福伊特液力变矩器的结构及工作原理的使用0

第一章福伊特液力传动箱简介T211re.4液力传动箱是德国福伊特公司是专门为铁路车辆设计的涡轮传动装置。它是 350kW性能级别的轨道车 专用传动箱。第一节T211re.4 液力传动箱的技术指标一、T211re.4液力传动箱的主要技术参数序号名 称单位技术数据1柴油机功率kW3502型式：双循环圆（其一为局效 的液力液力耦合器）、卧式、 VTDC电子控制、循环圆冲排 油换挡3换挡及换向：自动换挡、手动 液压换向4传动箱输入功率PkW312.15传动箱输入转速n ir.p.m19206传动箱输由转速n2r.p.m28987最大输入扭矩N.m22008最大输生扭矩N.m61009输入轴转向：输入方向看为顺时针10传动箱重量（不常传动油）mkg84011油箱油量（不包含热交换器及其 管路中的油量）VL7512最大拖行速度Km/h x12013最高环境温度C8514最高工作温度C130、T211re.4液力传动箱的特性参数序号名 称单位技术数据1热交换器冷却功率QkW120.162传动油最高油温C1053涡轮传动装置传动油出口温度C1104传动油流量l/s3.25压力差/ Pmaxbar1.16最大回油量l16第二节T 211re.4液力传动箱的特点、命名规则：T211re.4液力传动箱是铁路工程车辆专用设备，具命名规则如下:设计标准电气控制液力制动雷总曷3耦合器的数量传动箱中变扭器的数量 液力系统等级大小用于轨道车的液尢竹动箱二、T211re.4液力传动箱的特点T211re.4液力传动箱其输入功率科大350kW ,采用全新的福伊特驱动控制器（VTDC ）可以直接安装在传动箱上 并录入运行数据。另外还具有监控诊断功能，液力制动可以 通过联合制动的方式整合进入车辆制动系统以及性能的高 可靠性。第二章T211re.4液力传动箱的结构第一节T211re.4液力传动箱的组成一、液力传动箱组成T211re.4液力传动箱由液力制动、液力液力变扭器、液力耦合器、换向机构、电气控制模块VTIC及部分组成，其外形如图2-1所示。其输入、输由侧分别如图2-2、2-3所示。图2-1T211re.4液力传动箱外形图其液力传动箱包括机械部分和液力部分组件，具结构如图2-4所示。二、机械组件机械组件包括增速齿轮、扭转减振器、换向装置、齿轮 变速器。图2-2 T211re.4液力传动箱输入侧1-输入装置图2-3 T211re.4液力传动箱输出侧2-输出装置图2-4转动装置组件1-输出装置；2-增速齿轮；3-输入装置；4-液力偶合器;5-液力变扭器6-机械部件；7-换向装置的开关轴传动箱输入轴（3）直接与柴油机相连，通过一对增速齿轮将转速提升至液力元件的工作转速，变扭器和偶合器（4）的泵轮都装在泵轮轴上，两者的涡轮都装在与传动箱输由相 连的涡轮轴上，涡轮轴再通过一系列的机械齿轮最终驱动传 动箱输由（1）,通过换向离合器（7）的作用，使传动链里机械 齿轮（6）的数量增减，实现换向。三、液力组件液力组件包括液力变扭器、液力耦合器。变扭器在低速段运转，耦合器在高速段运转。增速齿轮用于将传动转速调整到所需泵轮轴的转速；扭 转减振器在涡轮传动装置的输入侧，连接着柴油发动机，作 用就是转移临界共振并减少动力系统的振动；换向装置用于 更改涡轮传动装置中的旋转方向；齿轮变速器用于调整传动 装置的从动转速。传动装置控制器根据行驶速度和发动机负荷水平自动 从一个液力循环切换到另一个。低速时注入液力变扭器，高 速时注入液力偶合器，切换期间不得中断牵引力。四、液力传动箱剖面图T211re.4液力传动箱配面图及结构示意如图2-5所示141312112-5 液力变矩器配面示意图1-输入轴； 2-弹性连轴节； 3-液力制动器； 4-液力耦合器； 5-取力口6-液力变扭器； 7-连接轴； 8-滑动轴 /换向轴； 9-换向机构； 10-输出轴11- 二级润滑泵； 12- 增速齿轮； 13- 油泵； 14- 控制栗涡轮传动装置中的能量传导是通过循环圆中工作液体（传动油）的惯性力实现的。当传动达到运行温度后，才能达到规定的牵引力。当传动装置控制器收到牵引命令后，需要一秒钟的时间注满涡轮传动装置的液力循环系统。涡轮传动装置中使用的传动油除了传输能量外，还用于涡轮传动装置的润滑、冷却和控制。由于涡轮传动装置中的传动油必须满足极高的要求，因此只允许使用福伊特批准的传动油。在牵引模式下存在热量损耗。耗损的热量经由柴油发动机的冷却剂循环导出。T211re.4 液力传动箱的泵由液压输油泵、 控制油泵、 润滑泵。其中输油泵、控制油泵与初级侧相连，液压循环系统的输油泵为所有的液压循环系统供应变速箱油， 控制油泵以液压油为控制线路和润滑位置供应变速箱油；润滑油泵与次级侧相连，以传动油供给润滑点。五、液力传动箱电气组件T211 re.4传动箱是一个电控的传动装置，传动箱液力 元件的充油、传动箱转动方向的切换都由来自车辆控制系统 的电信号，通过电液伺服阀完成。控制传动箱的主要部件是安装在传动箱上的集成化控制板VTDC ,以及有关的传感器、伺服阀和电缆连接。T211re.4液力传动箱使用了以下组件：传动装置控制器VTDC (Voith Turbo Drive Control) 、诊断端口 D-IF、传感 器、执行器、接线、插头连接。如图 2-6所示。方向信号线柬吊装环加油口数据采集线束输入端换向机构安装位 精源芯油温传濡器油位铺L散热器 连接口粗斑芯控制器图2-6液力变扭器外观示意图VTDC 的硬件是控制器 VTIC.1 (Voith Turbo Integrated Control)。传感器、执行器和插头连接满足防护 等级IP 67 ,其他电子组件的防护等级满足相关要求。VTDC处理车辆控制器发生的命令以及传感器发生的信号，并根据运行状态接通涡轮传动装置的执行机构。VTDC与车辆控制器间通过CAN总线进行沟通。VTDC配有可永久保存诊断 与运行数据的数据存储器。可通过电脑或者诊断与运行数据 采集系统VTBSwin可以从诊断端口读取 VTDC中的存储数 据。第二节液力传动箱组件的构造一、液力变扭器的构造液力变扭器也叫变矩器，液力变扭器的结构如图2-7、2-8所示，液力变扭器(Fluid Torque Converter )它有3 个工作轮即泵轮、涡轮、导轮组成的液力元件。导轮则位于 泵轮和涡轮之间，并与泵轮和涡轮保持一定的轴向间隙，通 过导轮固定套固定于液力变扭器壳体上，位于液力传动箱的 输由侧。以液压油(ATF)为工作介质，起传递转矩、变矩、 变速及离合的作用。图2-7液力变扭器结构图液力变扭器以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器，是液力传动的形式之一c二、液力耦合器的构造 液力耦合器由泵轮和涡轮组成，泵轮装在输入轴上，涡17 32图2-8液力变扭器构造示意图1飞轮；2涡轮；3一泵轮；4导轮；5变矩器输出轴轮装在输由轴上，如图 2-9、2-10所示。液力耦合器以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又 称液力联轴器。图2-9液力耦合器构造示意图三、传感器液力传动箱传感器较多，传感器就是实现对设备检测、诊断的元图2-10液力耦合器构造示意图1输入轴；2一泵轮叶轮；3涡轮叶轮；4一输出轴5内环；6导轮轴栓槽件，包括速度传感器、温度传感器、位置传感器等，为机车提供液力 传动箱各种技术参数，通过这些参数，可以掌握设备的运行状态，确 保设备的正常运行。速度传感器就是为机车提供液力传动箱转速参数，转速传感器安 装于液力传动箱壳体外部，如图2-11所示糊人煌出，昼里正号_5港II.逆T工法表助他蜃戏机七动现器谋科:地方上计苒鹏门辨哉#计算港力刎司必正计W输入需凤性书哥iF与II% 1导宣传有器什£_爪)图2-11 速度传感器温度传感器监视液力传动箱的液力传动油工作温度，对油温实时监测，为司机正确操控设备提供技术保障。如图 2-12所示。VCITHr*MU 几加# fmiwbm门月府营翦i'TSj：iEL_V.j船泥将住冲用诳& J,扭但代寸T二九刘途划史府也时 h |lS_Ji_ /'I；图2-12温度传感器换向位置传感器监视液力传动箱的输出轴的转动方向,以此确定机车运动方向，如图2-13.由加且A LNSJA'FlA； 我；1位置 H(WS_WS_Hi 世/-W.构可由、卞依匚 出拄测搅他项内艮象图2-13换向位置传感器四、电磁阀电磁阀是控制电路中的执行元件，通过电磁阀的动作可实现对设备工作状态的转换。包括换向电磁阀、变扭器电磁阀、耦合器电磁阀 如图2-14、2-15所示功能变扭器作耦合器匚作换向A功能换向R功能图2-14 耦合器控制电磁阀V-OITH TUHBWfTIWfli TVRBQTHiiHWWig*i Wl 用“方向方面旧(MV_WS_B)功能换向图2-15换向制阀电磁控五、电气控制模块电气控制模块包括控制单元、诊断模块、诊断连接RS232、上载 VTIC操作软件、CAN诊断连接。-40 -控制单元VTIC.1安装在液力传动箱上，其工作温度为105 C、电压范围是 0V 32V、工作电压范围是 16.8V32V。控制单元接口面板接口如图2-16所示诊断模块安装在车辆的电气柜中，工作环境温度为-40图2-15控制单元接口面板示意图1-X1传感器接口； 2-X3车控接口（车控系统电缆）；3-X4控制阀接口4- X2 CAN-Bus 总线接口 ； 5-接地螺钉70 Co RS232诊断连接用于读取液力传动箱工作参数并从VTIC控制单元中获得诊断信息。CAN诊断连接用于监控CAN-Bus数据。诊断模块如图 2-17所示。图2-17诊断模块示意图诊断模块故障信息报文对照项目状态信号功能状态1快闪(0.2s)并长停顿(2s)功能正常2长闪(2s)并快停顿(0.2s)功能错误3闪停交替等时长(1s)控制单兀软件需要卜载 或更新，否者不适用4连续闪控制模块功能失效诊断模块接口面板如图2-18所示。图2-18 诊断模块接口面板示意图1-保险管；2、3-X163/X164VTIC 终端接 口； 4- X162 诊断接口 CAN5-X161 诊断接口 RS232第三节 液力传动箱的工作原理一、变扭器的作用变扭器是液力传动箱的主要的动力传动设备之一，其作用就是：1 . 离合器的作用。当发动机怠速运行时，变扭器在发动