀进入储油箱,将储油箱内的变速器油经油路压进缓速器内, 缓速器开始工作。转子带动油液绕轴线旋转; 同时, 油液沿叶片方向运动, 甩向定子。定子叶片对油液产生反作用, 油液流出定子再转回来冲击转子, 这样就形成对转子的阻力矩,
