一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，包括驅(qū)動(dòng)模塊、泵輪流動(dòng)模塊、龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊、導(dǎo)輪流動(dòng)模塊、導(dǎo)輪支撐模塊、渦輪流動(dòng)模塊和模擬負(fù)載模塊；所述的驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)泵輪流動(dòng)模塊中的泵輪整體旋轉(zhuǎn)，在泵輪葉片的作用下，工作液體經(jīng)過(guò)龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊流動(dòng)到達(dá)渦輪流動(dòng)模塊，進(jìn)而帶動(dòng)渦輪流動(dòng)模塊的渦輪旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力輸出到模擬負(fù)載模塊；工作液體由渦輪出口流出經(jīng)過(guò)導(dǎo)輪內(nèi)外環(huán)連接件進(jìn)入導(dǎo)輪流動(dòng)模塊的導(dǎo)輪的葉片區(qū)；然后工作液體再次進(jìn)入泵輪流動(dòng)模塊，形成封閉循環(huán)流道；本發(fā)明突破了液力變矩器的自身結(jié)構(gòu)封閉性、緊湊性限制，可以與粒子成像測(cè)速技術(shù)和激光多普勒測(cè)速技術(shù)相結(jié)合，得到液力變矩器內(nèi)流場(chǎng)的分布情況。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于測(cè)試裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種將液力變矩器泵輪、渦輪和導(dǎo)輪分 離布置以對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 液力變矩器是車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，主要作用是使車(chē)輛的啟動(dòng)和變速過(guò) 程變得平穩(wěn)。但由于液力傳動(dòng)自身特點(diǎn)，會(huì)使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的效率降低。為提高其效率，有 必要對(duì)其內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致深入研究。
[0003] 目前，對(duì)液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試的方法主要有實(shí)驗(yàn)法和數(shù)值分析法兩種。
[0004] 數(shù)值分析主要利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Computational Fluid Dynamics,簡(jiǎn)稱(chēng)CFD) 商業(yè)軟件，首先進(jìn)行流道提取、網(wǎng)格劃分等前處理，然后導(dǎo)入CFD軟件進(jìn)行迭代計(jì)算；
[0005] 目前實(shí)驗(yàn)法中主要是將液力變矩器的殼體用透明的有機(jī)玻璃代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材 料，然后利用激光多普勒測(cè)速（LDV)技術(shù)或粒子成像測(cè)速技術(shù)（PIV)對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。 但是，已有的透明殼體液力變矩器流場(chǎng)測(cè)試裝置中，有些情況下，由于導(dǎo)輪處在泵輪和渦輪 之間，很難對(duì)導(dǎo)輪附近流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。同時(shí)，渦輪被罩在泵輪上的驅(qū)動(dòng)輪罩住，因此渦輪外 殼由兩層有機(jī)玻璃，這樣，針對(duì)這一試件只能進(jìn)行泵流流場(chǎng)測(cè)試，當(dāng)對(duì)其渦輪進(jìn)行流場(chǎng)測(cè)試 實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要把透明殼體拿掉，這樣增加了測(cè)試的復(fù)雜性，且并未突破液力變矩器結(jié)構(gòu)上的 限制。
[0006] 因此，設(shè)計(jì)一種可以對(duì)泵輪、渦輪、導(dǎo)輪三個(gè)葉輪附近流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試的裝置對(duì)于深 入了解液力變矩器內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律和驗(yàn)證數(shù)值分析結(jié)果可靠性十分必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種可以對(duì)液力變矩器三個(gè)工作葉輪進(jìn) 行流場(chǎng)測(cè)試的裝置，由于采用的是泵輪、渦輪、導(dǎo)輪分離布置的結(jié)構(gòu)，突破了液力變矩器的 自身結(jié)構(gòu)封閉性、緊湊性限制。該測(cè)試裝置可以與流場(chǎng)測(cè)試中的粒子成像測(cè)速技術(shù)（PIV) 和激光多普勒測(cè)速技術(shù)（LDV)相結(jié)合，通過(guò)調(diào)節(jié)模擬加載模塊的加載情況，可以得到不同 工況下的液力變矩器的內(nèi)流場(chǎng)的分布情況。
[0008] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0009] -種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，主要包括驅(qū)動(dòng)模塊I、泵輪流動(dòng)模塊 II、龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III、導(dǎo)輪流動(dòng)模塊IV、導(dǎo)輪支撐模塊V、渦輪流動(dòng)模塊VI和模擬負(fù) 載模塊νπ ;所述的驅(qū)動(dòng)模塊I驅(qū)動(dòng)泵輪流動(dòng)模塊II中的泵輪3整體旋轉(zhuǎn)，在泵輪3葉片的 作用下，工作液體經(jīng)過(guò)龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III流動(dòng)到達(dá)渦輪流動(dòng)模塊VI，進(jìn)而帶動(dòng)渦輪 流動(dòng)模塊VI的渦輪24旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力輸出到模擬負(fù)載模塊W ;工作液體由渦輪24出口流出經(jīng)過(guò) 導(dǎo)輪內(nèi)外環(huán)連接件進(jìn)入導(dǎo)輪流動(dòng)模塊IV的導(dǎo)輪27的葉片區(qū)；然后工作液體再次進(jìn)入泵輪 流動(dòng)模塊II，形成封閉循環(huán)流道；
[0010] 其中，導(dǎo)輪支撐模塊IV是浮動(dòng)的，對(duì)導(dǎo)輪27進(jìn)行浮動(dòng)支承；
[0011] 所述的龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III的龍門(mén)型管道26、導(dǎo)輪內(nèi)外環(huán)連接件以及各個(gè)葉 輪的殼體均為透明有機(jī)玻璃材料，工作液體的流場(chǎng)具有可視性。
[0012] 所述的驅(qū)動(dòng)模塊I由電動(dòng)機(jī)1和電機(jī)支承座28組成；電動(dòng)機(jī)1通過(guò)電機(jī)支承座28 固定在整體支座上；電動(dòng)機(jī)1的輸出軸驅(qū)動(dòng)泵輪流動(dòng)模塊II中的泵輪3旋轉(zhuǎn)；
[0013] 所述的泵輪流動(dòng)模塊II包括泵輪3、泵輪密封裝置和泵輪導(dǎo)流管道；所述的泵輪 密封裝置包括泵輪葉片區(qū)出口密封和泵輪葉片區(qū)入口密封，出入口處均采用機(jī)械密封方 式；
[0014] 其中，泵輪葉片區(qū)出口密封包括0型密封圈a4、靜環(huán)a5、動(dòng)環(huán)a6、彈簧a7和彈簧 座a8,依次嵌套在泵輪葉片外表面，通過(guò)彈簧a7的預(yù)緊力進(jìn)行可靠密封；泵輪葉片區(qū)入口 密封包括0型密封圈b29、彈簧座b30、動(dòng)環(huán)b31、靜環(huán)b32和彈簧b，依次嵌套在泵輪連接件 C34內(nèi)壁上，通過(guò)彈簧b的預(yù)緊力進(jìn)行可靠密封；
[0015] 所述的泵輪導(dǎo)流管道包括泵輪葉片區(qū)出口處與龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III入口轉(zhuǎn)動(dòng) 連接的泵輪連接件A9,泵輪葉片區(qū)入口處與導(dǎo)輪流動(dòng)模塊IV油液連通的泵輪連接件B33和 泵輪連接件C34 ;
[0016] 由于泵輪3是由電動(dòng)機(jī)1直接驅(qū)動(dòng)的，電機(jī)轉(zhuǎn)速很高（設(shè)定工況），泵輪殼體直徑 比較大，因此，連接處線速度很大，鑒于動(dòng)靜部件連接以及考慮密封性的要求，機(jī)械密封是 用來(lái)解決旋轉(zhuǎn)泵輪殼體與固定靜止龍門(mén)型管道的連接密封裝置，依次泵輪葉片區(qū)出口和入 口與龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III通過(guò)兩套綜合密封效果較好的機(jī)械密封裝置連接；與傳統(tǒng)的徑 向接觸式密封相比，機(jī)械密封方式存在明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：可以實(shí)現(xiàn)零泄漏、穩(wěn)定性好、壽命 長(zhǎng)、耐振性好；由于機(jī)械密封主要是靠彈簧作用力和流體對(duì)密封環(huán)的壓力保持摩擦副貼合， 由于動(dòng)靜件連接造成的磨損量可以由彈簧自動(dòng)伸長(zhǎng)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，保證在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，密 封副始終接觸，也不必定期進(jìn)行調(diào)整壓緊，這是區(qū)別于傳統(tǒng)軟填料密封之處；
[0017] 所述的龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III主體結(jié)構(gòu)為龍門(mén)型管道26,龍門(mén)型管道26的左側(cè) 與泵輪流動(dòng)模塊II的泵輪3油液連通，龍門(mén)型管道26的右側(cè)與渦輪流動(dòng)模塊VI的渦輪24 油液連通，連接處均采用機(jī)械密封方式；同時(shí)龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III對(duì)泵輪流動(dòng)模塊II 和渦輪流動(dòng)模塊VI進(jìn)行支撐；
[0018] 龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III的兩側(cè)端蓋均設(shè)有0型密封圈cio ;
[0019] 龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III主要是連接三個(gè)工作葉輪的中間環(huán)節(jié)，由于泵輪3和渦輪 24是旋轉(zhuǎn)葉輪，而龍門(mén)型管道26是靜止的，所以連接處均采用機(jī)械密封方式；
[0020] 此外，龍門(mén)型管道26的上部還布置有進(jìn)油口 44和出油口 45 ;龍門(mén)型管道26通過(guò) 圓柱銷(xiāo)定位，用內(nèi)六角螺釘固定在整體支座上；
[0021] 所述的渦輪流動(dòng)模塊VI包括渦輪24、渦輪密封裝置和渦輪導(dǎo)流管道；渦輪密封裝 置和渦輪導(dǎo)流管道分別與泵輪流動(dòng)模塊II的泵輪密封裝置和泵輪導(dǎo)流管道結(jié)構(gòu)相同，渦輪 流動(dòng)模塊VI與龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III的連接形式也與泵輪流動(dòng)模塊II相同，因此不再贅 述；
[0022] 所述的渦輪24右側(cè)固定連接有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸右端與模擬負(fù)載模塊W的旋轉(zhuǎn)輪 23固定連接；
[0023] 所述的導(dǎo)輪流動(dòng)模塊IV包括導(dǎo)輪27、導(dǎo)輪左外環(huán)連接件35、導(dǎo)輪左內(nèi)環(huán)連接件 36、導(dǎo)輪右外環(huán)連接件37和導(dǎo)輪右內(nèi)環(huán)連接件38,其中，導(dǎo)輪左外環(huán)連接件35和導(dǎo)輪右外 環(huán)連接件37構(gòu)成外環(huán)管道，導(dǎo)輪27外邊緣固定在外環(huán)管道中間內(nèi)部；導(dǎo)輪左內(nèi)環(huán)連接件 36和導(dǎo)輪右內(nèi)環(huán)連接件38構(gòu)成內(nèi)環(huán)管道，導(dǎo)輪27的兩側(cè)端面分別與導(dǎo)輪左內(nèi)環(huán)連接件36 和導(dǎo)輪右內(nèi)環(huán)連接件38固定連接，因此，導(dǎo)輪27在整個(gè)工作過(guò)程中是靜止的。
[0024] 所述的導(dǎo)輪支撐模塊V包括支撐V型塊39、V塊支撐件40、支撐彈簧41、彈簧支撐 螺母42和導(dǎo)輪支撐座43。所述的彈簧支撐螺母42螺紋連接在導(dǎo)輪支撐座43上部，支撐彈 簧41下端和彈簧支撐螺母42固連，支撐彈簧41上端與V塊支撐件40固連，V塊支撐件40 上部固定支撐V型塊39 ;V塊支撐件40的側(cè)面開(kāi)有小孔，在導(dǎo)輪支撐座43 -側(cè)旋入螺釘進(jìn) 行限位，防止V塊支撐件40上下浮動(dòng)量過(guò)大，這樣，支撐V型塊39可以上下浮動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié) 彈簧支撐螺母42旋入深度進(jìn)行支撐力大小調(diào)節(jié)。
[0025] 所述的模擬負(fù)載模塊W包括帶滾花的旋轉(zhuǎn)輪23、對(duì)稱(chēng)布置的手動(dòng)加載裝置以及測(cè) 速系統(tǒng)；所述的旋轉(zhuǎn)輪23通過(guò)傳動(dòng)軸與渦輪24右側(cè)固定連接；
[0026] 手動(dòng)加載裝置包括手柄13、螺紋桿11、螺紋襯套12、導(dǎo)向塊16、加載V型塊17和 支撐座14,螺紋襯套12固定在支撐座14的銷(xiāo)孔中，螺紋桿11旋入螺紋襯套12, V型塊17 固定在螺紋桿11前端；通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄13,螺紋桿11旋轉(zhuǎn)前移，在導(dǎo)向塊16的導(dǎo)向作用下， 推動(dòng)加載V型塊17前移，對(duì)旋轉(zhuǎn)輪23施加載荷；
[0027] 通過(guò)控制手輪13旋轉(zhuǎn)的角度可以對(duì)載荷的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要是實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速 比情況下，液力變矩器內(nèi)部的流場(chǎng)情況，因此，選用手動(dòng)加載形式，不必實(shí)現(xiàn)精確加載，也無(wú) 需進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度和載荷的標(biāo)定，當(dāng)然，考慮加載時(shí)兩個(gè)加載模塊的加載力平衡，也可以對(duì)手 輪旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行部分標(biāo)定。
[0028] 所述的旋轉(zhuǎn)輪23是帶有滾花的圓輪，滾花的目的主要是增大其表面粗糙度，防止 旋轉(zhuǎn)輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中加載力太小造成加載失效；旋轉(zhuǎn)輪23與渦輪24的傳動(dòng)軸采用鍵連接， 進(jìn)行周向定位，旋轉(zhuǎn)輪23的軸向定位一端采用軸肩，另一端采用軸套21。為防止渦輪24的 傳動(dòng)軸形成承受較大載荷的懸臂梁，軸端采用支承座進(jìn)行支承。
[0029] 所述的測(cè)速系統(tǒng)通過(guò)光電式傳感器測(cè)量渦輪24傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。
[0030] 由于要模擬不同工況下的流場(chǎng)速度、壓力等分布情況，需要根據(jù)不同工況（轉(zhuǎn)速 比i)設(shè)置渦輪24的轉(zhuǎn)速值；
[0031] 可選地，所述的測(cè)速系統(tǒng)選用的是光電式轉(zhuǎn)速傳感器中的反射式光電傳感器，其 測(cè)量原理簡(jiǎn)單，測(cè)量方法靈活，可以檢測(cè)的參數(shù)很多，又具有非接觸、高精度、高可靠性、高 分辨率、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。所述的反射式光電傳感器主要是由旋轉(zhuǎn)的渦輪輸出軸、反光片 (或反光貼紙）、感光部分和轉(zhuǎn)速表示器等組成；將反光片按照一定的精度定位貼在渦輪的 輸出軸的軸端，由于本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的精度要求不是特別高，所以只是布置對(duì)稱(chēng)布置兩 個(gè)貼片位置即可。
[0032] 為避免加載失效給實(shí)驗(yàn)者帶來(lái)不安全因素，將整個(gè)模擬負(fù)載模塊W布置在安全玻 璃罩之內(nèi)。
[0033] 本發(fā)明與激光多普勒測(cè)速（LDV)系統(tǒng)、粒子成像測(cè)速技術(shù)（PIV)系統(tǒng)組成總測(cè)試 系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)載模塊，可以模擬不同速比工況條件，對(duì)液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。 [0034] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0035] 本發(fā)明突破了液力變矩器自身結(jié)構(gòu)封閉性限制，與PIV測(cè)速系統(tǒng)結(jié)合，對(duì)液力變 矩器三個(gè)葉輪的流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，為了解液力變矩器內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理和提高液力變矩器的設(shè)計(jì) 水平提供新的思路；開(kāi)創(chuàng)性地提出采取三個(gè)葉輪（泵輪、渦輪、導(dǎo)輪）分離布置，對(duì)其內(nèi)流 場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，采用機(jī)械密封技術(shù)降低了動(dòng)靜部件連接磨損量，保證了密封性要求。龍門(mén)型管 道、導(dǎo)輪內(nèi)外環(huán)連接件以及各個(gè)葉輪的殼體均為透明有機(jī)玻璃材料，所以本實(shí)現(xiàn)了泵輪、渦 輪、導(dǎo)輪流場(chǎng)的可視化。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】：
[0036] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0037] 圖2為本發(fā)明的剖視圖
[0038] 圖3為本發(fā)明泵輪葉片區(qū)出口機(jī)械密封連接示意圖
[0039] 圖4為本發(fā)明泵輪葉片區(qū)入口機(jī)械密封連接示意圖
[0040] 圖5為本發(fā)明導(dǎo)輪支撐模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖
[0041] 圖6為本發(fā)明導(dǎo)輪流動(dòng)模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖
[0042] 圖中：
[0043] I、驅(qū)動(dòng)模塊；II、泵輪流動(dòng)模塊；III、龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊；IV、導(dǎo)輪流動(dòng)模塊； V、導(dǎo)輪支撐模塊；VI、渦輪流動(dòng)模塊；W、模擬負(fù)載模塊；
[0044] 1、電動(dòng)機(jī)；2、內(nèi)六角螺釘；3、泵輪；4、0型密封圈a ;5、靜環(huán)a ;6、動(dòng)環(huán)a ;7、彈簧a ; 8、彈簧座a ;9、泵輪連接件A ;10、0型密封圈c ;11、螺紋桿；12、螺紋襯套；13、手柄；14、支 撐座；15、圓柱銷(xiāo)；16、導(dǎo)向塊；17、加載V型塊；18、彈性擋圈；19、渦輪輸出軸；20、滾動(dòng)球軸 承；21、軸套；22、輸出軸支撐座；23、旋轉(zhuǎn)輪；24、渦輪；25、密封裝置支撐座；26、龍門(mén)型管 道；27、導(dǎo)輪；28、電機(jī)支撐座；29、0型密封圈b ;30、彈簧座b ;31、動(dòng)環(huán)b ;32、靜環(huán)b ;33、泵 輪連接件B ;34、泵輪連接件C ;35、導(dǎo)輪左外環(huán)連接件；36、導(dǎo)輪左內(nèi)環(huán)連接件；37、導(dǎo)輪右 外環(huán)連接件；38、導(dǎo)輪右內(nèi)環(huán)連接件；39、支撐V型塊；40、V塊支撐件；41、支撐彈簧；42、彈 簧支撐螺母；43、導(dǎo)輪支撐座；44、進(jìn)油口； 45、出油口

【具體實(shí)施方式】
[0045] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0046] 結(jié)合圖1和圖2所示的本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，可見(jiàn)本發(fā)明的一種液力變矩器 內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，主要包括驅(qū)動(dòng)模塊I、泵輪流動(dòng)模塊II、龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊 III、導(dǎo)輪流動(dòng)模塊IV、導(dǎo)輪支撐模塊V、渦輪流動(dòng)模塊VI和模擬負(fù)載模塊W ;所述的驅(qū)動(dòng)模 塊I驅(qū)動(dòng)泵輪流動(dòng)模塊II中的泵輪3整體旋轉(zhuǎn)，在泵輪3葉片的作用下，工作液體經(jīng)過(guò)龍 門(mén)型管道流動(dòng)模塊III流動(dòng)到達(dá)渦輪流動(dòng)模塊VI，進(jìn)而帶動(dòng)渦輪流動(dòng)模塊VI的渦輪24旋 轉(zhuǎn)，動(dòng)力輸出到模擬負(fù)載模塊VII;工作液體由渦輪24出口流出經(jīng)過(guò)導(dǎo)輪內(nèi)外環(huán)連接件進(jìn)入 導(dǎo)輪流動(dòng)模塊IV的導(dǎo)輪27的葉片區(qū)；然后工作液體再次進(jìn)入泵輪流動(dòng)模塊II，形成封閉循 環(huán)流道；
[0047] 其中，導(dǎo)輪支撐模塊IV是浮動(dòng)的，對(duì)導(dǎo)輪27進(jìn)行浮動(dòng)支承；
[0048] 所述的龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III的龍門(mén)型管道26、導(dǎo)輪內(nèi)外環(huán)連接件以及各個(gè)葉 輪的殼體均為透明有機(jī)玻璃材料，工作液體的流場(chǎng)具有可視性。
[0049] 所述的驅(qū)動(dòng)模塊I由電動(dòng)機(jī)1和電機(jī)支承座28組成；電動(dòng)機(jī)1通過(guò)電機(jī)支承座28 固定在整體支座上；電動(dòng)機(jī)1的輸出軸驅(qū)動(dòng)泵輪流動(dòng)模塊II中的泵輪3旋轉(zhuǎn)；
[0050] 所述的泵輪流動(dòng)模塊II包括泵輪3、泵輪密封裝置和泵輪導(dǎo)流管道；所述的泵輪 密封裝置包括泵輪葉片區(qū)出口密封和泵輪葉片區(qū)入口密封，出入口處均采用機(jī)械密封方 式；
[0051] 圖3為本發(fā)明泵輪葉片區(qū)出口機(jī)械密封連接示意圖，可見(jiàn)所述的泵輪葉片區(qū)出口 密封包括〇型密封圈a4、靜環(huán)a5、動(dòng)環(huán)a6、彈簧a7和彈簧座a8,依次嵌套在泵輪葉片外表 面，通過(guò)彈簧a7的預(yù)緊力進(jìn)行可靠密封；圖4為本發(fā)明泵輪葉片區(qū)入口機(jī)械密封連接示意 圖，可見(jiàn)所述的泵輪葉片區(qū)入口密封包括0型密封圈b29、彈簧座b30、動(dòng)環(huán)b31、靜環(huán)b32和 彈簧b，依次嵌套在泵輪連接件C34內(nèi)壁上，通過(guò)彈簧b的預(yù)緊力進(jìn)行可靠密封；
[0052] 所述的泵輪導(dǎo)流管道包括泵輪葉片區(qū)出口處與龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III入口轉(zhuǎn)動(dòng) 連接的泵輪連接件A9,泵輪葉片區(qū)入口處與導(dǎo)輪流動(dòng)模塊IV油液連通的泵輪連接件B33和 泵輪連接件C34 ;
[0053] 由于泵輪3是由電動(dòng)機(jī)1直接驅(qū)動(dòng)的，電機(jī)轉(zhuǎn)速很高（設(shè)定工況），泵輪殼體直徑 比較大，因此，連接處線速度很大，鑒于動(dòng)靜部件連接以及考慮密封性的要求，機(jī)械密封是 用來(lái)解決旋轉(zhuǎn)泵輪殼體與固定靜止龍門(mén)型管道的連接密封裝置，依次泵輪葉片區(qū)出口和入 口與龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III通過(guò)兩套綜合密封效果較好的機(jī)械密封裝置連接；與傳統(tǒng)的徑 向接觸式密封相比，機(jī)械密封方式存在明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：可以實(shí)現(xiàn)零泄漏、穩(wěn)定性好、壽命 長(zhǎng)、耐振性好；由于機(jī)械密封主要是靠彈簧作用力和流體對(duì)密封環(huán)的壓力保持摩擦副貼合， 由于動(dòng)靜件連接造成的磨損量可以由彈簧自動(dòng)伸長(zhǎng)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，保證在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，密 封副始終接觸，也不必定期進(jìn)行調(diào)整壓緊，這是區(qū)別于傳統(tǒng)軟填料密封之處；
[0054] 所述的龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III主體結(jié)構(gòu)為龍門(mén)型管道26,龍門(mén)型管道26的左側(cè) 與泵輪流動(dòng)模塊II的泵輪3油液連通，龍門(mén)型管道26的右側(cè)與渦輪流動(dòng)模塊VI的渦輪24 油液連通，連接處均采用機(jī)械密封方式；同時(shí)龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III對(duì)泵輪流動(dòng)模塊II 和渦輪流動(dòng)模塊VI進(jìn)行支撐；
[0055] 龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III的兩側(cè)端蓋均設(shè)有0型密封圈clO ;
[0056] 龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III主要是連接三個(gè)工作葉輪的中間環(huán)節(jié)，由于泵輪3和渦輪 24是旋轉(zhuǎn)葉輪，而龍門(mén)型管道26是靜止的，所以連接處均采用機(jī)械密封方式；
[0057] 此外，龍門(mén)型管道26的上部還布置有進(jìn)油口 44和出油口 45 ;龍門(mén)型管道26通過(guò) 圓柱銷(xiāo)定位，用內(nèi)六角螺釘固定在整體支座上；
[0058] 所述的渦輪流動(dòng)模塊VI包括渦輪24、渦輪密封裝置和渦輪導(dǎo)流管道；渦輪密封裝 置和渦輪導(dǎo)流管道分別與泵輪流動(dòng)模塊II的泵輪密封裝置和泵輪導(dǎo)流管道結(jié)構(gòu)相同，渦輪 流動(dòng)模塊VI與龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊III的連接形式也與泵輪流動(dòng)模塊II相同，因此不再贅 述；
[0059] 所述的渦輪24右側(cè)固定連接有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸右端與模擬負(fù)載模塊W的旋轉(zhuǎn)輪 23固定連接；
[0060] 圖6為本發(fā)明導(dǎo)輪流動(dòng)模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2,可見(jiàn)所述的導(dǎo)輪流動(dòng)模塊 IV包括導(dǎo)輪27、導(dǎo)輪左外環(huán)連接件35、導(dǎo)輪左內(nèi)環(huán)連接件36、導(dǎo)輪右外環(huán)連接件37和導(dǎo)輪 右內(nèi)環(huán)連接件38,其中，導(dǎo)輪左外環(huán)連接件35和導(dǎo)輪右外環(huán)連接件37構(gòu)成外環(huán)管道，導(dǎo)輪 27外邊緣固定在外環(huán)管道中間內(nèi)部；導(dǎo)輪左內(nèi)環(huán)連接件36和導(dǎo)輪右內(nèi)環(huán)連接件38構(gòu)成內(nèi) 環(huán)管道，導(dǎo)輪27的兩側(cè)端面分別與導(dǎo)輪左內(nèi)環(huán)連接件36和導(dǎo)輪右內(nèi)環(huán)連接件38固定連 接，因此，導(dǎo)輪27在整個(gè)工作過(guò)程中是靜止的。
[0061] 圖5為本發(fā)明導(dǎo)輪支撐模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖，可見(jiàn)所述的導(dǎo)輪支撐模塊V包括支 撐V型塊39、V塊支撐件40、支撐彈簧41、彈簧支撐螺母42和導(dǎo)輪支撐座43。所述的彈簧 支撐螺母42螺紋連接在導(dǎo)輪支撐座43上部，支撐彈簧41下端和彈簧支撐螺母42固連，支 撐彈簧41上端與V塊支撐件40固連，V塊支撐件40上部固定支撐V型塊39 ;V塊支撐件 40的側(cè)面開(kāi)有小孔，在導(dǎo)輪支撐座43 -側(cè)旋入螺釘進(jìn)行限位，防止V塊支撐件40上下浮動(dòng) 量過(guò)大，這樣，支撐V型塊39可以上下浮動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧支撐螺母42旋入深度進(jìn)行支撐 力大小調(diào)節(jié)。
[0062] 所述的模擬負(fù)載模塊W包括帶滾花的旋轉(zhuǎn)輪23、對(duì)稱(chēng)布置的手動(dòng)加載裝置以及測(cè) 速系統(tǒng)；所述的旋轉(zhuǎn)輪23通過(guò)傳動(dòng)軸與渦輪24右側(cè)固定連接；
[0063] 手動(dòng)加載裝置包括手柄13、螺紋桿11、螺紋襯套12、導(dǎo)向塊16、加載V型塊17和 支撐座14,螺紋襯套12固定在支撐座14的銷(xiāo)孔中，螺紋桿11旋入螺紋襯套12, V型塊17 固定在螺紋桿11前端；通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄13,螺紋桿11旋轉(zhuǎn)前移，在導(dǎo)向塊16的導(dǎo)向作用下， 推動(dòng)加載V型塊17前移，對(duì)旋轉(zhuǎn)輪23施加載荷；
[0064] 通過(guò)控制手輪13旋轉(zhuǎn)的角度可以對(duì)載荷的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要是實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速 比情況下，液力變矩器內(nèi)部的流場(chǎng)情況，因此，選用手動(dòng)加載形式，不必實(shí)現(xiàn)精確加載，也無(wú) 需進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度和載荷的標(biāo)定，當(dāng)然，考慮加載時(shí)兩個(gè)加載模塊的加載力平衡，也可以對(duì)手 輪旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行部分標(biāo)定。
[0065] 所述的旋轉(zhuǎn)輪23是帶有滾花的圓輪，滾花的目的主要是增大其表面粗糙度，防止 旋轉(zhuǎn)輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中加載力太小造成加載失效；旋轉(zhuǎn)輪23與渦輪24的傳動(dòng)軸采用鍵連接， 進(jìn)行周向定位，旋轉(zhuǎn)輪23的軸向定位一端采用軸肩，另一端采用軸套21。為防止渦輪24的 傳動(dòng)軸形成承受較大載荷的懸臂梁，軸端采用支承座進(jìn)行支承。
[0066] 所述的測(cè)速系統(tǒng)通過(guò)光電式傳感器測(cè)量渦輪24傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。
[0067] 由于要模擬不同工況下的流場(chǎng)速度、壓力等分布情況，需要根據(jù)不同工況（轉(zhuǎn)速 比i)設(shè)置渦輪24的轉(zhuǎn)速值；
[0068] 本實(shí)施例中所述的光電式轉(zhuǎn)速傳感器為反射式光電傳感器，其測(cè)量原理簡(jiǎn)單，測(cè) 量方法靈活，可以檢測(cè)的參數(shù)很多，又具有非接觸、高精度、高可靠性、高分辨率、應(yīng)用范圍 廣等特點(diǎn)。所述的反射式光電傳感器主要是由旋轉(zhuǎn)的渦輪輸出軸、反光片（或反光貼紙）、 感光部分和轉(zhuǎn)速表示器等組成；將反光片按照一定的精度定位貼在渦輪的輸出軸的軸端， 由于本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的精度要求不是特別高，所以只是布置對(duì)稱(chēng)布置兩個(gè)貼片位置即 可。
[0069]為避免加載失效給實(shí)驗(yàn)者帶來(lái)不安全因素，將整個(gè)模擬負(fù)載模塊W布置在安全玻 璃罩之內(nèi)。
[0070] 本發(fā)明與激光多普勒測(cè)速（LDV)系統(tǒng)、粒子成像測(cè)速技術(shù)（PIV)系統(tǒng)組成總測(cè)試 系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)載模塊，可以模擬不同速比工況條件，對(duì)液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。
[0071] 上述模塊原理介紹僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以 有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1. 一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，包括驅(qū)動(dòng)模塊（I)、泵輪流動(dòng)模塊（II)、 龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊（III)、導(dǎo)輪流動(dòng)模塊（IV )、導(dǎo)輪支撐模塊（V )、渦輪流動(dòng)模塊（VI) 和模擬負(fù)載模塊（W );其特征在于： 所述的驅(qū)動(dòng)模塊（I)驅(qū)動(dòng)泵輪流動(dòng)模塊（II)中的泵輪（3)整體旋轉(zhuǎn)，在泵輪（3)葉片 的作用下，工作液體經(jīng)過(guò)龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊（III)流動(dòng)到達(dá)渦輪流動(dòng)模塊（VI)，進(jìn)而帶 動(dòng)渦輪流動(dòng)模塊（VI)的渦輪（24)旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力輸出到模擬負(fù)載模塊（W);工作液體由渦 輪（24)出口流出經(jīng)過(guò)導(dǎo)輪內(nèi)外環(huán)連接件進(jìn)入導(dǎo)輪流動(dòng)模塊（IV)的導(dǎo)輪（27)的葉片區(qū)； 然后工作液體再次進(jìn)入泵輪流動(dòng)模塊（II)，形成封閉循環(huán)流道； 所述的導(dǎo)輪支撐模塊（IV )是浮動(dòng)的，對(duì)導(dǎo)輪（27)進(jìn)行浮動(dòng)支承； 所述的龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊（III)的龍門(mén)型管道（26)、導(dǎo)輪內(nèi)外環(huán)連接件以及各個(gè)葉 輪的殼體均為透明有機(jī)玻璃材料，工作液體的流場(chǎng)具有可視性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，其特征在于： 所述的驅(qū)動(dòng)模塊（I)由電動(dòng)機(jī)（1)和電機(jī)支承座（28)組成；電動(dòng)機(jī)（1)通過(guò)電機(jī)支承 座（28)固定在整體支座上；電動(dòng)機(jī)（1)的輸出軸驅(qū)動(dòng)泵輪流動(dòng)模塊（II)中的泵輪（3)旋 轉(zhuǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，其特征在于： 所述的泵輪流動(dòng)模塊（II)包括泵輪（3)、泵輪密封裝置和泵輪導(dǎo)流管道；所述的泵輪 密封裝置包括泵輪葉片區(qū)出口密封和泵輪葉片區(qū)入口密封，出入口處均采用機(jī)械密封方 式； 其中，泵輪葉片區(qū)出口密封包括〇型密封圈a (4)、靜環(huán)a (5)、動(dòng)環(huán)a (6)、彈簧a (7)和彈 簧座a(8)，依次嵌套在泵輪葉片外表面，通過(guò)彈簧a(7)的預(yù)緊力進(jìn)行密封；泵輪葉片區(qū)入 口密封包括0型密封圈b (29)、彈簧座b (30)、動(dòng)環(huán)b (31)、靜環(huán)b (32)和彈簧b，依次嵌套在 泵輪連接件C (34)內(nèi)壁上，通過(guò)彈簧b的預(yù)緊力進(jìn)行密封； 所述的泵輪導(dǎo)流管道包括泵輪葉片區(qū)出口處與龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊（III)入口轉(zhuǎn)動(dòng) 連接的泵輪連接件A(9)，泵輪葉片區(qū)入口處與導(dǎo)輪流動(dòng)模塊（IV)油液連通的泵輪連接件 B (33)和泵輪連接件C (34)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，其特征在于： 所述的龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊（III)主體結(jié)構(gòu)為龍門(mén)型管道（26)，龍門(mén)型管道（26)的 左側(cè)與泵輪流動(dòng)模塊（II)的泵輪（3)油液連通，龍門(mén)型管道（26)的右側(cè)與渦輪流動(dòng)模塊 (VI)的渦輪（24)油液連通，連接處均采用機(jī)械密封方式；同時(shí)龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊（III) 對(duì)泵輪流動(dòng)模塊（II)和渦輪流動(dòng)模塊（VI)進(jìn)行支撐； 所述的龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊（III)的兩側(cè)端蓋均設(shè)有〇型密封圈c (10); 此外，龍門(mén)型管道（26)的上部還布置有進(jìn)油口（44)和出油口（45);龍門(mén)型管道（26) 通過(guò)圓柱銷(xiāo)定位，用內(nèi)六角螺釘固定在整體支座上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，其特征在于： 所述的渦輪流動(dòng)模塊（VI)包括渦輪（24)、渦輪密封裝置和渦輪導(dǎo)流管道；渦輪密封 裝置和渦輪導(dǎo)流管道分別與泵輪流動(dòng)模塊（II)的泵輪密封裝置和泵輪導(dǎo)流管道結(jié)構(gòu)相 同，渦輪流動(dòng)模塊（VI)與龍門(mén)型管道流動(dòng)模塊（III)的連接形式也與泵輪流動(dòng)模塊（II) 相同； 所述的渦輪（24)右側(cè)固定連接有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸右端與模擬負(fù)載模塊（W)的旋轉(zhuǎn)輪 (23)固定連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，其特征在于： 所述的導(dǎo)輪流動(dòng)模塊（IV)包括導(dǎo)輪（27)、導(dǎo)輪左外環(huán)連接件（35)、導(dǎo)輪左內(nèi)環(huán)連接 件（36)、導(dǎo)輪右外環(huán)連接件（37)和導(dǎo)輪右內(nèi)環(huán)連接件（38)，其中，導(dǎo)輪左外環(huán)連接件（35) 和導(dǎo)輪右外環(huán)連接件（37)構(gòu)成外環(huán)管道，導(dǎo)輪（27)外邊緣固定在外環(huán)管道中間內(nèi)部；導(dǎo)輪 左內(nèi)環(huán)連接件（36)和導(dǎo)輪右內(nèi)環(huán)連接件（38)構(gòu)成內(nèi)環(huán)管道，導(dǎo)輪（27)的兩側(cè)端面分別與 導(dǎo)輪左內(nèi)環(huán)連接件（36)和導(dǎo)輪右內(nèi)環(huán)連接件（38)固定連接，導(dǎo)輪（27)在整個(gè)工作過(guò)程中 是靜止的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，其特征在于： 所述的導(dǎo)輪支撐模塊（V )包括支撐V型塊（39)、V塊支撐件（40)、支撐彈簧（41)、彈 簧支撐螺母（42)和導(dǎo)輪支撐座（43); 所述的彈簧支撐螺母（42)螺紋連接在導(dǎo)輪支撐座（43)上部，支撐彈簧（41)下端和彈 簧支撐螺母（42)固連，支撐彈簧（41)上端與V塊支撐件（40)固連，V塊支撐件（40)上部 固定支撐V型塊（39) ;V塊支撐件（40)的側(cè)面開(kāi)有小孔，在導(dǎo)輪支撐座（43) -側(cè)旋入螺釘 進(jìn)行限位； 所述的支撐V型塊（39)上下浮動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧支撐螺母（42)旋入深度進(jìn)行支撐力 大小調(diào)節(jié)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，其特征在于： 所述的模擬負(fù)載模塊（W)包括帶滾花的旋轉(zhuǎn)輪（23)、對(duì)稱(chēng)布置的手動(dòng)加載裝置以及 測(cè)速系統(tǒng)；所述的旋轉(zhuǎn)輪（23)通過(guò)傳動(dòng)軸與渦輪（24)右側(cè)固定連接； 所述的手動(dòng)加載裝置包括手柄（13)、螺紋桿（11)、螺紋襯套（12)、導(dǎo)向塊（16)、加載V 型塊（17)和支撐座（14)，螺紋襯套（12)固定在支撐座（14)的銷(xiāo)孔中，螺紋桿（11)旋入螺 紋襯套（12)，V型塊（17)固定在螺紋桿（11)前端；通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄（13)，螺紋桿（11)旋轉(zhuǎn) 前移，在導(dǎo)向塊（16)的導(dǎo)向作用下，推動(dòng)加載V型塊（17)前移，對(duì)旋轉(zhuǎn)輪（23)施加載荷； 通過(guò)控制手輪（13)旋轉(zhuǎn)的角度對(duì)載荷的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)； 所述的旋轉(zhuǎn)輪（23)是帶有滾花的圓輪； 所述的測(cè)速系統(tǒng)通過(guò)光電式傳感器測(cè)量渦輪（24)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速； 所述的整個(gè)模擬負(fù)載模塊（νπ)布置在安全玻璃罩之內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)分離式測(cè)試裝置，其特征在于： 所述的的光電式轉(zhuǎn)速傳感器為反射式光電傳感器。
【文檔編號(hào)】G01M10/00GK104122068SQ201410306106
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月29日
【發(fā)明者】劉春寶, 吳鵬輝, 馬文星, 劉長(zhǎng)鎖, 張玉博, 初長(zhǎng)祥, 王松林 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)