液力缓速器制动性能影响因素分析
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– 156 –技术改造·试论液力缓速器使用效果影响因素以及车辆改装注意事项doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.01.132试论液力缓速器使用效果影响因素以及车辆改装注意事项程玉冈(江苏泰达机电设备有限责任公司,江苏南京 210000)摘要: 随着车辆安全水平的不断提升,液力缓速器作为辅助制动装置之一已经被越来越多的用户所接受,液力缓速器对于提升司机的驾驶体验、提升汽车的安全性能具有不可忽视的影响。
只有明确找到影响液力缓速器使用效果的外界因素并对其进行相关调整,才能保障液力缓速器的合理利用。
本文对液力缓速器使用效果的影响因素和车辆改装注意事项进行综合论述。
关键词: 液力缓速器;车辆改装;改装要点;使用效果1. 影响液力缓速器使用效果的因素分析1.1 温度因素作为一种车辆辅助制动装置,液力缓速器的工作原理:在发生紧急状况时,如果驾驶员呢采取液力缓速器进行制动,其能够将整车的动能转化为热能,并通过发动机循环冷却装置进行热量散发,在实际应用过程中,液力缓速器的制动功率非常大,但由于受到车型及操作空间的限制,整车的散热功率往往不能尽如人意,由于车内制动产生的热量无法及时散发,在汽车制动之后,液力缓速器及发动机的冷却液温度往往会呈现出急速升高的状态,此时,为了保护发动机,在油水温度达到限定温度之后,液力缓速器会自动降低制动扭矩,如果温度继续升高,液力缓速器将会退出制动状态,是汽车获得更好的散热效果,为了全面发挥液力缓速器的制动作用,最大程度的保护发动机,建议驾驶员在使用液力缓速器时采降低变速箱档位,升高发动机转速,增加水泵流量,提升冷却速度,保护发动机,实现有效制动。
1.2 缓速器已产生的转速液力缓速器的制动效果还受到自身转速的影响,二者成抛物线形状——当液力缓速器转速较小时,工作组件内的转子无法快速搅动工作油液,此时产生的制动扭矩受到限制,制动效果不明显,制动距离较长;而在液力缓速器产生的制动力传送到转动轴上后,汽车内的后桥会对制动力进行放大,依靠制动轮胎完成整车制动。
液力缓速器的常见故障及诊断杨洋;张云飞【摘要】文章简单介绍了液力缓速器及其特点,然后对缓速器常见故障进行分析.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)017【总页数】3页(P207-209)【关键词】液力缓速器;故障诊断【作者】杨洋;张云飞【作者单位】陕西重型汽车有限公司,陕西西安 710200;陕西重型汽车有限公司,陕西西安 710200【正文语种】中文【中图分类】U472前言近年来,我国的道路条件不断地在改善,为了满足现代物流对时效性的追求,重卡的行驶速度越来越快,载重能力也不断提高,导致发动机马力不断增大,这意味着车辆拥有出色的制动性能非常重要。
然而车辆主制动系统的功率却由于多重因素的限制不能同步提高。
如果只使用摩擦式制动器,长时间制动,制动器产生的热量增多,温度升高,制动装置的摩擦系数减小,出现摩擦片过热的制动效能热衰退现象,严重时导致制动失效,影响行车安全,所以液力缓速器被广泛的应用于重型卡车和大中型客车上。
本文对液力缓速器做一简介,然后对液力缓速器常见故障进行介绍。
1 液力缓速器简介及特点液力缓速器是集机、电、气、液为一体化的产品,其主要由液力缓速器机械总成、缓速器控制器、控制线束、操作手柄、传感器等组成。
缓速器分为串联和并联两种,缓速器旋转轴与变速器输出轴共线的缓速器称为串联缓速器,如图1所示:图1缓速器旋转轴与变速器输出轴并行的缓速器称为并联缓速器。
如图2所示:图2缓速器的主要特点:(1)有效减少主制动器磨损,延长轮胎寿命,保障汽车安全运行。
(2)可以长时间、大功率制动,无热衰退。
(3)制动扭矩大;单位质量制动扭矩大。
(4)制动平稳,无冲击,整车舒适性高。
(5)制动、解除制动响应快速。
(6)工作室温度低,对整车无潜在隐患。
(7)整机质量轻,不增加燃油负担。
(8)安全电控,对整车电气系统无干扰。
(9)轴向尺寸短,便于安装。
(10)适用于载货车、牵引车、专用车、客车等。
基于神经网络的车辆液力缓速器制动力矩特性研究随着汽车行业的不断发展,对于汽车制动系统的要求越来越高。
车辆液力缓速器在汽车制动系统中具有重要的作用,这是因为它能够通过转化液压能量为机械能量来实现车辆制动。
然而,液力缓速器的制动力矩特性受到多种因素的影响,这给车辆制动性能带来了极大的挑战。
为了更好地探究车辆液力缓速器制动力矩特性的影响因素以及优化其制动性能,神经网络技术成为了一个重要的研究方向。
神经网络是一种模仿生物神经系统的学习方式,它具有自适应、自我组织、并行处理等特点,并且能够对非线性问题进行精确的建模。
因此,在对液力缓速器制动力矩特性的研究中,神经网络技术已经被广泛应用。
在制动力矩特性研究的过程中,首先需要选择合适的神经网络模型。
当前最为常用的模型是BP神经网络模型,它能够实现非线性回归分析,预测液力缓速器的制动力矩特性,并且能够对多个因素进行联合分析。
在模型的训练过程中,需要输入大量数据,包括车速、液压油温、液体比重、缓速器的内部结构参数等,这些因素都可以影响液力缓速器的制动力矩特性。
在神经网络的训练过程中,需要依次对每个参数进行训练,确定其对液力缓速器制动力矩特性的影响,从而实现对液力缓速器制动力矩特性的优化。
在完成训练后,可以对模型进行测试,验证其预测结果的正确性。
通过神经网络技术的研究,可以发现液力缓速器制动力矩特性受到车速、液压油温、内部结构参数等多种因素的影响,而不同的因素又具有不同的作用程度。
根据这些影响因素的特点,可以针对性的采取措施,优化液力缓速器的制动力矩特性,提高车辆的制动性能。
总之,神经网络技术在车辆液力缓速器制动力矩特性研究方面具有重要的作用。
通过对多个因素进行分析,建立合适的神经网络模型,可以有效地预测液力缓速器的制动力矩特性,优化车辆的制动系统,提高整车的安全性和稳定性。
神经网络技术的应用不仅可以对液力缓速器制动力矩特性进行研究,还可以拓展到其他车辆相关领域,例如车辆悬挂系统、动力传动系统等。
宇通客车ZF液力缓速器工作异常故障排除近年来,液力缓速器作为重型汽车转向和传动系统中的关键部件之一,其作用不言而喻。
然而,不时会出现液力缓速器出现工作异常的情况,给驾驶员的行车安全和乘客的乘车安全带来极大的隐患。
本文将从宇通客车ZF液力缓速器工作异常情况出现的原因、故障检测、故障排除及预防措施等几个方面进行详细讲解。
首先,宇通客车ZF液力缓速器出现工作异常一般有以下几种原因:一是液力缓速器摆件异物进入;二是摆件上的摩擦片因磨损、烧蚀、断裂等原因导致其工作效果下降;三是液力缓速器内的油路因沉积物或添加油品不当等原因导致液力传递效果下降;四是液力缓速器的工作密封件老化或损坏,泄漏液体造成工作异常。
当发现ZF液力缓速器出现异常,应首先检查其是否在工作过程中发出异常噪声,若声音异常较大,有可能是由于液力缓速器摆件上的摩擦片进一步损坏或不良情况进一步恶化。
其次,应检查ZF液力缓速器液位是否正常,油品是否污浊或变质等情况,以确定是否需要更换液体或清洗液力缓速器内部。
如果检查过程中未发现问题,则应进行轮换装置验证,即检查轮轴与液力缓速器输出轴之间的缺口是否正常,并且是否从液力缓速器上喷出液体。
如果出现这种情况,有可能是宇通客车ZF液力缓速器的泵轮与涡轮转子松散或磨损,造成液体泄漏,从而影响其工作效果。
最后,为了预防宇通客车ZF液力缓速器出现工作异常,我们应该在正常的保养和维护过程中,定期更换液体,并清洗液力缓速器内部的沉积物,另外,定期检查液力缓速器内部的摩擦片和密封件是否正常,如果出现老化、破损等问题,应及时进行更换。
综上所述,宇通客车ZF液力缓速器工作异常问题的发生原因是多种多样的,要尽可能地避免它们的发生,必须采取预防措施和定期维护,从而保持和维护液力缓速器的高水平运转。
同时,在出现液力缓速器异常情况时,应及时检查并采取故障排除措施,以避免给车辆安全和乘客的乘车安全带来威胁。
另外,在发现宇通客车ZF液力缓速器工作异常时,驾驶员需要立即采取措施停车检查,不要盲目地继续行驶,这样会进一步加重故障的程度,从而导致更加严重的后果。
汽车制动系统性能影响因素的分析摘要:在汽车安全行驶的过程中,汽车的制动系统性能非常关键。
汽车制动系统的安全问题直接影响了汽车的安全行驶。
因此我们在进行汽车制动系统的分析过程中,除了升级相应的制动元件,还应该在日常的使用过程中对汽车的制动系统进行维修和保养。
适宜的汽车制动系统维修和保养能够延长汽车制动系统的使用寿命。
制动系统是汽车装设的全部制动和减速装置的总称,其功能是使行驶中的汽车减速、停止,使下坡行驶的汽车的速度保持稳定,或使已停驶的汽车保持不动。
制动装置是汽车的重要安全部件,直接关系到车辆、人员的安全,受到各车企的普遍重视。
关键词:汽车制动系统;性能;设计电动汽车高功率密度电机的设计是一项复杂的任务,牵扯到每个具体的环节。
考虑到高功率密度电动机的转速非常高,其带来损耗就比较大,对各零部件的要求也随之提升。
设计师在对电动汽车高功率密度电机进行设计的时候,应当注重材料的选择,选择质量过关、性能较强的材料,以保证材料性能能够满足电机在运行状态下的需求。
同时在具体的设计过程中,注意对各工艺环节的加工和处理,不断对设计进行优化,从而提升高功率密度电机的综合性能,使其能够符合电动汽车的实际需求。
一、汽车制动系统安全运行的影响因素1、汽车制动系统中制动器因素也能够影响汽车制动系统的安全性能。
在汽车制动系统当中,制动器的主要原理就是通过产生相应的阻碍汽车运动或者减缓汽车运行趋势的一个制动部件,在汽车制动器中一个非常重要的元器件就是缓速装置。
当前大部分汽车的制动系统采用的制动器都是摩擦形式的制动,主要分为两个形式:首先是鼓式摩擦制动器;其次是盘式摩擦制动器。
鼓式制动器的主要工作部件是制动鼓,制动鼓的表面为圆柱面的行驶;盘式制动器的工作部件为制动盘,制动盘的表面为端面工作。
鼓式制动器和盘式制动器在形式上以及工作原理上有很多不相同的地方。
从制动性能的安全以及稳定来讲,盘式制动器的最优;正是由于这样的原因,在汽车制动系统中制动盘形式的制动器应用最为广泛。
陕齿法士特(FAST)液力缓速器二十一个常见问题解答(串联式)(并联式)1.问:为什么首次开启缓速器反应较慢?答:由于车辆刚开始启动,冷却液还没有达到合理温度,缓速器油液温度较低,粘度较高,所以缓速器在一定气压下进入工作腔的时间较长;等待缓速器油液温度升高到合适时其粘度降低,反应速度自然加快。
2.问:为什么在冰雪、雨天及转弯路况不能使用缓速器?答:缓速器制动扭矩通过传动轴作用在驱动轮上,这样造成制动力提供的局限性;所以转弯期间不能使用缓速器,冰雪、雨天路面摩擦系数低,仅靠驱动轮的摩擦力不足,制动操纵不便。
3.问:使用缓速器为什么不能一下拉到最高档?答:缓速器所提供的制动扭矩非常高,如果一下拉到最高档,制动扭矩过高容易造成危险;缓速器已经按照制动扭矩的渐升关系提供不同的档位,司机可逐步拉下缓速器相应制动挡位,提供平稳合理的制动力矩。
4.问:安装缓速器后车辆会费油吗?答:不会的,缓速器只有在工作的时候才充入油液提供高效制动能力;不工作时仅有空气的扰流损失。
加装缓速器后可大幅提高整车的平均行驶速度,大幅减少频繁的油门变化,综合来讲安装缓速器不会使油耗升高。
5.问:安装缓速器的车辆不能使用取力装置吗?答:不一定,陕齿法士特的串联缓速器仅影响后置取力器的安装,前置及侧置取力器是照常可以安装的。
并联缓速器则不影响取力装置。
(串联式)(并联式)6.问:怎样实现下坡恒速?怎么做?答:很简单。
下坡过程中将变速箱挂入相对低的档位(保证发动机转速在1500转/分以上)在你认为合适的车速挂入缓速器一档即可(陕齿法士特推荐缓速器与其他辅助制动装置联合使用,当然在下坡过程中也可使用行车制动)。
7.问:问什么使用缓速器时离合器应接合,变速箱不得在空挡?答:液力缓速器是将车辆动能转化为热能的装置,缓速器产生的热量需要大量的发动机冷却液散热,所以发动机应处于较高的转速,以便提供更多的冷却液以及更高的散热能力。
8.问:车辆使用过缓速器后能立即停车吗?答:可以,液力缓速器是依靠发动机冷却液作为主要散热介质,不同于电涡流缓速器仅靠大量风冷却,液力缓速器使用后可直接停车。
轴向窜动的感觉(技术要求轴向间隙<0.3 mm),所以许多师傅都认为变速器没问题。
带着质疑检查变速器,放掉变速器的齿轮油,发现齿轮油里有许多金属铝末杂质(变速器壳体为铝合金材料),说明变速器内有部件损坏。
对变速器后端盖进行拆解,发现后端盖上的轴承座挡圈已碎裂,因后轴承座挡圈碎裂导致轴承定位失效,输出轴产生轴向窜动,因此转子随输出轴窜动,从而导致转盘与定子之间发生异常摩擦。
这是在追尾事故中后,指示灯常亮不熄灭。
故障分析与排除:接车后,首先用电脑检测仪读取故障代码显示8(冷却液温度传感器有故障)。
引起该故障的原因可能有:传感器的连接线路发生断路或短路;导线连接插座接触不良;冷却液温度传感器本身有故障。
然后根据该车电路图,使用数字式万用表的电阻档测量该传感器的电阻值,测量结果显示为2 500 Ω,但此时仪表上的冷却液温度显示为80 ℃。
查阅对照
目前缓速器在我国客车市场已经得到广泛应用,但卡车市场仍处于起步阶段。
汽车液力缓速器的原理及应用汽车制动系是汽车安全行驶中最重要的系统之一。
随着发动机技术发展和道路条件的改善,汽车的行驶速度和单次运行距离都有了很大的发展,行驶动能大幅度的提高,从而使得传统的摩擦片式制动装置越来越不能适应长时间、高强度的工作需要。
由于频繁或长时间地使用行车制动器,出现摩擦片过热的制动效能热衰退现象,严重时导致制动失效,威胁到行车安全[1]。
车辆也因为频繁更换制动蹄片和轮胎导致运输成本的增加。
为了解决这一问题,应运而生的各种车辆辅助制动系统迅速发展,液力缓速器就是其中一种。
一、液力缓速器的发展历史最早出现液力缓速器是为了解决火车短距离内减速困难的问题。
此后,液力缓速器被用在汽车列车上,发现其很好的辅助制动效果。
当今液力缓速器越来越多地被运用到重型载货汽车和大、中型客车上。
随着其应用的发展,出现了很多生产液力缓速器的公司。
比较著名的液力缓速器厂商有德国福伊特(VOITH)公司、法国泰尔马(TELMA)公司、美国通用公司、日本TBK公司等[2]。
目前来看,其生产技术已经比较成熟,形成了适用于各种车型的系列产品。
我国的液力缓速器研发已经有一定的发展,但不管是技术水平还是应用数量都远落后于国外。
二、液力缓速器结构、工作原理及控制方式(一)基本结构液力缓速器结构大致相同,以VOITH液力缓速器为例(图1),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。
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。
?(二)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。
10.16638/ki.1671-7988.2016.12.034液力缓速器制动力矩影响因素研究张孟锋,强中伟(陕西法士特汽车传动工程研究院实验中心,陕西西安710119)摘要:文章说明了安装液力缓速器的必要性,以法士特FHB320B为例,描述了液力缓速器的基本组成和工作原理,并重点分析了液力缓速器制动力矩的影响因素:充液量、缓速器结构参数和转子转速,为液力缓速器的研究提供参考。
关键词:液力缓速器;制动力矩;充液量;结构参数中图分类号:U463.53 文献标识码:A 文章编号:1671-7988 (2016)12-101-04Study On Factors Influencing Breaking Torque Of Hydraulic RetarderZhang Mengfeng, Qiang Zhongwei( Shaanxi Fast Auto Drive Group Transmission Test Center, Shaanxi Xi'an 710119 )Abstract: This paper illustrates the necessity of installation of Retarder. Take the Fast FHB320B Retarder as an example, it describes the structure and principle of the retarder, and analyzes the factors of the breaking torque of hydraulic retarder. The factors are liquid volume, structural parameters and rotor speed of retarder, which provide the references of the research of retarder.Keyworks: hydraulic retarder; breaking torque; liquid volume; structural parametersCLC NO.: U463.53 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-101-04引言随着我国经济和道路交通事业的发展,汽车的客货运输量和行车速度不断提高,行车安全也越发重要,而良好的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。
液力缓速器制动性能影响因素分析林彩霞1张建莉2 何效平3(华南农业大学工程学院,广州 510640)摘要:液力减速器是高速、重载车辆必备的辅助制动器,具有高速制动力矩大、无机械磨损等优点,特别适合车辆下长坡及高速减速用,使用液力缓速器的车辆能提高制动系统的可靠性,延长制动系统的使用寿命,并能由此而大幅度降低车辆使用成本。
本文以福伊特液力缓速器为研究对象,通过对液力缓速器的制动性能进行分析,并指出影响液力缓速器制动性能的主要因素,如:流体介质的性质,缓速器的结构以及传动轴的转速等,为国内液力缓速器的研制开发提供理论依据。
关键词:液力缓速器;制动性能;影响因素;分析0前言随着我国经济和道路交通事业的发展,农村公路货物和旅客运输的需求量日益增加。
中国农村面积广大特别是山区面积众多,公路运输是农村的主要运输方式,主要行驶在矿山或山区公路上的汽车,经常要下长坡,需要对它进行持续制动;在交通状况好的地区,车辆平均行驶速度大幅度提高。
这就意味着在同样的制动条件下、同样的时间内,现在车辆的行车制动器要产生更多热量,承受更大的热负荷。
现在,不论是客车还是卡车,都在向高功率、高负载的方向发展,越来越重型化和高速化的运输,对车辆的性能提出了非常严格甚至苛刻的要求。
尽管车辆所选用的发动机功率在提高,但车辆行车制动器的制动效能在世界范围内还没有较大突破,由于受空间尺寸的限制,其散热能力有限等原因,在车辆频繁制动或持续制动的条件下会出现高温积累,造成过热现象,使制动器的摩擦系数减少,磨损增加,严重时还有可能导致制动失效引发安全事故。
因此,除了必要的行车制动器外,还应装备辅助制动器——行车缓速器,将行车制动器的负荷进行分流,使温度控制在安全范围内。
统计数字表明,使用液力缓速器,行车制动器平均故障率可降低48.12%,制动片和制动鼓用量分别可减少42.04%和50.78%。
表1的统计数字是安装缓速器前后刹车片的平均寿命对比数据,从表中可以看出其中,未装缓速器的客车制动片寿命约5-25万公里,而安装缓速器的客车制动片寿命约15-75万公里,其平均寿命可以提高3倍。
因此,液力缓速器能提高车辆制动系统的可靠性,延长制动系统的使用寿命,并能由此而大幅度降低车辆使用成本[1]。
表1刹车片平均寿命Table. 1 Clutch Plate Average Life车型未安装缓速器(km) 安装缓速器(km) 提高倍数运输汽车 100,000 600,000 6载重汽车 40,000 160,000 4巴士 35,000 250,000 7废物载重车 12,000 100,000 8.5大客车* 150,000 450,000 3注:*是马来西亚的经验值,其余为欧洲地区经验值1、国内液力缓速器存在的问题目前,我国商用车上所使用的缓速器基本上是国外的产品,这对于农村运输车辆而言,林彩霞,(出生年—1976),女,广东阳江人,讲师,在读博士,研究方向:农业机械化通讯地址:广东省广州华南农业大学工程学院车辆工程系,邮编:510640Email:cxlin76@成本较高。
我国在液力缓速器方面也已有所研究,华中科技大学曾经进行液力缓速器的研制工作,主要是以传统液力计算方法进行样机制作,性能试验和分析,北京理工大学进行了军用车辆用的牵引-制动型液力变矩器研究,实现液力减速和液力变矩双重功能。
少数厂家也拥有了自己的产品。
如原上海SH380型汽车就装备了液力缓速器作为辅助制动器。
但是总体上我国的液力缓速器还存在以下的问题[1]:1)需在较高转速下才能提供有效的制动力矩;2)制动响应时间较长,一般要2-3秒;3)出现漏油、漏气等;4)成本偏高。
我国液力缓速器尚未形成规模和系列,多数是单机制造,制造的工艺水平较低,故制造成本偏高。
5)有些产品仅进行了样机试制或少量试生产,未进行大量生产性考核和示范应用,作业性、可靠性、耐久性及商品性等方面还存在不少问题。
综上所述,关于液力缓速器的设计理论研究不够,没能形成定量化的理论来支撑液力缓速器及其液力缓速器工艺设计,仅能满足部分机械化生产的需求,也只能取得短期效益,和科技长远发展和社会发展长远目标是不相适应的,也不可能给缓速制动技术带来突破性发展。
因此,拥有研制开发生产液力缓速器的能力,对于改善农村的运输条件,促进我国农村的经济发展,具有重大的意义。
2、福伊特液力缓速器制动性能分析目前,在液力缓速器领域国外主要的生产厂家有:德国ZF公司[2]、德国福伊特公司以及美国通用汽车公司。
本文主要以福伊特液力缓速器为对象,进行分析。
2.1 福伊特液力缓速器的结构和工作原理[3]液力减速器主要由转子、定子、快速充放油机构、热交换器等组成。
转子和定子共同组成工作腔。
液力减速器工作时,工作腔中充油,油液在转子叶片带动下在工作腔中循环冲击,动量矩发生变化,产生制动力矩,将旋转机械的机械能转化为工作液体的热能,通过散热机构将热量带走。
其结构如下图所示。
当缓速作用解除时,工作液释放会回工作液贮槽,从而消除对转子的阻力作用。
图1 福伊特液力缓速器的结构Fig.1 Structure of the VOITH Hydrodynamics Retarder2.2 缓速器制动性能分析图2为4种不同型号福伊特缓速器在工作介质充满定子和转子之间间隙时的制动特性曲线。
这是缓速器制动力矩随转动轴转速变化的关系,从图中可以看出这些缓速器的随着转速的增加,制动力矩迅速增加,在1000 r/min左右达到最大值之后,随着转速的增加,有缓慢下降的趋势,但整体上保持很高的制动力矩。
如115H型缓速器,在800~2500 r/min都有高于2000Nm的缓速力矩。
图2 福伊特缓速器的制动特性曲线图Fig.2 Brake Character Curve Figure of the VOITH Hydrodynamics Retarder3、影响缓速器制动性能的因素分析由束流理论推得液力缓速器的制动力矩计算公式为[3]:。
—重力加速度,—;—流体介质的密度,——制动力矩系数;—;—转子转速,—;—转子有效循环直径,—式中:2325//min /)1(s m g cm g r n m D n gD M ρλλρ= (1)式中的λ和液力减速器的充液量有关,充满液时,λ为常数。
理论上,λ越大,制动力矩越大。
因此,从该公式可以看出,缓速器制动力矩的大小主要与流体介质的性质、数量,缓速器的几何参数,传动轴的转速等因素相关。
下面对这些影响因素一一进行分析。
是一个无因次物理量,对于具有直线型叶轮的缓速器而言,它的大小约在0.006~0.009之间,并能通过使叶片倾斜将其放大30倍,但它只是单方向有效,反向时该系数会相应降低。
3.1流体介质的性质液力缓速器的流体介质除了传递动力外,还具有润滑、冷却和清洁运动部件的作用,因此一般使用的是液力传动油。
由于缓速器运行的状态特殊而又复杂,因此,要求液力传动油具有抗烧结性能、良好的粘温特性、摩擦性能以及抗氧化性、抗泡性和防腐防锈性[1]等。
(1) 粘温特性一般液力传动油的粘度越小,传动效率越高。
但过小则不易形成油膜,使润滑变差,增大磨损,同时导致液体压力下降,起不到有效的制动效果;如果过大,流体流动阻力增加,不能快速地实施制动,使制动效率下降。
因此,对液力传动油的高、低温粘度要有严格的要求,保证在工作温度的范围内有良好的粘温特性。
(2)密度特性从(1)式可以看出,缓速器制动力矩与流体介质的密度成正比关系。
液力传动油的密度越大,制动力矩越高,因此,要求液力传动油的还应有较大的密度。
目前,液力传动油主要有PTF-1、PTF-2、PTF-3、STOU 等类别,不同车型的缓速器可以适当选择。
(3)数量液力减速器所产生的制动力矩与流体介质占工作腔的容积有关。
实际中使用的液力减速器不是全部充满液体,而是处于部分充液状态。
通常所说的在完全充满液体下工作的液力减速器,其流体介质的体积也只占工作腔容积的90%左右,留有一定的自由空间,以容纳减速器工作时从工作液体中分离出来的空气和水蒸气。
3.2 缓速器几何参数液力缓速器的几何参数是影响液力缓速器性能的关键,它主要包括叶型参数和循环圆参数。
叶型参数包括叶片倾斜角、叶片数的选择;循环圆参数主要是循环圆的直径[4]。
下面一一进行说明。
(1)叶片倾斜角的选择液力减速器通常采用倾斜直叶片,如图3所示。
其进出口都是径向放射状,只是每个叶片所在的平面与通过叶片进、出口边的轴面有一个夹角,称为叶片倾斜角。
当叶片倾斜方向与工作轮旋转方向相同时称为前倾,反之则称为后倾。
在循环圆直径等同的情况下,具有前倾叶片的液力减速器具有较大的制动能力,因此在实际应用中,液力减速器通常采用前倾叶片。
各工作轮叶片倾斜角对液力减速器制动性能的影响也非常大,参考液力减速器以前研究取得的成果,以及液力减速器叶片倾斜角选取的经验值,液力减速器2个工作轮的叶片倾斜角一般都为30°或45°(如图3中的30°就为该液力减速器的叶片倾斜角)。
(2)叶片数的选择根据相似理论,已知基型液力缓速器的叶片数,尺寸相差不大的缓速器可以按其选取定子和转子的叶片数,对尺寸相差较大的,依据以下的原则进行选取:定子叶片数和转子的叶片数必须有一差值,这是为了防止叶片数相等而使流体产生振荡。
另外叶片数多,可消除有限叶片数的影响,但太多会增加拥挤,使循环圆中流量减少、能容降低。
图3 倾斜直叶片液力减速器 图4 循环圆的结构Fig.3 Slope Vertical Vane of Hydrodynamics Retarder Fig.4 Circulating Circle Structure(3)循环圆的直径循环圆的结构有两种,一种是有内环的结构(图4-a ),一种是没有内环的结构(图4-b )。
现在使用的液力减速器多数是没有内环的结构,因为在使用实践中发现减速器的内环并非必要,甚至会对液流循环产生不利影响;而且,没有内环的减速器还可以简化结构,减少部件的体积和重量。
循环圆的最大直径,称为液力缓速器的有效直径D 。
在选定液力减速的类型后,即获得这种类型液力缓速器的原始特性。
在认为同一类型液力缓速器具有相同原始特性hydraulic retarder 的基础上,可以根据液力缓速器的制动扭矩计算方程(1)式来计算液力缓速器的有效直径D 值[5]:)2(52gn M D λρ=这里的λ可以多次通过对基型液力缓速器进行原始特性试验来确定。
3.3传动轴的转速由于工作腔压力是随液力缓速器的车速变化的,车速增加使转子转速升高,工作腔压力随着转子转速的升高而增加,因此,制动力矩增加。
4、结束语综上所述,液力缓速器对高速、重载以及行驶在广大山区的车辆的安全行驶是非常重要的,影响液力缓速器制动性能的因素主要表现在缓速器流体介质的性质,缓速器的结构以及传动轴的转速等,因此,在设计的过程中,要综合考虑各方面的因素,使设计更趋于合理化。