第十六章液力机械传动解析
液力传动原理
液力传动原理液力传动是一种通过液体在封闭泵的作用下传递力和动力的机械传动方式。
液力传动系统由液力偶合器和液力变矩器两部分组成，广泛应用于工业生产和交通运输领域。
本文将从液力传动原理的工作流程、构造原理以及应用领域三个方面进行阐述。
一、液力传动的工作流程液力传动的工作流程主要包括：能量输入、流体传递、能量输出三个阶段。
1. 能量输入阶段：在液力传动系统中，动力源（通常是发动机）通过连接装置将动力输入液力偶合器和液力变矩器中的动子。
液力传动的动力输入通常通过机械方式来实现，例如由发动机通过曲轴带动动力源的转动。
2. 流体传递阶段：在液力偶合器和液力变矩器中，在泵向涡轮传递流体时，液压能被转化为机械能，从而实现动力传递。
当液体在泵中以一定的速度流动时，其产生的动-压能将通过液力耦合器的动子传递至液力变矩器的动子，从而实现流体的传递。
3. 能量输出阶段：液力传动的能量输出发生在液力变矩器中。
液力变矩器的动子将能量传递给工作机构，例如传动装置或负载设备。
通过液力传动的能量输出，使得工作机构能够正常运转，实现所需的工作任务。
二、液力传动的构造原理液力传动主要由液驱动装置（即液力泵和液力涡轮）以及工作流体组成。
1. 液驱动装置：液力传动系统的液驱动装置通常由液力泵和液力涡轮两个元件构成。
液力泵通过动力源（如发动机）的输入，将动力源的动能转化为液压能，将液体推送至液力涡轮。
2. 工作流体：液力传动的工作流体通常是液压油。
液压油作为液力传动系统中的工作介质，具有良好的润滑性能和稳定的化学性质，能够有效地传递能量和动力。
在液力传动的工作过程中，液力泵将液体以一定的压力和流量推送至液力涡轮，通过液力涡轮的反力作用，液体的压力和流速将发生变化。
通过此变化，能量将从液驱动装置的动子传递至工作机构，实现能量输出。
三、液力传动的应用领域液力传动由于其具有承载能力大、起动平稳、速度调节范围广等特点，广泛应用于各个领域。
1. 工业生产应用：液力传动在工业生产中被广泛应用于各种传动装置，如输送带、冶炼机械、矿山设备等。
液力液力机械传动PPT课件
（5）正透穿性大大增加。
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5.4 内分流液力机械传动
功率内分流液力机械变矩器的机械传动部分（行星齿轮机 构）放在变矩器之外，如图5-8所示，其功率分流是在液力变 矩器内部实现的。功率由泵轮输入，而由两个或两个以上独立 旋转的叶轮分别传递一部分功率，最后通过机械传动机构将叶 轮的输出功率汇流输出。
图5-5为外分流式液力机械传动框图，输入总功率流一分 为二，其中一路功率流通过液力变矩器，而另一路功率流则直 接通过机械传动（行星齿轮机构）。输入功率在输入轴分流， 然后双流功率在输出轴处汇合。
总功率P
分 功 率 流 P1
差速器
P0 执行机构
分 功 率 流 P2
图5-5 外分流式液力机械传动框图 15 第15页/共48页
复合分流
功率分流内外兼有
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第一类传动装置，其传动功率的流向，在输入端（R） 与输出端（C）之间存在液力元件和机械元件两条平行的 支路，如图5-2a所示。图中“Y”、“J”、“YJ”分别 表示液力元件、机械元件和液力机械传动元件，也称这种 传动为外分流式液力机械传动。
YJ
BY
T
R
C
图5-2a 液力机械传动的功率分流示意
液力机械传动中，不装主离合器，换档也不必切断动力，且 采用液压动力换档，既简化了操作，又使操作轻便，使驾驶员在 体力上、精神上都不致引起过度的疲劳，对提高车辆安全行驶十 分有利，因而其操纵性能较好。
综上所述，在提高车辆的安全行驶方面，液力机械传动有着 其明显的优势，是一种较为先进的传动装置，已在世界各国广泛 应用，也是我国车辆传动装置的发展方向。
第四篇 液压传动与液力传动
第四篇液压传动与液力传动第16章液压传动1、液压传动是以液体（通常是油液）作为工作介质，利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。
2、人们常见的液压千斤顶由手动柱塞液压泵和液压缸两大部分构成。
3、液压传动装置是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输送的液压能，然后又将液压能转换为机械能，以驱动工作机构完成所要求的各种动作。
4、液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力会阻碍分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这种特性称作液体的黏性。
静止液体不呈现粘性，粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动液体的重要物理性质。
4、液体传动按其工作原理的不同可分为液压传动和液力传动。
5、液力传动装置主要有液力偶合器和液力变矩器。
6、液力传动是一种以液体为工作介质的能量转换装置，它主要包括：能量输入部件，泵轮，它将发动机的机械能转变为液体的动能；能量输出部件，涡轮，它将液体的动能转变为机械能。
如果液力传动装置只有上述两个部件，则称为液力偶合器。
如果除上述两部件还有一个固定的导流部件（一般为导轮），则称为液力变矩器。
7、汽车液力变矩器中的主动件是导轮。
8、一般液压系统可分为几部分？各部分的主要元件是什么？各有什么作用？液压由以下5个部分组成：（1）动力元件：是指液压油泵，它将发动机或电动机输入的机械能转换为液压能，其作用是为系统提供具有一定压力的流量的液压油，是系统的动力源。
（2）执行元件：是指液压油缸和液压马达，它们是将液夺能转换为机械能，输出力和速度或扭矩和转速，以驱动工作部件。
（3）控制元件：是指各类阀，其作用是用来控制系统中油液的压力、流量和流动方向，以保证执行元件完成预定的动作。
（4）辅助元件：是指油箱、油管、过滤器、冷却器及各种指示器和控制仪表等，它们的作用是提供必要的条件使系统得以完成正常工作。
（5）工作介质：是液压油，液压系统是通过工作介质来实现运动和动力传递的。
第17章液压泵1、在液压传动系统中有两个重要参数：压力P和流量Q2、液体的可压缩性很小，一般可忽略不计。
机械制图：机械设计基础-液力传动1
▪
液力传动一般用于并车,大型设备启动,制
动,过载保护,无级变速，并车.
▪ 一般不用于精密传动,低速重载传动,相交或 平行轴之间的传动。
▪ 当输入油带动泵轮旋转时，泵轮带动输 出油一起旋转，在离心力的作用下，自动变 速器油从叶片的内缘向外缘流动。
冲击涡轮的叶片，自动变速油沿着涡轮 叶片由外向内流动，冲击到导轮叶片，然后 沿着导轮叶片流动，回到泵轮进入下一个循 环。
▪ 和偶合器相比，变矩器在结构上多了 一个导轮。由于导轮的作用使变矩器
液循环。
偶合器的元件构成
偶合器的工作模型
偶合器的缺陷
液体流动的过程如左 图所示，当泵轮的液体 冲击蜗轮之后，返回到 泵轮，此时液体作用的 结果在阻止泵轮的旋转 ，导致发动机功率损失 。
泵轮 涡轮 泵轮
▪ 液力偶合器不能变矩 ▪ 液力偶合器扭矩传递过程和传递规律。
1、只能传递扭矩，不能改变扭矩。 2、两轮旋转方向相同。 液力偶合器自动变速,不能自动变扭.
▪ 液力传动的叶轮型式
▪ 泵轮:与输入轴相连,为离心式,作用是把输 入的机械连,为向心式,作用是把工 作液体的能量转变为输出的机械能.
▪ 导轮:为轴流式,对工作液体起导向作用.
液力传动装置
▪ 液力偶合器 ▪ (没有导轮)
曲轴
输入轴
泵轮
涡轮
输出轴
▪ 主动元件：泵轮。泵轮刚性连接在外壳上，与曲轴一起旋转。 ▪ 从动元件：涡轮。涡轮连接在从动轴上。 ▪ 在泵轮与涡轮上，径向焊接了数目相同的叶片，用来传递动力。 ▪ 泵轮与涡轮叶片内圆有导流环，装合后构成循环圆，可促进油
受损伤，带载荷起动容易，能实现自动变
速和无级调速等。因此它能提高整个传动 装置的动力性能。
液力机械传动变速器工作原理
液力机械传动变速器是一种利用液力传递动力和实现不同速度输出的传动装置。
它主要由液力偶合器和行星齿轮传动组成。
下面是液力机械传动变速器的工作原理：
1. 液力偶合器：液力偶合器是液力机械传动变速器的关键部分，用于传递动力。
它包括一个驱动轮（泵轮）和一个被动轮（涡轮），之间通过液体（液力介质）传递动力。
2. 泵轮：泵轮由驱动源（通常是发动机）带动，它通过旋转产生离心力，将液流推向涡轮。
3. 涡轮：涡轮通过接收来自泵轮的液流动能转化为机械能。
当液流冲击到涡轮叶片上时，会使涡轮开始旋转。
4. 液力传递：液力偶合器中的液体在泵轮和涡轮之间形成液流环路，这样可以让动力从泵轮传递到涡轮。
液体的传递是通过液流的动量传递和转化来完成的。
5. 行星齿轮传动：液力机械传动变速器通常还包括一个行星齿轮传动系统。
它由太阳轮、行星轮和环形齿轮组成。
太阳轮与涡轮连接，行星轮与输出轴连接，环形齿轮固定在传动壳上。
6. 变速操作：通过改变液力偶合器中液流的流量和压力，可以调节涡轮的转速和输出轴的转速。
这样就实现了不同的速度输出和变速操作。
总的来说，液力机械传动变速器利用液力偶合器将动力从驱动源传递到输出轴，通过调节液力偶合器中液流的流量和压力，实现不同速度输出和变速操作。
它具有结构简单、可靠性高和承载能力强等优点，在汽车、工程机械等领域得到广泛应用。
液力传动原理
一,液力传动的概述在传动装置中以液体(矿物油)为工作介质进行能量传递与控制的称为液体传动装置,简称液体传动.在液体传递能量时,存在着将机械能转变为液体能,再由液体能转变为机械能的过程.液体能有三种形式:位能,压力能和动能.在液体传动中,液体的相对高度位置变化很小,故位能与压力能,动能相比,可以忽略不计.因此,液体传动中液体能量变换的主要形式为压力能和动能.凡是主要以工作液体的压力能进行能量传递和控制的装置称为液压传动装置,简称液压传动.其工作元件称为液压元件.凡是主要以工作液体的动能进行能量传递与控制的装置称为液力传动或动液传动.液力耦合器的结构与工作原理来源：汽车乐液力耦合器属于液力传动装置，通过液体的循环液动，利用液体动能的变化来传递动力。
1、液力耦合器的结构组成液力耦合器是一种液力传动装置，又称液力联轴器。
在不考虑机械损失的情况下，输出力矩与输入力矩相等。
它的主要功能有两个方面，一是防止发动机过载，二是调节工作机构的转速。
其结构主要由壳体、泵轮、涡轮三个部分组成，如图1-2所示。
图1-2 液力耦合器的基本构造1-输入轴2-泵轮叶轮3-涡轮叶轮4-轮出轴液力耦合器的壳体安装在发动机飞轮上，泵轮与壳体焊接在一起，随发动机曲轴的转动而转动，是液力耦合器的主动部分：涡轮和输出轴连接在一起，是液力耦合器的从动部分。
泵轮和涡轮相对安装，统称为工作轮。
在泵轮和涡轮上有径向排列的平直叶片，泵轮和涡轮互不接触。
两者之间有一定的间隙（约3mm~4mm）；泵轮与涡轮装合成一个整体后，其轴线断面一般为圆形，在其内腔中充满液压油。
2、液力耦合器的工作原理当发动机运转时，曲轴带动液力耦合器的壳体和泵轮一同转动，泵轮叶片内的液压油在泵轮的带动下随之一同旋转，在离心力的作用下，液压油被甩向泵轮叶片外缘处，并在外缘处冲向涡轮叶片，使涡轮在液压冲击力的作用下旋转；冲向涡轮叶片的液压油沿涡轮叶片向内缘流动，返回到泵轮内缘的液压油，又被泵轮再次甩向外缘。
液力传动
液力偶合器的分类
• • • 普通型 限距型 调速型
液力偶合器应用
• • • • 风车 水车 413发动机风机传动 二矿井下皮带机传动
液力变距器
• 液力变距器是液力机械变速器的主要组成 部分,具有液力偶和器所不及的优点,能在一 定范围内随负载的变化要求,无级的\自动地 改变输出扭距和转速.
液力变距器的结构
液力传动的优点
•
液力机械传动系统能充分利用动 力机的功率，并在一定范围内自动适 应外界阻力的变化，进行无级调速。 在外界阻力突然增大时，可靠。
液力传动示意图
检测点说明
• • • • • • • • A、离合器压力 B、变距器压力油入口 C、变距器压力油出口 D、变距器温度检测 E、变速箱润滑压力 F、冷却器入口压力 G、冷却器出口压力 H、冷却器出口温度
变距器的工作条件
• • • • • 输入动力(力矩、速度)－驱动泵轮 输入介质（压力油）－驱动涡轮 导轮的固定－压力油的方向改变 涡轮、涡轮轴的输出 合适的密封
常见变距器的故障及维修
• 工作介质外泄 • 工作介质内泄 • 变距器过热
液力传动
贾贞贤
铲运机动力传递路线
液力传动的组成
液力机械式传动系统一般由液力变矩器、变速箱、分动 箱、万向传动装置和驱动桥等部分组成。 静液式传动系统一般由液压油泵、液压马达、变速箱、 分动箱、万向传动装置和驱动桥等部分组成。
液力传动的作用
把原动机（发动机、电动机）的功 率以合理的方式变化、组合，传递 到执行机械（驱动桥）。
变距器分解图
液力变距器的组成
• • • • 输入部分：罩轮． 工作部分：泵轮，涡轮，导轮． 输出部分：输出法兰，泵驱动轴． 壳 体：元件按装基础．
液力机械传动
行星齿轮变速器
01 02
工作原理
行星齿轮变速器是一种通过改变行星齿轮的组合方式来改变输出转速和 转矩的传动装置。它利用行星轮、太阳轮和齿圈等元件的相互配合，实 现不同的传动比。
组成结构
行星齿轮变速器由行星轮、太阳轮、齿圈、行星架等元件组成，通过操 纵机构实现不同元件的结合或分离。
03
特点
行星齿轮变速器具有结构紧凑、传动效率高、承载能力强等特点，广泛
通过机械部件（如齿轮、链条、皮带 等）的相互作用传递动力。
应用领域
工业领域
交通领域
军事领域
广泛应用于各种工业设 备，如泵、压缩机、搅
拌机等。
用于汽车、火车、船舶 等交通工具的传动系统。
用于坦克、装甲车等军 事装备的传动系统。
科研领域
用于科学实验装置和测 试设备，如离心机、振
动台等。
02 液力机械传动的组成
新型材料的应用
采用新型材料，如高强度轻质材料 和耐磨材料，提高液力机械传动的 性能和使用寿命。
应用领域的拓展
新能源领域
随着新能源技术的不断发展，液 力机械传动在风能、太阳能等领
域的应用将得到进一步拓展。
智能制造领域
在智能制造领域，液力机械传动 可用于自动化生产线、机器人关 节等关键部位，提高生产效率和
率损失。
维护成本高
液力机械传动需要定期更换油 液，清理滤清器等维护工作， 成本相对较高。
响应速度慢
液力机械传动的响应速度相对 较低，不适合用于需要快速响 应的场合。
体积较大
液力机械传动装置通常体积较 大，占用空间较多。
改进方向
提高效率
通过优化设计、减少摩擦和泄露等手段提高 液力机械传动的效率。
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变矩器工作轮展开图：将循环圆上的中间流线展开城一直线，各 循环圆中间流线均在同一平面上展开。泵轮、涡轮、导轮成为三 个环形平面。
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设nb和Mb为常数。起步时，nw＝0。
设泵轮、涡轮和导轮对液流的作用转矩分别为Mb、M`w和Md，
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带锁止离合器的三元件液力变矩器
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汽车低速行驶
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汽车中速行驶
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汽车高速行驶
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变矩器中的导轮设置单向离合器的原因
为了防止汽车高速时出现变矩器的输出扭矩小 于输入扭矩的现象，在导轮和固定轴之间安置 了单向离合器。 当在低速时，作用在导轮叶片正面的液体通过 单向离合器锁止使导轮固定，产生增大扭矩的 效果。当在高速时，单向离合器解除锁止。
1、空挡：直接挡离合器14分 离，低速挡制动带6和倒挡制 动带7松开。各个元件不受约 束，不传递动力。
2、低速挡：直接挡离合器分 离，倒挡制动带7松开，低速 挡制动带6箍紧其制动鼓，前 排中心轮13固定。
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相对速度w 牵连速度u 绝对速度v
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液力变矩器的特性：泵轮转速nb和转矩Mb不变的条件下，涡轮转 矩随其转速变化的规律。
液力变矩器的传动比 i＝nw / nb<=1 变矩系数 K＝ Mw / Mb
汽车起步、上坡或遇到较 大阻力时，若发动机的转 速和负荷不变，车速将降 低，即涡轮转速降低，则 变矩系数相应增大，使驱 动轮获得较大的转矩。
根据液流受力平衡条件，
M`w＝Mb＋Md
涡轮转矩Mw＝ M`w＝Mb＋Md ，即液力变矩器起了增大转矩的作用。
汽车起步并开始加速，nw增加到某一数值，Md＝0，则Mw＝Mb。
nw继续增大，导轮转矩方向与泵轮转矩方向相反，Mw＝Mb－Md，
输出转矩比输入转矩小。当nw＝nb时，工作液停止流动，不 再传递转矩。
液力耦合器实现传动的必要 条件是：工作液在泵轮和涡 轮之间有循环流动。循环流 动的产生，是由两个工作轮 转速不等，使两轮叶片的外 缘产生液压差所致。
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液体质点的流线形成一个首尾相连的
环形螺旋线。
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液力耦合器的优点 （1）保证汽车平稳起步； （2）衰减传动系的扭转振动； （3）防止传动系过载； （4）显著减少换挡次数。
液力耦合器的缺点 （1）只能传递转矩，不能改变转矩大小； （2）不能取代离合器，使传动系统纵向尺寸增加； （3）传动效率较低。
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液力变矩器
结构： 可旋转的泵轮 可旋转的涡轮 固定不动的导轮
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泵轮：
泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有 许多平直的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平 滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相 连接。
太阳轮
行星架
齿圈
齿圈
行星架
太阳轮
太阳轮
齿圈
行星架
行星架
齿圈
太阳轮
行星架
太阳轮齿圈齿圈太阳轮行星架任意两元件连成一体
三元件自由转动
传动比 1+
(1+)/ -
/(1+) 1/(1+)
-1/ 1 ∕
动力传递情况 减速增矩
增速减矩 直接挡 空挡
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低速挡制动器
直接挡离合器
倒挡制动器
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导环 叶片
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壳体
涡轮：
涡轮上也装有许多扭曲叶片。涡轮中心 有花键孔与变速器输入轴相联。
涡轮通过花键装在变速器输入轴上，泵 轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有3mm～ 4mm的间隙。
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导轮：
导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向自 由轮安装在与变速器壳体连接的导管轴上。它 也是由许多扭曲叶片组成。
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行星齿轮传动机构
组成：
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由机械原理可知，单排行星齿轮机构的运动关系式为：
n1+n2－(1+ )n3=0
= z2/ z1
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变速原理——加速
n1+n2－(1+ )n3=0
= z2/ z1
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自动变速器总体结构 液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统和换挡操
纵机构等四大部分组成。
液力变矩器
行星齿轮机构
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连接曲轴
节气门开度信号
车速信号
液压控制系统
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液力机械传动装置
功用： 利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输出的动力
传给变速器。 分类：
液力偶合器：传递转矩，输出转矩与输入转矩相等。 液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩。
i= n1/n2= -
若行星齿轮机构中的任意两个元件同速同方向旋转，则第三元 件的转速和方向必然与前两者相同，即机构锁止，成为直接挡。
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n1+n2－(1+ )n3=0
= z2/ z1
传动方案 1 2 3 4 5 6 7 8
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变速传动规律小结
主动件
从动件
固定件
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液力耦合器
结构： 主动元件： 泵轮（与曲轴相连） 从动元件： 涡轮（与输出轴相连）
动力传递路线：
曲轴
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输入轴
泵轮
循环圆
涡轮
输出轴
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液力耦合器传动过程：泵轮 接受发动机传来的机械能， 传给工作液，使其提高动能， 然后再由工作液将动能传给 涡轮。
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i= n3/n2 =/(1+)
i= n3/n1 =1/(1+)
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变速原理——减速
n1+n2－(1+ )n3=0
= z2/ z1
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i= n1/n3 = 1+
i= n2/n3 = (1+)/
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n1+n2－(1+ )n3=0
= z2/ z1
变速原理——倒挡
变速原理——直接挡
第十六章 液力机械传动 和机械式无级变速器
第一节 液力机械传动 第二节 机械式无级变速器
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第一节 液力机械传动
液力机械变速器：
组成：液力机械传动装置、机械变速器、操纵系统
优点：
1、起步更加平稳，吸收、衰减振动冲击，提高乘坐舒适性； 2、低速行驶稳定，通过性好； 3、自动适应道路阻力变化，提高平均行驶速度、动力性； 4、实现自动换档，减轻体力消耗，提高行驶安全性。