工矿轨道机车用液力变速器的研发

　　我们在进行产品设计开发过程中经常会碰到各种特殊类型的车辆，由于工况要求特殊，在产品开发过程中，就需要有的放矢地开发专用液力变速器来满足特殊要求。

　　开发工矿机车的技术协议：

　　机车自重25 t，车轴箱减速比i=3.9，车轮直径D=680 mm；

　　机车速度范围：持续速度7.5～21.4 km/h(变矩器i=0.35～0.95)；

　　变速器输出轴转速和对应扭矩：

　　n出=0时，M出≥5 740 N·m

　　n出=230 r/min时， M出=3 400 N·m

　　输出轴需两端输出，与发动机直接连接；

　　发动机：X6130柴油机(杭州汽车发动机厂生产)或与之相当的柴油机；

　　标定功率：135 kW/2 100 r/min (附发动机外特性曲线)。

　　2 设计特点

　　工矿机车具有下列特点：

　　(1)启动频繁，启动扭矩大,自重较重，且拖动重量也大(几十吨)，启动惯量大。行驶时，机车两头都能向前，即要求前进挡、倒退挡速比要相同。

　　(2)行驶距离较短，工矿机车通常在企业内部行驶，从一个车间(工位)到另一车间(工位)也就是几百米，远的也只有3～5 km，因此行驶速度要求不高。

　　(3)批量较小，由于使用场合的限制，批量不会很大。

　　通过对工矿机车特性的分析，我们在开发工矿机车的液力变速器时必须考虑相应对策：

　　变矩器必须具有零速工况变矩比大，效率较高，高效范围宽等特性，因此我们选用SWYJ315变矩器(双涡轮，K0=4，效率≥82%)。此变矩器生产厂家多，性能可靠，配件供应点广，极易采购配套。

　　尽可能采用借用件、通用件和成熟可靠的结构，这样既可加快开发进度、降低制造成本，又能提高可靠性，降低故障率。

　　挡位选择一前一倒结构，且速比相同，为使变速器输出轴能两端输出，需要有一定中心距，采用变矩器、传动齿轮、离合器在同一箱体内，使变速器结构紧凑。

　　3 匹配计算和速比确定

　　3.1 技术参数

　　柴油机型号 X6130(杭州汽车发动机厂生产)

　　标定功率及转速 135 kW/2 100 r/min

　　最大扭矩及转速 685 N·m/1 400 r/min

　　液力变矩器型号 SWYJ315

　　循环圆直径D 0.315 m

　　工作介质 6号或8号液力传动油

　　3.2 发动机的外特性参数与净功率数据(表1)

　　数据见表2，匹配曲线见图1。

　　Mp=MBg×np2×10-6 (N·m)