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关键词 转矩功率;循环圆设计;叶片参数;冷却装置
中图分类号U416 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)82-0163-02
随着国内汽车市场的发育成长,液力传动变速箱产品型谱逐步细化,产品的针对性越来越强,因此在保证现有液力传动变速箱生产和改进的同时,要紧跟重型商用车行业向高档、高技术含量和智能化方向发展的趋势,要紧跟客车低地板化、绿色环保化、城市公交大型化的发展方向,开发和生产具有自主知识产权、适合我国国情的重型车用液力传动变速箱。
本次设计的液力传动变速箱是由液力变矩器和具有前进二档、后退二档共四个档位的动力换档变速箱组成的液力传动变速箱。液力传动变速箱主要利用液力变矩器配合差动轮系齿轮箱实现换挡功能。传动过程中,液力变矩器中液体分子在高压,高速运动中有相对运动。液力传动变速箱档位少变化大,连接平稳,因此操作容易。
驱动60吨的液力传动变速箱主要设计参数:
液力传动变速箱主要利用液力变矩器配合变速箱中的齿轮实现换挡功能。液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,泵轮和涡轮是一对工作组合,它们就好似相对放置的两台风扇,一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转,风力成了动能传递的媒介,如果用液体代替空气成为传递动能的媒介,泵轮就会通过液体带动涡轮旋转,再在泵轮和涡轮之间加上导轮,通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大,因此在涡轮后面再串联几排齿轮提高效率。
1 液力变矩器概述
液力变矩器是液力传动变速箱最具特点的部件,本次设计的液力变矩器为单级二相三元性结构,有3个工作轮:泵轮、涡轮、导轮。它直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。通过泵轮将输入的机械能转变为工作液体的动能、压力能,再经涡轮将液体的动能转变为机械能而输出,在这一过程中,通过导轮增加了输出力矩。它能根据外载荷的变化自动完成无级变矩、无级变速的平稳传动,有效衰减了传动中的冲击和震动。
2 液力变矩器的结构与工作原理
变矩器的结构包括泵轮、涡轮、导轮和罩轮,泵轮与变矩器壳体连成一体,其内部径向装有许多扭曲的叶片,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。同泵轮一样,涡轮也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相连。泵轮叶片与涡轮叶片相对安置,中间有3mm~4mm的间隙。导轮位于泵轮与涡轮之间,通过单向离合器安装在与油泵连接在一起的导轮轴上,油泵安装在变速器壳体上。
3 液力变矩器的设计与计算
3.1液力变矩器的转矩功率计算
3.2液力变矩器循环圆设计
1)循环圆形状的选择
采用圆形循环圆。
2)工作轮在循环圆中的排列位置
径流式工作轮从轴面图看,液流沿着叶片半径方向流动。我们按照设计要求和生产方便采用这种。
(2)确定循环圆内径
3.3液力变矩器叶片设计
液力变矩器装配图
3.4液力变矩器各种性能及其评价
1)变矩性能
变矩性能是指液力变矩器在一定范围内,按一定规律无级地改变由泵轮轴传至涡轮轴的转矩值的能力。变矩性能主要由无因次的比特曲线K=Ki来表示。评价性能好坏的指标有如下两种工况,一是i=0时的变矩比值K0,通常称为失效变矩比;二是变矩比K=1时的转速比i值,以iM表示,通常称做偶合器工况点的转速比,它表示液力变矩器增矩的工况范围。
2)自动适应性能
自动适应性能是指液力变矩器在发动机工况不变或变化很小的情况下,随着外部阻力的变化,在一定范围内自动地改变涡轮轴上的转矩TT和转速nT,并处于稳定工作状态的能力。
3)经济性能
4)负荷特性
负荷特性是指它以一定的规律对发动机施加负荷的性能。液力变矩器施加于发动机的负荷性能完全由泵轮的转矩变化特性决定。
5)透穿性能
透穿性能是指液力变矩器涡轮轴上的转矩和转速变化时泵轮轴上的转矩和转速相应变化的能力。
4 液力变矩器的冷却装置设计
液力变矩器在工作时,由于能量的损失,会产生很多的热量,这种热量和液力变矩器传递的功率有关。
为了确定冷却所需的循环流量,用以选择冷却器及补油泵的容量,就必须知道变矩器与传动系的发热量。可得如下结论:
液力变矩器的功率损失为发动机额定功率的20%~25%;
传动系的功率损失约为发动机额定功率的5%~8%;
参考文献
[1]邢彤,杨华勇,龚国芳.多变量泵驱动液压系统比例与恒功率控制研究[J].工程机械,2008(6).
[2]吴永胜.浅谈客车发动机及其附件系统的布置[J].客车技术与研究,2002(5):22235.
一、构建趣味课堂让学生思维活起来
教师有趣的语言、丰富的表情,演示“神奇“的实验,能使学生的神经兴奋,吸引学生的注意力,使学生从被动学习转变为主动学习。爱因斯坦说:“发现问题和系统阐述可能比得到解答更为重要。”培养学生从物理现象中发现问题,寻找问题的本质习惯和能力尤为重要,教师不仅要在课堂中传授物理知识,引导学生分析丰富变化的物理表象,还要根据所授内容,设计一些有趣的实验,让学生“好奇”并急于破解,激发学生的探究热情。在讲授“蒸发制冷”知识时,先不急于介绍物理知识,而是发给每位学生一支温度计,让学生用浸有乙醚的棉花团裹住温度计的玻璃泡,观察温度计的读数变化,学生惊奇地发现读数急剧下降到0度以下,这一“奇迹”让学生兴奋,急于探究根由,学生的注意力、好奇心、求知欲都在这一变化中被激发,听讲特别认真,发言激烈,收到事半功倍之效。
二、走出误区强调物理概念的严谨性
物理现象来源于生产、生活中的运动现象,许多学生由于自身的经历和观察的差异,已形成一定的物理表象记忆,形成思维定式。这种先入为主的生活体验,会影响到正确物理概念的建立。介绍“相对运动”知识时,我让学生描述坐在公交车上观察街道两边的树和建筑的运动情况,学生一致回答,树和街道向后快速隐退,接着马上又提出另一个问题,你站在街道旁观察车辆的运动是车辆来来往往,川流不息。当得到这一回答后,我便及时引入问题的本质:物质运动是相对的,看以什么为基点。探究欧姆定律时,电灯的亮度与电压的高低相关联,但电灯(用电器)的电阻是否与电压的有关吗?学生从电灯的明与暗的表象认为,电阻与电压密切相关,其实这是错误的经验,电阻只与导电率、电线的横切面积、温度等因数有关,与电压无关。如“做功”“光成像”“焦耳定律”等物理概念,学生往往受生活经验的表象影响,经常得出错误的结论。在初中物理教学中,应引导学生从事物的表象出发,探究本质属性和内在联系,建立科学的物理概念。
三、抽离具象建构物理模型
物理现象是动态的,涉及众多因素,有些是“显因素”,有些是“隐因素”,初中学生容易注意表层的“显因素”,往往忽略“隐因素”的重要性。如物质的运动,宏观物质在运动时大小不一样,形态各异,进度不同,其实这些都是“显因素”,在物理上把运动的物体理想化为“质点”,“质点”是有“质量”而无大小形态的,在建构物理模型时,只需关注“质点”的运动方向和运动进度。在探究温度知识时,让学生做家庭实验。把一个瓷碗和一件铁制品放在太阳底下长时间暴晒,请问哪一件物体的温度高?相当多的学生都说铁制品的温度高,这种错误结论的根源是学生凭人体感觉冷热程度的生活经验来判断的,其实,这两件物体的温度是一样高的,学生忽视了“长时间”这个隐形条件。把生活现象与物理概念相混淆。教师应锻炼学生抽象具象的能力,引导学生善于观察,重在思考,由表及里,建构物理标准模型,并把这种科学思维运用于解决物理实际问题中。
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解放思想只有转化为理性认同,才能达到思想与行动的自觉统一,才能在坚持科学发展、加快富民强省的进程中,以更强的坚定性,更高的标准,更自觉的行动,把各项工作置于全省经济社会发展的全局中谋划和推进。
确立新起点,把理性认同的路子走“准”。解放思想与统一认识是辩证的统一。我们所要解放的思想,是那种束缚生产力发展和社会进步的陈旧观念,解放思想的目的是为了焕发出思想的活力,并将这种活力转变为激发社会发展的动力。对于每一人而言,所要解放的思想内容各不相同;对于一个具体的地区、部门来说,人们在解放思想时也会有先有后。从这个意义上讲,解放思想的过程也是一个逐渐统一认识的过程。我们必须在科学发展观的指引下,更自觉地加入到全省的解放思想大讨论中,坚持从实际出发,自觉把思想认识从那些不合时宜的观念、做法和体制中解放出来,从主观主义和形而上学的桎梏中解放出来,在理念上真信服、感情上真接受,才能从政治的高度、全局的高度、战略的高度,深刻领会省委的意图,唯有如此,才能在新的历史起点上,增强解放思想“时不我待”的紧迫感,“实干兴邦”的历史责任感。
明确新要求,把理性认同的路子走“宽”。离退休干部工作部门在解放思想大讨论活动中,绝不能“雨过地皮湿”,只知其然、不知其所以然;更不能学用脱节,成为“两张皮”。要按照省委的要求,在富民强省的伟大进程中,找准新时期离退休干部工作的科学定位,更好地为推动科学发展、促进社会和谐、加快富民强省服务。要结合全省离退休干部工作实际,做到五个“破除”、五个“增强”。即破除一个“守”字,增强创新意识;破除一个“骄”字,增强服务大局意识;破除一个“畏”字,增强奋发有为意识;破除一个“惰”字,增强服务意识;破除一个“旧”字,增强支持改革发展的意识。
坚持新标准,把理性认同的路子走“活”。离退休干部工作贯彻落实到解放思想实践中,就是要按照省委提出的“真正尊重老干部、真心关爱老干部、真情服务老干部”的要求,坚持和改进思想政治工作,不断用中国化的最新成果武装离退休干部;坚持以人为本,关心照顾离退休干部生活,让离退休干部共享经济社会发展成果;坚持把老有所养和老有所为结合起来,发挥离退休干部在长期的革命和建设实践中积累的丰富经验优势,推进富民强省建设;坚持以让党放心、离退休干部满意为标准,不断提高服务管理水平。各级离退休干部工作部门,要努力营造解放思想的环境和氛围,加强部门自身建设,努力提高离退休干部工作队伍的整体素质和整体水平,在构建和谐湖南、加快富民强省的时代大潮中,开拓全省离退休干部工作事业发展的新局面。
关键词:随机场理论;相关距离;相关函数法、递推空间法、半变异函数法;
中图分类号: F560.81 文献标识码: A
1引言:
相关距离是土性参数由点特性过渡到空间平均特性的关键,是随机场理论具体应用于实际工程的一个非常重要的参数。对于土体空间的任意两点它们距离越近相关性越大,距离越远相关性越小,存在一个临界距离,使得处于这个距离以内的两点的土性相关性不为零,而处于这个距离以外的两点的相关性为零,我们称这个距离为相关距离。因此相关距离λ是衡量两个相隔一定距离的物理量之间的相关程度的参数,两点之间的距离小于λ时认为是强烈相关的,反之则认为基本不相关。现在普遍认为相关距离λ是岩土的一种基本属性,与沉积环境等等因素有关,是具有实际意义的土性指标。要想把随机场理论应用于岩土参数的计算当中,区域土的相关距离的合理取值非常重要,同时也是一项基础性的工作。目前已提出许多求解相关距离的方法,主要有相关函数法、递推空间法、半变异函数法和平均零夸法等。
2工程实例
某场区勘察深度范围内的土层属于冲积沉积的土层,有第四纪新近沉积粉土、粉质粘土及粘土层、第四纪一般性沉积的粉质粘土层。土层概况如下:
第一层:耕植土,褐黄色,可塑,含植物根系,具有大空隙,厚度0.5m
第二层:粉土,褐黄色,可塑,饱和,稍密,振动析水,局部夹粉质粘土透镜体。粒经较为均匀,继配不良。埋深0.5米;厚度1.30米~1.80m。属第四纪新近沉积土层。
第三层:粉土,褐黄色,可塑状态,局部呈软塑状态,饱和,稍密,含粉质粘土薄层或透镜体,局部含粘土团块。粒经均匀,级配不良。在2.0m左右,钻进中严重缩颈。埋深1.8~2.3m;厚度2.5~3.9m。属第四纪新近沉积粉土层。
第四层:粉土,黑灰色,可塑~软塑状态,饱和,稍密,含粘土和粉质粘土透镜体和有机质。粒经较为均匀,级配不良。埋深4.75~5.9m;厚度1.2~3.3m。属第四纪新近沉积粉土层。
第五层:粘土,灰黑色,可塑,饱和,含青砖屑和瓦片。埋深6.5~8.7m;厚度0.5~1.5m。属第四纪新近沉积粘土层。
第六层:粉质粘土,黑灰色,可塑~软塑状态,饱和,含青砖屑和瓦片,汉粉质粘土和粉土透镜体。埋深7.5米~9.6m;厚度0.7~2.4m。属第四纪新近沉积粉质粘土层。
3结果分析
根据勘察报告提供的静力触探资料,静力触探比贯入阻力取样间距为0.1m,分别采用上述方四种方法进行土层相关距离的计算。通过对第二层粉土的详细分析,比较各种方法的优缺点。
图1 递推空间法
图2 相关函数法
递推空间法的Γ(n)~n曲线如图1所示,随n值的增大,Γ(n)逐渐趋于平缓,随着递推次数的增加,构成样本空间的数据越来越少,方差折减系数会逐渐趋于0,实际计算曲线只有前半段的数据是有意义的。
图3 变异函数法
相关函数法计算结果整理如图2,实测自相关函数曲线前半段逐渐趋向于稳定,而后半段曲线呈无规律变化,曲线的尾端出现异常点,这是因为后半段参与计算的数据间距过大计算精度降低所致。相关函数曲线后半部分出现小于零的点也是有意义的,这表示土层中相隔为h的两点存在负相关性。相关函数的几种拟合形式中,三角形和指数函数是对前面大于0的点进行拟合,充分利用了精度较高的前几个点的数据。指数余弦型则对全段曲线进行拟合。计算发现自相关函数曲线并非有规律的指数余弦变化,振荡规律性不明显。
变异函数法和相关函数法的原理相同,曲线的拟合曲线的形式对相关距离的计算结果影响很大。平均零跨法计算方法简便,但是要求完整连续的静力触探比贯入阻力变化曲线,并且对曲线上的异常点进行剔除。
通过分析发现当取样间距足够大时所求得的相关距离才是真实值。随这取样间距的逐渐增大方差折减系数逐渐趋于稳定,而当取样过大的时候,样本数减少导致统计误差的增大。
邯郸市各土层的相关距离列于下表:
表1 相关距离(m)
4 结论
本文采用静力触探试验比贯入阻力指标,对上述各方法进行了对比分析探讨,并计算了邯郸市粉土层的相关距离,为土性剖面随机场的建立奠定了基础。在计算相关距离的各种方法中,递推空间法简便实用,物理意义明确。相关函数法和变异函数法源于相同的理论,合理的选择计算形式是准确计算相关距离的要点。递推空间法要求有连续的土性指标变化曲线,取值的人为因素较大。
参考文献
[1] 阎澎旺等.土性剖面随机场模型的平稳性和各态历经性验证[J].岩土工程学报,1995,3:1~9
[2] 现代应用数学编委会.概率统计与随机过程卷.北京:清华大学出版社,2000
[3] 程强,罗书学,高新强.相关函数法计算相关距离的分析探讨[J].岩土力学,2000,21(3):1227~1247