⑴ 机车传动装置的分类
利用原动机驱动离心泵,使获得能量的工作液体(机车用油)冲击涡轮从而驱动车轮来实现传递动力的装置。1902年德国的费廷格提出了液力循环元件(液力耦合器和液力变扭器)的方案,即将泵轮和涡轮组合在同一壳体内,工作液体在壳体内循环流动。采用这种元件大大提高了液力传动装置的效率。液力传动首先用于船舶。1932年制成第一台约60千瓦的液力传动柴油动车。
液力耦合器有相对布置的一个泵轮和一个涡轮。泵轮轴和涡轮轴的扭矩相等。涡轮转速略低于泵轮转速,二者转速之比即为液力耦合器的效率。液力耦合器用于机车主传动时,效率约为97%。液力变扭器除泵轮和涡轮外,还有固定的导向轮。涡轮与泵轮的扭矩之比称变扭比,转速比越小则变扭比越大。在同样的泵轮转速下,涡轮转速越低则涡轮扭矩越大。因此机车速度越低则牵引力越大,机车起动时的牵引力最大。液力变扭器的效率只在最佳工况下达到最大值。现代机车用的液力变扭器效率可达90%~91%。但当转速比低于或高于最佳工况时,效率曲线即呈抛物线形状下降。为使机车在常用速度范围内都有较高的传动效率,机车的液力传动装置一般采用不止一个简单的液力变扭器。机车液力传动装置如梅基特罗型、克虏伯型、苏里型、SRM型、ΓΤК型等,都是将一个液力变扭器与某种机械传动装置结合使用。福伊特型则是采用 2~3个液力变扭器(最佳工况点的转速比一般并不相同)或液力耦合器(图1),利用充油和排油换档,在各种机车速度下都使当时效率最佳的那一液力循环元件充油工作。换档时,前一元件排油和后一元件充油有一段重叠时间,所以换档过程中的机车牵引力只是稍有起伏而不中断。和其他类型相比,福伊特型液力传动装置的重量较大,但有结构简单、可靠性较高的优点。到60年代,经验证明:对于1500千瓦以上的液力传动装置,福伊特型较为适用。中国机车所用的液力传动装置都是这一类型的。
大功率增压柴油机车的液力传动装置都不用液力耦合器,但燃气轮机车的液力传动装置则用一个启动变扭器,并在高速时用一个液力耦合器。
液力循环元件传递功率P的能力也像其他液力机械一样,与工作液体重度r的一次方、泵轮转速n的三次方和元件尺寸D的五次方成正比,即P∝rnD。在柴油机车上,为了减小传动装置的尺寸,柴油机都不直接驱动液力循环元件的泵轮,而是通过一对增速齿轮,在轴承和其他旋转件容许线速度的限制范围内,尽可能提高泵轮转速。燃气轮机车由于转速很高,所以用一级甚至两级减速齿轮来驱动泵轮。同一种传动装置,只要改变这种齿轮的增速比或减速比,即可在经济合理的范围内应用于不同功率的机车。
液力传动装置通常包括一组使输出轴能改变转向的换向齿轮和离合器机构。输出轴通过适当的机械部件(万向轴和车轴齿轮箱,或曲拐和连杆等)驱动机车车轮。液力传动系统还可包括一组工况机构,使机车具有两种最高速度,在高速档有较高的行车速度,在低速档有较高的效率和较大的起动牵引力和加速能力。因此同一机车既可用于客运,也可用于货运,或者既可用于调车,也可用作小运转机车。而当调车工况的最高速度定得较低时,机车在起动和低速运行时的牵引力可以超过同功率的电力传动柴油调车机车。
1965年出现的液力换向柴油调车机车,传动装置有两组液力变扭器,每个行车方向各用一组,换向动作也用充油排油的方式来完成。当机车正在某一方向行驶时改用另一方向的液力变扭器充油工作,由于变扭器的涡轮转向与泵轮相反,对机车即起制动作用。机车换向不必先停车。只要司机改换行车方向手把的位置,机车即可自动地完成从牵引状态经过制动、停车,又立即改换行车方向的全部过程。
液力传动装置不用铜,重量轻,成本低,可靠性高,维修量少,并具有隔振、无级调速和恒功率特性好等优点,因而得到广泛采用。联邦德国和日本的柴油机车全部采用液力传动。 把机车原动机的动力变换成电能,再变换成机械能以驱动车轮而实现传递动力的装置。电力传动装置按发展的顺序有直-直流电力传动装置、交-直流电力传动装置、交-直-交流电力传动装置、交-交流电力传动装置四种。它们所用的牵引发电机、变换器(指整流器、逆变器、循环变频器等)和牵引电动机类型各不相同。
直-直流电力传动装置
1906年美国制造的150千瓦汽油动车最先采用了直-直流电力传动装置。1965年以前,世界各国单机功率75~2200千瓦的电传动机车都采用这种电力传动装置。这是因为同步牵引发电机无法高效变流,异步牵引电动机难于变频调速,只能采用直流电机。直-直流电力传动原理是基于直流电机是一种电能和机械能的可逆换能器,其原理见图 2。原动机G为柴油机,通过联轴器驱动直流牵引发电机ZF,后者把柴油机轴上的机械能变换成可控的直流电能,通过电线传送给1台或多台串并联或全并联接线的直流牵引电动机ZD,直流牵引电动机将电能变换成转速和转矩都可调节的机械能,经减速齿轮驱动机车动轮,实现牵引。此外设有自控装置。自控装置由既对柴油机调速又对牵引发电机调磁的联合调节器、牵引发电机磁场和牵引电动机磁场控制装置等组成,用来保证直-直流电力传动装置接近理想的工作特性。
交-直流电力传动装置
直流牵引发电机受整流子限制,不能制造出大功率电力传动装置。60年代前期,美国发明大功率硅二极管和可控硅,为制造大功率的电力传动装置准备了条件。1965年法国研制成 1765千瓦交-直流电力传动装置,它是世界各国单机功率 700~4400千瓦机车普遍采用的电力传动装置。
交-直流和直-直流电力传动原理相似。由图3可以看出两者差异在于柴油机 G驱动同步牵引发电机TF,经硅二极管整流桥ZL,把增频三相交流电变换成直流电,事实上TF和ZL组成等效无整流子直流电机。其余部分和自控装置主要工作原理与直-直流电力传动装置相同。
交-直-交流电力传动装置
异步牵引电动机结构简单,体积小,工作可靠,在变频调压电源控制下,能提供优良调速性能。联邦德国于 1971年研制成实用的交-直-交流电力传动装置,如图4所示。
交-直-交流电力传动原理如下:柴油机 G驱动同步牵引发电机TF,产生恒频可调压三相交流电(柴油机恒速时),经硅整流桥ZL变换成直流电,再经过可控硅逆变器 N(具有分谐波调制功能)再将直流电逆变成三相变频调压交流电,通过三根电线传输给多台全并联接线的异步牵引电动机AD。AD将交流电能变换成转速和转矩可调的机械能,驱动机车动轴,实现牵引。它的自控装置由联合调节器以及对同步牵引发电机磁场、变换器、异步牵引电动机作脉冲、数模或逻辑控制的装置组成,从而提供接近理想的工作特性。
交-交流电力传动装置
交-直-交变频调压电能经二次变换,降低了传动装置的效率,而且逆变器用可控硅需要强迫关断,对主电路技术有较高的要求。为提高效率,在交-交流电力传动装置中采用了自然关断可控硅相控循环变频器(图5)。60~70年代,美国在重型汽车上,苏联在电力机车上都采用了交-交流电力传动装置。不过美国用的是异步牵引电动机牵引,苏联用的是同步牵引电动机牵引。
交-交流电力传动原理如图5所示。柴油机G驱动同步牵引发电机TF,发出增频可调压交流电,经相控循环变频器FB变换成可变频调压的三相交流电(降频),输给多台全并联接线的异步牵引电动机AD。AD将交流电能变换成转速和转矩可调的机械能,驱动动轮实现牵引。它的自控装置也是由联合调节器、脉冲、数模、逻辑电路等装置构成(但对可控硅导通程序要求严格),同样能保证优良的工作特性。
⑵ 传动装置都有哪些分类
传动装置是指把动力源的运动和动力传递给执行机构的装置,介于动力源和执行机构之间,可以改变运动速度,运动方式和力或转矩的大小。
任何一部完整的机器都由动力部分、传动装置和工作机构组成,能量从动力部分经过传动装置传递到工作机构。根据工作介质的不同,传动装置可分为四大类:机械传动、电力传动、气体传动和液体传动。
(1)机械传动
机械传动是通过齿轮、皮带、链条、钢丝绳、轴和轴承等机械零件传递能量的。它具有传动准确可靠、制造简单、设计及工艺都比较成熟、受负荷及温度变化的影响小等优点,但与其他传动形式比较,有结构复杂笨重、远距离操纵困难、安装位置自由度小等缺点。
(2)电力传动
电力传动在有交流电源的场合得到了广泛的应用,但交流电动机若实现无级调速需要有变频调速设备,而直流电动机需要直流电源,其无级调速需要有可控硅调速设备,因而应用范围受到限制。电力传动在大功率及低速大转矩的场合普及使用尚有一段距离。在工程机械的应用上,由于电源限制,结构笨重,无法进行频繁的启动、制动、换向等原因,很少单独采用电力传动。
(3)气体传动
气体传动是以压缩空气为工作介质的,通过调节供气量,很容易实现无级调速,而且结构简单、操作方便、高压空气流动过程中压力损失少,同时空气从大气中取得,无供应困难,排气及漏气全部回到大气中去,无污染环境的弊病,对环境的适应性强。气体传动的致命弱点是由于空气的可压缩性致使无法获得稳定的运动,因此,一般只用于那些对运动均匀性无关紧要的地方,如气锤、风镐等。此外为了减少空气的泄漏及安全原因,气体传动系统的工作压力一般不超过0.7~0.8MPa,因而气动元件结构尺寸大,不宜用于大功率传动。在工程机械上气动元件多用于操纵系统,如制动器、离合器的操纵等。
(4)液体传动
以液体为工作介质,传递能量和进行控制的叫液体传动,它包括液力传动、液黏传动和液压传动。
1)液力传动
它实际上是一组离心泵一涡轮机系统,发动机带动离心泵旋转,离心泵从液槽吸入液体并带动液体旋转,最后将液体以一定的速度排入导管。这样,离心泵便把发动机的机械能变成了液体的动能。从泵排出的高速液体经导管喷到涡轮机的叶片上,使涡轮转动,从而变成涡轮轴的机械能。这种只利用液体动能的传动叫液力传动。现代液力传动装置可以看成是由上述离心泵一涡轮机组演化而来。
液力传动多在工程机械中作为机械传动的一个环节,组成液力机械传动而被广泛应用着,它具有自动无级变速的特点,无论机械遇到怎样大的阻力都不会使发动机熄火,但由于液力机械传动的效率比较低,一般不作为一个独立完整的传动系统被应用。
2)液黏传动
它是以黏性液体为工作介质,依靠主、从动摩擦片间液体的黏性来传递动力并调节转速与力矩的一种传动方式。液黏传动分为两大类,一类是运行中油膜厚度不变的液黏传动,如硅油风扇离合器;另一类是运行中油膜厚度可变的液黏传动,如液黏调速离合器、液黏制动器、液黏测功器、液黏联轴器、液黏调速装置等。
3)液压传动
它是利用密闭工作容积内液体压力能的传动。液压千斤顶就是一个简单的液压传动的实例。
液压千斤顶的小油缸l、大油缸2、油箱6以及它们之间的连接通道构成一个密闭的容器,里面充满着液压油。在开关5关闭的情况下,当提起手柄时,小油缸1的柱塞上移使其工作容积增大形成部分真空,油箱6里的油便在大气压作用下通过滤网7和单向阀3进入小油缸;压下手柄时,小油缸的柱塞下移,挤压其下腔的油液,这部分压力油便顶开单向阀4进入大油缸2,推动大柱塞从而顶起重物。再提起手柄时,大油缸内的压力油将力图倒流入小油缸,此时单向阀4自动关闭,使油不致倒流,这就保证了重物不致自动落下;压下手柄时,单向阀3自动关闭,使液压油不致倒流入油箱,而只能进入大油缸顶起重物。这样,当手柄被反复提起和压下时,小油缸不断交替进行着吸油和排油过程,压力油不断进入大油缸,将重物一点点地顶起。当需放下重物时,打开开关5,大油缸的柱塞便在重物作用下下移,将大油缸中的油液挤回油箱6。可见,液压千斤顶工作需有两个条件:一是处于密闭容器内的液体由于大小油缸工作容积的变化而能够流动,二是这些液体具有压力。能流动并具有一定压力的液体具有压力能。液压千斤顶就是利用油液的压力能将手柄上的力和位移转变为顶起重物的力和位移。
⑶ 坦克的传动装置有哪些类型
现代坦克传动装置的基本类型:按其能量传递的形式有机构传动和液体传动。能量全部由轴、齿轮、弹簧、摩擦件等机构元件传递的传动装置
⑷ 轴传动装置中轴承内外环采用什么方式固定
轴承内外环之间是游动的,不固定,其间填充保持架和滚动体。
⑸ 传动装置包含哪些配件
传动装置用于远距离多路控制,包括手动启动器,消防电磁阀和定温释放器等。
(1)手动启动内器手容动启动器主要是火警紧急按钮。它可直接与自动喷水灭火系统的报警控制器或消防泵接通,安装在建筑物的楼道、服务台或值班室。
(2)电磁阀一般用作系统自动控制的执行机构。在预作用系统、雨淋系统、水喷雾系统和水幕系统中,常用电磁阀控制雨淋阀的开启。
(3)定温释放器定温释放器是一种感温元件控制阀门的连锁装置,主要有带易熔锁封的钢索装置和定温释放阀。
1)带易熔锁封的钢索装置。它是开启雨淋阀的传动装置之一,主要由易熔锁封、拉钩、套管等组成。装配后易熔锁封能长期承受35kg静力。发生火灾时,易熔锁封受热熔解脱开后,整个钢索装置失去拉紧力,自动开启传动阀排水泄压到一定值,自动打开雨淋阀,水进入管网并从喷头喷出。
2)定温释放阀。这种阀采用与闭式喷头相同的感温元件制成,用来控制阀门的开启。发生火灾时,感温元件动作,阀门自动打开。它主要用于水幕和水喷雾系统。
⑹ 万向传动装置类型有哪些
万向传动装置可分为闭式和开式两种.
1.闭式万向传动装置采用单万向节,传动轴被封闭在套管中版,套管与车权架做球铰连接,而与驱动桥固定连接.其最大特点是:传动着外壳作为推力管来传递汽车的纵向力,从而时传动轴外壳起到了悬架系统导向机构中纵向摆臂的作用,这对于其后悬架拆用螺旋弹簧作为弹性元件是十分必要的.
2.开式万向传动装置结构简单,重量轻,现代汽车广泛应用开式万向传动装置,
⑺ 汽车变速器传动系统都有哪元件组成
一.传动系统概说 传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮,产生驱动力,使汽车能在一定速度上行驶。 对于前置后驱的汽车来说,发动机发出的转矩依次经过离合器、变速箱、万向节、传动轴、主减速器、差速器、半轴传给后车轮,所以后轮又称为驱动轮。驱动轮得到转矩便给地面一个向后的作用力,并因此而使地面对驱动轮产生一个向前的反作用力,这个反作用力就是汽车的驱动力。汽车的前轮与传动系一般没有动力上的直接联系,因此称为从动轮。 传动系的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置,以及汽车用途的不同而变化的。例如,越野车多采用四轮驱动,则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆,它的传动系中就没有传动轴等装置。 二.传动系的布置型式 机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动型式有关。可分为: 1.前置前驱—FR:即发动机前置、后轮驱动 这是一种传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。2.后置后驱—RR:即发动机后置、后轮驱动 在大型客车上多采用这种布置型式,少量微型、轻型轿车也采用这种型式。发动机后置,使前轴不易过载,并能更充分地利用车箱面积,还可有效地降低车身地板的高度或充分利用汽车中部地板下的空间安置行李,也有利于减轻发动机的高温和噪声对驾驶员的影响。缺点是发动机散热条件差,行驶中的某些故障不易被驾驶员察觉。远距离操纵也使操纵机构变得复杂、维修调整不便。但由于优点较为突出,在大型客车上应用越来越多。 3.前置前驱—FF:发动机前置、前轮驱动 这种型式操纵机构简单、发动机散热条件好。但上坡时汽车质量后移,使前驱动轮的附着质量减小,驱动轮易打滑;下坡制动时则由于汽车质量前移,前轮负荷过重,高速时易发生翻车现象。现在大多数轿车采取这种布置型式。 4.越野汽车的传动系 越野汽车一般为全轮驱动,发动机前置,在变速箱后装有分动器将动力传递到全部车轮上。目前,轻型越野汽车普遍采用4×4驱动型式,中型越野汽车采用4×4或6×6驱动型式;重型越野汽车一般采用6×6或8×8驱动型式。
⑻ 液力传动的液力传动装置
液力传动装置是以液体为工作介质以液体的动能来实现能量传递的装置,常见的有液力耦合器、液力变矩器和液力机械元件。
目前,液力传动元件主要有液力元件和液力机械两大类。液力元件有液力耦合器和液力变矩器;液力机械装置是液力传动装置与机械传动装置组合而成的,因此,它既具有液力传动变矩性能好的特点,又具有机械传动效率高的特征。
液力传动装置主要由三个关键部件组成,即泵轮、涡轮、导轮。
泵轮:能量输入部件,它能接受原动机传来的机械能并将其转换为液体的动能;
涡轮:能量输出部分,它将液体的动能转换为机械能而输出;
导轮:液体导流部件,它对流动的液体导向,使其根据一定的要求,按照一定的方向冲击泵轮的叶片。 下图a是液力变矩器的实物模型图,图b是其结构原理简图。它主要由泵轮、涡轮、导轮等构成。泵轮、涡轮分别与主动轴、从动轴连接,导轮则与壳体固定在一起不能转动。当液力变矩器工作时,因导轮D对液体的作用,而使液力变矩器输入力矩与输出力矩不相等。当传动比小时,输出力矩大,输出转速低;反之,输出力矩小而转速高。它可以随着负载的变化自动增大或减小输出力矩与转速。因此,液力变矩器是一个无级力矩变换器。
下面以目前广泛使用的三元件综合式液力变矩器来具体说明其工作原理。
如图4所示,泵轮与变矩器外壳连为一体,是主动元件;涡轮通过花键与输出轴相连,是从动元件;导轮置于泵轮和涡轮之间,通过单向离合器及导轮轴套固定在变速器外壳上。
发动机启动后,曲轴通过飞轮带动泵轮旋转,因旋转产生的离心力使泵轮叶片间的工作液沿叶片从内缘向外缘甩出;这部分工作液既具有随泵轮一起转动的园周向的分速度,又有冲向涡轮的轴向分速度。这些工作液冲击涡轮叶片,推动涡轮与泵轮同方向转动。
从涡轮流出工作液的速度可以看为工作液相对于涡轮叶片表面流出的切向速度与随涡轮一起转动的圆周速度的合成。当涡轮转速比较小时,从涡轮流出的工作液是向后的,工作液冲击导轮叶片的前面。因为导轮被单向离合器限定不能向后转动,所以导轮叶片将向后流动的工作液导向向前推动泵轮叶片,促进泵轮旋转,从而使作用于涡轮的转矩增大。
随着涡轮转速的增加,圆周速度变大,当切向速度与圆周速度的合速度开始指向导轮叶片的背面时,变矩器到达临界点。当涡轮转速进一步增加时,工作液将冲击导轮叶片的背面。因为单向离合器允许导轮与泵轮一同向前旋转,所以在工作液的带动下,导轮沿泵轮转动方向自由旋转,工作液顺利地回流到泵轮。当从涡轮流出的工作液正好与导轮叶片出口方向一致时,变矩器不产生增扭作用(这时液力变矩器的工况称为液力偶合工况)。
液力耦合器其实是一种非刚性联轴器,液力变矩器实质上是一种力矩变换器。它们所传递的功率大小与输入轴转速的3次方、与叶轮尺寸的5次方成正比。传动效率在额定工况附近较高:耦合器约为96~98.5%,变矩器约为85~92%。偏离额定工况时效率有较大的下降。根据使用场合的要求,液力传动可以是单独使用的液力变矩器或液力耦合器;也可以与齿轮变速器联合使用,或与具有功率分流的行星齿轮差速器(见行星齿轮传动)联合使用。与行星齿轮差速器联合组成的常称为液力-机械传动。
液力传动装置的整体性能跟它与原动机的匹配情况有关。若匹配不当便不能获得良好的传动性能。因此,应对总体动力性能和经济性能进行分析计算,在此基础上设计整个液力传动装置。为了构成一个完整的液力传动装置,还需要配备相应的供油、冷却和操作控制系统。
⑼ 传动装置为实现零部件周向和轴向定位与固定采用了哪些方法(机械设计)
轴向:螺母,轴端挡圈,弹性挡圈,轴肩,紧定螺钉等都可以,
周向:一般都是键连接,还有圆锥销连接,成形联接,过盈配合等
采用什么固定,要看用在什么场合和承受力的大小等
⑽ 传动装置都有哪些作用
汽车传动系的基本功能就是将发动机发出的动力传给驱动车轮。它的首要任务就是与汽车发动机协同工作,以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶,并具有良好的动力性和燃油经济性,为此,汽车传动系都具备以下的功能:
1、减速和变速:
我们知道,只有当作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对汽车的阻力时,汽车才能起步和正常行驶。由实验得知,即使汽车在平直得沥青路面上以低速匀速行驶,也需要克服数值约相当于1.5%汽车总重力得滚动阻力。以东风EQ1090E型汽车为例,该车满载总质量为9290kg(总重力为91135N),其最小滚动阻力约为1367N。若要求满载汽车能在坡度为30%的道路上匀速上坡行驶,则所要克服的上坡阻力即达2734N。东风EQ1090E型汽车的6100Q-1发动机所能产生的最大扭距为353Nm(1200-1400rpm)。假设将这以扭距直接如数传给驱动轮,则驱动轮可能得到的牵引力仅为784N。显然,在此情况下,汽车不仅不能爬坡,即使在平直的良好路面上也不可能匀速行驶。
另一方面,6100Q-1发动机在发出最大功率99.3kW时的曲轴转速为3000rpm。假如将发动机与驱动轮直接连接,则对应这一曲轴转速的汽车速度将达510km/h。这样高的车速既不实用,也不可能实现(因为相应的牵引力太小,汽车根本无法启动)。
2、减速作用:
为解决这些矛盾,必须使传动系具有减速增距作用(简称减速作用),亦即使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一,相应地驱动轮所得到的扭距则增大到发动机扭距的若干倍。
汽车的使用条件,诸如汽车的实际装载量、道路坡度、路面状况,以及道路宽度和曲率、交通情况所允许的车速等等,都在很大范围内不断变化。这就要求汽车牵引力和速度也有相当大的变化范围。对活塞式内燃机来说,在其整个转速范围内,扭距的变化范围不大,而功率的及燃油消耗率的变化却很大,因而保证发动机功率较大而燃油消耗率较低的曲轴转速范围,即有利转速范围很窄。为了使发动机能保持在翻译公司有利转速范围内工作,而汽车牵引力和速度有能在足够大的范围内变化,应当使传动系传动比(所谓传动比就是驱动轮扭距与发动机扭距之比以及发动机转速与驱动轮转速之比)能在最大值与最小值之间变化,即传动系应起变速作用。
3、差速作用
当汽车转弯行驶时,左右车轮在同一时间内滚过的距离不同,如果两侧驱动轮仅用以根刚性轴驱动,则二者角速度必然相同,因而在汽车转弯时必然产生车轮相对于地面滑动的现象。这将使转向困难,汽车的动力消耗增加,传动系内某些零件和轮胎加速磨损。所以,我们需要在驱动桥内装置具有差速作用的部件——差速器,使左右两驱动轮可以以不同的角速度旋转。