内燃机车液力传动1
液力传动内燃机车的工作原理
液力传动内燃机车的工作原理液力传动内燃机车是指使用液体传递动力的内燃机车，这种车辆具有一定的功率和速度，同时可以承载相当的负载。
其工作原理是将引擎的动力传递给一系列压力泵，然后压力泵会产生压力将液体送到液力变速器中，通过液力偶合器将动力传到车轮中，实现车辆行驶。
液力传动内燃机车的主要设备是压力泵和液力变速器。
其工作原理可以简单地分为三个步骤：动力传递、液体压力传送和车轮的驱动。
动力传递是指内燃机的引擎将动力传递给压力泵，这样压力泵就可以产生压力来驱动液体的运动。
液体压力传送是指液体在压力泵的作用下产生压力，然后通过管道的传递将压力传送到液力变速器中，液体的流动使得车轮开始运转。
最后，液体的压力通过液力偶合器将动力传输到车轮轮轴，进而驱动车辆的运行。
液力传动内燃机车工作原理的优点在于其性能稳定，同时具有一定的灵活度和适应性。
在行驶过程中，其可以快速的响应驾驶员的操作，同时具有较大的扭矩输出，非常适合在起伏或者坡度较大的路面行驶。
液力传动内燃机车的工作原理还有一些特殊之处，例如液力偶合器是该车型机车的特色之一。
液力偶合器是由液体驱动的机械偶合器，通过液体的流动将引擎的动力传递到液力变速器中。
液力偶合器模拟了传统的机械式离合器，这意味着其相对于其他车型具有较小的滑移率和较高的扭矩输出，这使得该车型能够在较高的载重能力下提供高速和大扭矩输出的驱动力。
当然，液力传动内燃机车的工作原理也存在着一些不足之处。
首先其比机械传动的内燃机车辆更为复杂。
液力传动内燃机车的关键组件包括动力装置、液力变速器、液力偶合器和液压控制系统等。
这些部件也容易受到腐蚀或者损坏，并且在出现问题时维修难度也很大。
总的来说，液力传动内燃机车的工作原理是以液体压力传递为基础的，并通过液体压力与车轮建立起连接的关系，实现向前行驶这一目的。
虽然该车型在使用过程中存在一些不足，但是其相对于传统内燃机车灵活度和适应性较强，特别是扭矩输出相对于载重性能更强，在某些特殊的路段和地形下表现出了较强的竞争力。
内燃机车液力传动自动化保护技术研究
１ ＿ ２ 内燃 机 车柴油 机 “ 飞车 ” 原 因分析
在机车运行 中 ， 造成柴油机 “ 飞车” 的原因有多 种情况 ： ① 甩缸操作不 当 ． 使供油拉杆 卡在供油 位 ； ② 调 速 器 工 作 油 过 脏 或本 身故 障（ 滑阀、 柱塞 拉伤或 抗劲 、 调 速 器 电 线 插 座 接 触 不 良、 电磁 阀内部或线路短路 ） ， 同时 超 速 保 护 装 置失 去 作 用 ； ⑧
关键词 ： 内燃 机 车 ； 液力 传 动 ； 保护技术 ； 保 护 装 置
０ 前 言
在 城 市 化 进 程 不 断 加 快 的 今 天 ，人 们 的 出行 越 来 越 频 繁 ， 对 于 各 种 交 通 工具 的需 求 量 也 越 来 越 大 。乘 坐 交 通 工 具 除 了要 考虑 速度 、 舒 适度之外 ， 最 重 要 的就 是 要 确 保 出行 的 安 全 。 因 此， 在车辆的运输过程中 ， 其 保 护 装 置 就显 得 非 常重 要 ， 其 不 仅 能够确保车辆的安全 ， 而 且 能 够 确保 乘 客 的安 全 。然 而 ， 在 实 际 的机 车运 输 中 ． 经 常 会 由于 机 车 保 护 装 置 不 灵 敏 或 存 在 本 身 问 题． 而 使 得 机 车不 能 够 正 常 运 行 。 影 响 到 了人 们 的 日常生 活 。因
重 的机 破 ， 危 及 行 车安 全 。 为 实 现 自动 断 燃 油 管 并 将 余 油 排 尽 ， 通 过 在 燃 油 精 滤 器 软 管 与柴 油 机 供 油 管 末 端 加 装 两个 压 力 空气 控 制 的 阀装 置 （ 阀１ 、 阀２ ） 。 目前 ， 柴油机最高转 速在 ｌ Ｏ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ＋ ＿ １ ０ ， 当 柴 油 机 转 速 达到 １ ０ ５ ０ ｒ ／ ｒ ｎ ｉ ｎ ， 此转速信 号 ｘ 被 Ｐ Ｃ机确认 （ 现Ｐ Ｃ 机 将 柴 油 机 转 速 信 号用 于 电压 自动 调 整 ） ， Ｐ Ｃ 机 输 出信 号 Ｙ ，信 号 Ｙ 驱 动 放 大 后 推 动 电控 阀 动 作 ， 使压力 空气进入 阀 １ 、 阀２ ， 阀 １ 截
内燃机车液力传动1
内燃机车液力传动
循环圆
内燃机车液力传动
工作轮
内燃机车液力传动
叶片
内燃机车液力传动
叶型
内燃机车液力传动
变矩器（循环腔）基本几何参数
实际流动复杂 用液流在平均回转曲面上的流动状况
来代表变矩器内部流动的平均物理现象
平均回转曲面：叶轮内外侧回转曲面之间的一个假想的
回转曲面，均分内外侧流量
平均回转曲面上各叶轮
2.1.2 变矩器的工作原理
泵轮由动力机带动旋转，在其叶片作 用下，动力机的机械能转变成流体的 动能和压力能， 液流以较高的速度和压力流出泵轮， 随后紧接着进入涡轮，作用其叶片上， 推动涡轮旋转，流体的动能和压力能 再转变为机械能。 流体离开涡轮后再进入导轮，由于导 轮不动，故液体与导轮无能量交换， 在导轮叶片作用下，液流又以一定方 向流回泵轮，重复前面的过程，循环 不止。
内燃机车液力传动
第三章 液力偶合器
偶合器的结构特点、性能特点； 偶合器的外特性、无因次特性； 偶合器与柴油机共同工作特性； 偶合器与电动机共同工作特性； 偶合器的结构与分类。
内燃机车液力传动
第四章 液力传动装置
液力传动装置分类、单循环圆与多循环圆优缺点比 较 纯液力传动、恒低速液力传动，液力换向等几种液 力传动装置的组成 液力传动装置的换挡 液力传动装置的换向 液力传动装置的设计及牵引特性计算
1 轴向涡旋
2 叶栅静透穿 3 叶片弯曲度 4 相临叶轮
内燃机车液力传动
出口偏离的修正——假定4：叶片无限多的修正
Vm 2 Vu 2 B
Q Am 2
Vm1 W2 sin 2
Q B ( R2 B B ctg 2 B ) Am 2 B , 2 2 , T, D
GK_1C_型液力传动内燃机车的开发
新 产 品 ·新 技 术GK 1C 型 液 力 传 动 内 燃 机 车 的 开 发高付存 ,赵广湘 ,张庆新(济南钢铁集团总公司 运输部 ,山东 济南 250101)摘要 : 介绍了 GK 1C 型机车的总体布置 、技术参数 、结构特点等 。
该型机车是根据冶金企业的实 际特点新开发的两组三轴转向架的液力传动内燃机车 。
它具有性能优良 、牵引力大的特点 ,恶劣 气候条件下可实现牵引 4000t 的货列在 4 ‰～5 ‰的坡道上坡停坡起 ,适用于调车作业 ,是冶金企业 理想的液力传动内燃机车 。
关键词 : GK 1C 型 ;液力传动 ;内燃机车 ;总体布置 ;技术参数 ;结构特点 ;控制系统 中图分类号 : U262 . 9 + 2文献标识码 : B文章编号 : 100321820( 2005) 0520019205有液力换向 、液力制动的功能 ,比较适合冶金企业调车工况作业 ,但是 ,它们配置二轴转向架 ,在牵引动力的要求上 ,无法满足大吨位的运输需求 。
鉴于以上因素 ,综合考虑冶金企业长远的发展 需求 ,从实际运用出发 ,同时考虑避免功率余量过 大造成不必要的浪费 ,通过与有关单位多方探讨和 精细的牵引计算 ,联合开发了两组三轴转向架的液 力传动内燃机车 。
1 开发的理由随着济南钢铁集团总公司“做强做大 ,实现跨 越式发展”经营思路的逐步展开 ,铁路运输运量成 倍增加 。
但是 ,作为牵引动力的主要设备内燃机车 不可能成倍增加 ,否则 ,在有限的运输区域和铁道 线路内将使机车调车作业发生冲突 。
可见 ,使用大 功率的内燃机车来满足铁路运输需求应该是铁路 运输发展的趋势 。
目前 ,国内大功率内燃机车主要以三轴转向架 的电传动内燃机车为主 。
但是 ,由于冶金企业的环 境特点 ,金属粉尘多 ,铁屑漫天飞 ,对电器设备尤其 是牵引电动机损害极大 ,因此 ,我们认为冶金企业 不适合用电传动内燃机车进行调车作业 。
液力传动内燃机车原理
液力传动内燃机车原理
液力传动内燃机车是一种采用流体力学原理的汽车，通过液力传动系统将发动机的动力传递到驱动轮上，以实现汽车的运行。
液力传动内燃机车原理相对于其他普通汽车原理更为复杂，但在特定的情况下能更好地满足驾驶者的需求。
一、液力传动系统
液力传动系统主要分为液力变矩器和液力离合器组成，液力变矩器是液力传动系统的核心部分，负责将发动机的动力传递到变速箱中。
液力离合器则负责变速器与发动机之间的连接和分离。
二、液力变矩器
液力变矩器主要由泵轮、涡轮和液力涡轮扭矩增强器组成。
泵轮和涡轮之间装有一种被称为液力涡轮扭矩增强器的装置，该装置能够使液力传动系统具有更大的输出扭矩，从而使汽车更为强劲。
三、液力离合器
液力离合器主要由泵轮和涡轮之间的液体联轴器组成，用于控制发动机与变速箱之间的转速。
当液力离合器卸载时，发动机就可以在没有阻力的情况下不断转动，从而使燃油利用率更高。
四、减速器和变速器
液力传动内燃机车的减速器和变速器与其他汽车的减速器和变速器相同，其作用是减少轮轮盘的转速并提高扭矩比。
但液力传动内燃机车的减速器和变速器有一个独特的设计，能够更好地应对复杂的地形和
环境，使驾驶者更容易驾驭汽车。
五、总结
液力传动内燃机车原理相对比较复杂，但在特定的情况下能够更好地满足驾驶者的需求，例如在山路、湿滑路面或大调转弯时，液力传动内燃机车能更好地保持平衡和稳定性。
同时，液力传动内燃机车也因复杂的结构和高昂的价格而不适用于普通道路行驶。
gk型内燃机车液力传动箱常见故障的判断及处理
gk型内燃机车液力传动箱常见故障的判断及
处理
常见的GK型内燃机车液力传动箱故障包括：
1. 传动箱有异响或震动：可能的原因是齿轮间隙过大、轴承磨损或安装不良等。
处理方法是进行齿轮间隙调整、更换磨损的轴承或重新安装。
2. 传动箱漏油：可能的原因是密封件老化、磨损或损坏。
处理方法是更换密封件。
3. 传动箱换挡困难：可能的原因是离合器片磨损、摩擦器片粘连或液力换挡阀故障。
处理方法是更换磨损的离合器片、清洁液力换挡阀或更换故障的液力换挡阀。
4. 传动箱油温过高：可能的原因是油泵故障、冷却系统堵塞或过载工况造成的。
处理方法是检修或更换故障的油泵、清理冷却系统或减少过载工况。
5. 传动箱卡挂或跳挡：可能的原因是齿轮损伤、齿轮换挡齿圈损坏或换挡电磁阀故障。
处理方法是更换损坏的齿轮或齿圈、更换故障的换挡电磁阀。
对于这些故障的判断，可以通过仔细观察故障现象、倾听异响和振动、检查油温以及进行液压检测等方法来确定。
处理故障时，首先应仔细检查和清洁传动箱，然后根据发现的故障原因采取相应的处理方法。
如果不确定或处理无效，建议寻求专业技术人员的帮助。
液力传动
扭矩。这样，变扭器既满足了柴油机输出扭矩基本不变要求，又
满足了机车低速扭矩大（牵引力大），高速扭矩小（牵引力小） 的要求。 因此，变扭器可以作为传动装置装在柴油机和机车动轮之间。 变扭器外特性曲线
四、传动装置的功能 1.满足机车牵引特性的要求。即机车低速时牵引力大，随 着机车运行速度的增加，牵引力逐渐减小。 2.保证机车在所要求的持续速度范围内均保持恒功率。
（2）操作复杂。机械换向过程包括司机一系列的观察和操 作。首先将主控制手把置于零位，使柴油机空转，液力元件排
空，用空气制动机将机车停稳，然后搬动换向手把进行换向。
如出现“齿顶齿”现象，则需通过部分充油或拨齿机构转动换 向 齿轮，使换向离合器顺利结合。 （3）换向时间长。因机械换向动作复杂，整个过程延续时
2.液力换向的特点 与机械换向相比，有以下特点
（1）换向迅速，容易实现自动化，操纵也很简单。因液力换
向是靠前向变扭器或后向变扭器的充排油来实现机车换向的，在 机车运行过程中即可换向，无需停车换向，因此换向迅速；由于 是液力的方式来换向，使得机车从一个方向的牵引工况到减速、 停车，直至进入另一个方向的牵引工况，无需进行复杂的操作，
也就是说机车牵引力大时速度低，牵引力小时速度快，机车的这
种性能称为机车的牵引特性，俗称“牛马特性”。 机车牵引特性曲线
二、柴油机的外特性 柴油机的外特性主要是指其扭矩特性，即柴油机的输出扭矩 (M)与柴油机转速(n)的关系曲线。 柴油机的特性曲线 实验证明： 1.柴油机只能在柴油机的最小转速(nmin)与最大转速(nmax)之 间正常工作（指柴油机带载荷工作）。柴油机的工作转速超过最
不能充分发挥柴油机的功率。
三、液力变扭器的特性
目前，国产液力传动内燃机车都采用三轮变扭器，即变扭器
液力传动概述
液力传动概述液力传动概念工程机械的动力装置大多为内燃机（柴油机或汽油机）。
内燃机工作时，最大稳定工作转速与最小稳定工作转速之比约为～；内燃机曲轴上的最大转矩与最小转矩之比约为～。
工程机械的行驶或工作速度的变化，以及行驶阻力或工作负载的变化远远超过内燃机的工作要求。
因此，如果在传动系统中加入液力传动，将会大大改善工作机构的工作性能。
所以，在很多机械尤其是建设机械中广泛地采用液力传动。
液力传动——（动液传动）基于工程流体力学的动量矩原理，利用液体动能而做功的传动（如离心泵、液力变矩器）。
液力传动是以液体为工作介质的叶片式传动机械。
它装置在动力机械（如蒸汽机、内燃机、电动机等）和工作机械（如水泵、风机、螺旋桨、机车和汽车的转轴等）之间，是动力机和工作机的联接传动装置，起着联接和改变扭矩的作用。
液力传动是液体传动的另一分支，它是由几个叶轮而组成的一种非刚性连接的传动装置。
这种装置起着把机械能转换为液体的动能，再将液体的动能转换成机械能的能量传递作用。
液力传动实际上就是一组离心泵—涡轮机系统，离心泵作为主动部件带动液体旋转，从泵流出的高速液体拖动涡轮机旋转，讲液体动能转换为机械能，实现能量传递。
首台液力传动装置是十九世纪初由德国费丁格尔(Fottinger)教授研制出来并应用于大吨位船舶上。
图9-1是液力传动原理图。
图9-1 液力传动装置1—发动机 2—离心泵叶轮 3—导管 4—水槽 5—泵的螺壳 6—吸水管 7—涡轮螺壳 8—导轮 9—涡轮叶轮 10—排水管 11—螺旋桨 12—液力变矩器模型液力传动的输入轴与输出轴之间只靠液体为工作介质联系，构件间不直接接触，是一种非刚性传动。
液力传动的优点是：能吸收冲击和振动，过载保护性好，甚至在输出轴卡住时动力机仍能运转而不受损伤，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。
液力传动开始应用于船舶内燃机与螺旋桨间的传动。
20世纪30年代后很快在车辆（各种汽车、履带车辆和机车）、工程机械、起重运输机械、钻探设备、大型鼓风机、泵和其他冲击大、惯性大的传动装置上广泛应用。
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内燃机车液力传动
第三章 液力偶合器
偶合器的结构特点、性能特点； 偶合器的外特性、无因次特性； 偶合器与柴油机共同工作特性； 偶合器与电动机共同工作特性； 偶合器的结构与分类。
内燃机车液力传动
第四章 液力传动装置
液力传动装置分类、单循环圆与多循环圆优缺点比 较 纯液力传动、恒低速液力传动，液力换向等几种液 力传动装置的组成 液力传动装置的换挡 液力传动装置的换向 液力传动装置的设计及牵引特性计算
第五章 液力制动
液力制动（液力制动器、液力制动特性）
内燃机车液力传动
讲座
1 液力传动装置的新发展 2 液力传动装置在内燃动车组上的应用
内燃机车液力传动
第一章 绪论 一、传动装置的作用
在内燃机车（动车）上，柴油机和动轮不能直接相连，传 动装置是必不可少的一部分。它起到直接相连不能解决的 起动、速度范围扩展、特性变换的作用。
内燃机车液力传动
二、 什么是液力传动？
传动路线中含有液力元件的传动系统（装置） 液力元件：液力变矩器、液力偶合器
液力传动
液压传动
静液压传动
液力元件
液力变矩器 液力偶合器
液压元件 缸 阀 泵
液压元件
泵 马达
内燃机车液力传动
机车传动装置的分类类型
动力传动形式：
机械传动 电力传动 液力传动
静液压传动
干线内燃机车 小型内燃机车、窄轨内燃机车
内燃机车液力传动
循环圆
内燃机车液力传动
工作轮
内燃机车液力传动
叶片
内燃机车液力传动
叶型
内燃机车液力传动
变矩器（循环腔）基本几何参数
内燃机车液力传动
第二章 液力变矩器
2.1 变矩器的工作原理
2.1.1 变矩器的基本结构
变矩器有三个叶轮： 泵轮—与柴油机相连，吸收功率 涡轮—与输出轴相连，输出功率 导轮—与不转动的壳体相连，承 受不平衡力矩
泵轮、涡轮、导轮，其中泵轮和 涡轮互不相联
内燃机车液力传动——第二章
2.1.2 变矩器的工作原理
机车轮周功率
Nk
Nf
C
(1 )
FK V 3600
FK
3600
(1 ) C
V
Nf
柴油机功率、辅助功率、传动效率 N f 、、C 不随车速变，
则有
F
K
1 V
牵引力与速度呈双曲线关系
理想牵引特性曲线=
粘着牵引力曲线+双曲线
最大速度、最低持续速度
Vmin
干线货运机车：20~30 干线客运机车：30~40
Vmax
100~140 120~160
调 / 小 机车： 5~10
30~40/ 80~100
内燃机车液力传动
柴油机特性
柴油机的外特性（额定供油量）
柴油机的调速特性——全程式调速器
柴油机的调速特性——两极式调速器
内燃机车液力传动
由此看来，柴油机力矩曲线与机车要求的牵引曲线差别较大， 不满足牵引要求。
内燃机车液力传动
内燃机车液力传动
主要内容
第一章 绪论
传动装置的作用、分类 液力传动的基本概念、应用与发展
第二章 液力变矩器
变矩器的结构、工作原理、特性曲线； 变矩器内部的流动分析、流动损失与能量平衡、变矩器的计 算性能简介； 变矩器的外特性、外特性曲线族，全外特性； 变矩器的无因次特性、透穿性与透穿度； 变矩器与柴油机共同工作的输入特性、输出特性、输出特性 的调节方法； 变矩器的结构与分类； 变矩器的试验、工作液体、补偿系统。
内燃机车液力传动
循环圆的作用
各叶轮的排列顺序、布置位置、几何尺寸（据此可预知变矩器的特性 及其类型）
循环圆的有效直径，D—最大直径（代表尺寸，可估计变矩器吸收 功率大小）
变矩器的内环与外环（BTD流道内外侧回转曲面在轴面上的封闭 曲线）
变矩器的芯部（内环所构成的空间）பைடு நூலகம்
叶轮的进出口边（旋转投影的轴面交线）位置和宽度
2、持续速度范围问题：
柴油机的弹性系数（最大最小转速之比），只有2~3，而机 车的最大速度与最低持续速度之比为4~6以上，速度范围完 全不同。
3 、起动与换向
柴油机必须在怠速以上的转速范围内才能稳定工作，传动装 置能使柴油机无载起动，变换机车运行方向。
内燃机车液力传动
对传动装置的要求
1 便于柴油机起动； 2 持续速度范围要大； 3 要能使柴油机在额定工况下持续工作； 4 传动效率尽可能地高； 5 有使机车换向的机构，并保证前进、后退性能相同； 6 可靠性高、维修性好、适应各种工作条件； 7 结构简单、尺寸紧凑、重量轻、造价低； 8 尽可能系列化、模块化。
1 、把发动机的特性变成适合车辆运行的牵引特性
牵引特性：牵引力与运行速度之间的关系 机车的理想牵引特性： --在机车持续速度范围内充分发挥柴油机的额定功率，有效
转变为轮周功率 --低速牵引力大（保证起动、加速力大） --高速牵引力小（能达到规定的速度并剩余加速力
内燃机车液力传动——绪论——传动装置
内燃机车液力传动
2.1.3 变矩器的特性曲线
变矩器的特性曲线
JQB2型变矩器：试验条 件nB=1150 rpm；
22号透平油；油温90～ 100○C；供油压力 0.07MPa
特点：无级变速、自适应、 输入输出无机械（刚性）联 系、原理上可实现爬行速度
液力变矩器外特性图
内燃机车液力传动 2.2变矩器的基本几何参数
泵轮由动力机带动旋转，在其叶片作 用下，动力机的机械能转变成流体的 动能和压力能， 液流以较高的速度和压力流出泵轮， 随后紧接着进入涡轮，作用其叶片上， 推动涡轮旋转，流体的动能和压力能 再转变为机械能。 流体离开涡轮后再进入导轮，由于导 轮不动，故液体与导轮无能量交换， 在导轮叶片作用下，液流又以一定方 向流回泵轮，重复前面的过程，循环 不止。
工作轮的类型：
• 径流式工作轮：叶片布置在半径方向，液体在叶片流道内只有 径向流动
• 轴流式工作轮：-- -- -- -- -- -------轴向，液体在叶片流道内只有 轴向流动
• 混流式工作轮：叶片占据径向和轴向，液体在叶片流道内既有 径向流动
•
又有轴向流动
叶片的类型（单曲叶片/柱状叶片 双曲叶片/空间叶片）
定义几何参数、分析解释特性曲线
几何 流动
特性
2.2.1 变矩器的循环圆及基本几何参数
循 环 腔：由B、T、D轮流道和壳体之间形成的液 流循环流动的工作腔
轴 线：转动件（叶轮、轴）的回转中心线 轴 面：包含回转轴线的平面 回转曲面：曲线绕轴线回转一周形成的曲面 循 环 圆：循环腔的在任一轴面的断面图
（以轴线上部表示）