發(fā)動機與液力變矩器動力匹配實例調(diào)研知識

1、一、動力匹配的用途一、動力匹配的用途 1.1.研究變矩器與柴油機共同工作的目的在于檢查變矩器的型研究變矩器與柴油機共同工作的目的在于檢查變矩器的型式與有效直徑的選擇是否合適，如何配合才能使整機獲得良好式與有效直徑的選擇是否合適，如何配合才能使整機獲得良好的性能。的性能。 一臺裝有變矩器的運輸車輛或工程機械，其性能的好壞并一臺裝有變矩器的運輸車輛或工程機械，其性能的好壞并不單純決定于液力變矩器的性能。它既與車輛的柴油機、機械不單純決定于液力變矩器的性能。它既與車輛的柴油機、機械傳動和行駛裝置等本身的性能有關(guān)，又與和它們之間匹配的是傳動和行駛裝置等本身的性能有關(guān)，又與和它們之間匹配的是否合理有關(guān)。

2、否合理有關(guān)。 2.2.車輛的牽引性能和經(jīng)濟性，在很大程度上取決于柴油機車輛的牽引性能和經(jīng)濟性，在很大程度上取決于柴油機與變矩器的配合。與變矩器的配合。 3.3.確定液力機械傳動系統(tǒng)中變速箱的排擋數(shù)目。確定液力機械傳動系統(tǒng)中變速箱的排擋數(shù)目。 車輛上安裝的液力變矩器其工作條件是復雜的，對它的力車輛上安裝的液力變矩器其工作條件是復雜的，對它的力矩要求和轉(zhuǎn)速要求也是多樣的。液力變矩器特性曲線工作范圍矩要求和轉(zhuǎn)速要求也是多樣的。液力變矩器特性曲線工作范圍的寬度，將影響液力機械傳動系統(tǒng)中變速箱的排擋數(shù)目。的寬度，將影響液力機械傳動系統(tǒng)中變速箱的排擋數(shù)目。1優(yōu)選分析二、動力匹配研究的對象和已知條件二、動力

3、匹配研究的對象和已知條件 1.1.發(fā)動機性能參數(shù)定義：發(fā)動機性能參數(shù)定義： 發(fā)動機的主要性能指標有動力性指標（有效轉(zhuǎn)矩、有效功發(fā)動機的主要性能指標有動力性指標（有效轉(zhuǎn)矩、有效功率、轉(zhuǎn)速等），經(jīng)濟性指標（燃油消耗率），運轉(zhuǎn)性能指標率、轉(zhuǎn)速等），經(jīng)濟性指標（燃油消耗率），運轉(zhuǎn)性能指標（排氣品質(zhì)、噪聲和啟動性能等）。（排氣品質(zhì)、噪聲和啟動性能等）。 （1 1）有效轉(zhuǎn)矩）有效轉(zhuǎn)矩 發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，以發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，以tete表示，表示，單位單位n.mn.m，有效轉(zhuǎn)矩與外界施加于發(fā)動機曲軸上的阻力矩相平衡。，有效轉(zhuǎn)矩與外界施加于發(fā)動機曲軸上的阻力矩相平

4、衡。 （2 2）有效功率）有效功率 發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率稱為有效功率，用發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率稱為有效功率，用pepe表示，表示，它等于有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度乘積。發(fā)動機產(chǎn)品銘牌上標明的它等于有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度乘積。發(fā)動機產(chǎn)品銘牌上標明的功率及相應轉(zhuǎn)速，稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。功率及相應轉(zhuǎn)速，稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。2優(yōu)選分析 （3 3）燃油消耗率）燃油消耗率 發(fā)動機每發(fā)出發(fā)動機每發(fā)出1kw1kw有效功率，在有效功率，在1h1h內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量（以內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量（以g g為單位），稱為燃油消耗率，用為單位），稱為燃油消耗率，用bebe表示，燃油消耗率越低，經(jīng)濟表示，燃油消耗

5、率越低，經(jīng)濟性越好。發(fā)動機的性能是隨著許多因素而變化的，其變化規(guī)律稱性越好。發(fā)動機的性能是隨著許多因素而變化的，其變化規(guī)律稱為發(fā)動機特性。為發(fā)動機特性。 （4 4）怠速）怠速 柴油機的不帶負載最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，一般稱為怠速。柴油機的不帶負載最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，一般稱為怠速。 （5 5）最高轉(zhuǎn)速）最高轉(zhuǎn)速 柴油機在最大油門下不帶負載轉(zhuǎn)速，一般稱為最高轉(zhuǎn)速，一柴油機在最大油門下不帶負載轉(zhuǎn)速，一般稱為最高轉(zhuǎn)速，一般為額定轉(zhuǎn)速的般為額定轉(zhuǎn)速的1.071.11.071.1倍。倍。 （6 6）調(diào)速率）調(diào)速率 柴油機調(diào)速區(qū)段的轉(zhuǎn)速范圍，調(diào)速率計算公式為：柴油機調(diào)速區(qū)段的轉(zhuǎn)速范圍，調(diào)速率計算公式為： 調(diào)速率調(diào)速率= =

6、（最高轉(zhuǎn)速（最高轉(zhuǎn)速- -額定轉(zhuǎn)速）額定轉(zhuǎn)速）/ /額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速* *100%100%3優(yōu)選分析 2. 2.發(fā)動機性能參數(shù)及性能曲線發(fā)動機性能參數(shù)及性能曲線 發(fā)動機的性能參數(shù)即發(fā)動機的速度特性，指發(fā)動機的功發(fā)動機的性能參數(shù)即發(fā)動機的速度特性，指發(fā)動機的功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。這個特率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。這個特性是通過發(fā)動機在試驗臺架上進行試驗求得，試驗時，先保性是通過發(fā)動機在試驗臺架上進行試驗求得，試驗時，先保持一定的發(fā)動機節(jié)氣門開度，同時用測功器對發(fā)動機曲軸施持一定的發(fā)動機節(jié)氣門開度，同時用測功器對發(fā)動機曲軸施加一定的阻力矩，當發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)

7、定后，即阻力矩與發(fā)動機加一定的阻力矩，當發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，即阻力矩與發(fā)動機發(fā)出的有效轉(zhuǎn)矩相等時，用轉(zhuǎn)速表測出此時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速發(fā)出的有效轉(zhuǎn)矩相等時，用轉(zhuǎn)速表測出此時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速n n，同，同時在測功器上測出該轉(zhuǎn)速下發(fā)動機有效轉(zhuǎn)矩時在測功器上測出該轉(zhuǎn)速下發(fā)動機有效轉(zhuǎn)矩tete，根據(jù)下式計，根據(jù)下式計算出有效功率算出有效功率pepe： pe=te.n/9550 pe=te.n/9550 4優(yōu)選分析式中，式中，tete有效轉(zhuǎn)矩（有效轉(zhuǎn)矩（n.mn.m）；）；nn曲軸轉(zhuǎn)速（曲軸轉(zhuǎn)速（r/minr/min）。）。 燃油消耗率：在上述試驗燃油消耗率：在上述試驗臺上測出消耗一定量燃料臺上測出消耗一定量燃料所經(jīng)歷的

8、時間，用以換算所經(jīng)歷的時間，用以換算發(fā)動機每小時消耗油量發(fā)動機每小時消耗油量b b，按下式計算燃油消耗率按下式計算燃油消耗率bebe。 be=b/pebe=b/pe* *10103 3 發(fā)動機最小燃油消耗發(fā)動機最小燃油消耗率的相應轉(zhuǎn)速一般是介于率的相應轉(zhuǎn)速一般是介于最大轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速和最大功最大轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速和最大功率時轉(zhuǎn)速之間。率時轉(zhuǎn)速之間。 5優(yōu)選分析 從上圖看，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速為從上圖看，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速為15001500時，發(fā)動機曲軸輸出扭矩最時，發(fā)動機曲軸輸出扭矩最大，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于大，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于15001500時，燃油燃燒不良，轉(zhuǎn)速降低，每個時，燃油燃燒不良，轉(zhuǎn)速降低，每個工作循環(huán)的時間增

9、長，燃燒氣體與氣缸壁接觸時間也增長，因而，工作循環(huán)的時間增長，燃燒氣體與氣缸壁接觸時間也增長，因而，轉(zhuǎn)矩變小。轉(zhuǎn)矩變小。轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)速高于15001500轉(zhuǎn)增加時，由于工作循環(huán)時間縮短，進氣時間變短，轉(zhuǎn)增加時，由于工作循環(huán)時間縮短，進氣時間變短，氣流速度增高，阻力加大，充氣量減小，而且摩擦損失也增大，氣流速度增高，阻力加大，充氣量減小，而且摩擦損失也增大，故輸出扭矩也減小。故輸出扭矩也減小。 當轉(zhuǎn)速達到當轉(zhuǎn)速達到19001900時，有效功率達到最大值。功率是轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)時，有效功率達到最大值。功率是轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的乘積。速的乘積。 在怠速和最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，在怠速和最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，tete和和n

10、n都是逐漸增加，其乘積都是逐漸增加，其乘積也增加，故在此范圍內(nèi)，也增加，故在此范圍內(nèi)，pepe也隨也隨n n增加而增加；增加而增加； 在最大轉(zhuǎn)矩和最大功率轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速在最大轉(zhuǎn)矩和最大功率轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速n n增加，功率增加，功率pepe雖雖然增大，但然增大，但tete卻逐漸降低，不過降低較緩慢，卻逐漸降低，不過降低較緩慢，pepe增加也緩慢。增加也緩慢。 超過最大功率轉(zhuǎn)速時，超過最大功率轉(zhuǎn)速時，n n增加，增加，tete下降較快，下降較快，pepe也逐漸下降。也逐漸下降。6優(yōu)選分析 3. 3.變矩器變矩器 液力變矩器的作用：液力變矩器的作用： a.a.使車輛能夠自動適應外界載荷的變化。使車

11、輛能夠自動適應外界載荷的變化。 當外界載荷突然增大時，車輛自動地減速，同時自動增大牽當外界載荷突然增大時，車輛自動地減速，同時自動增大牽引力，以克服增大的外載荷；反之，當外界載荷變小時，自動提引力，以克服增大的外載荷；反之，當外界載荷變小時，自動提高車輛車速，同時，自動減小牽引力。高車輛車速，同時，自動減小牽引力。 b.b.提高車輛的使用壽命。提高車輛的使用壽命。變矩器利用液體作為工作介質(zhì)，故能吸收并消除來自發(fā)動機和外變矩器利用液體作為工作介質(zhì)，故能吸收并消除來自發(fā)動機和外載荷的震動與沖擊，因而提高了車輛的使用壽命。載荷的震動與沖擊，因而提高了車輛的使用壽命。 c.c.提高車輛的通過性能。提高

12、車輛的通過性能。 液力變矩器可以使車輛以任意小的速度行駛，牽引力可在附液力變矩器可以使車輛以任意小的速度行駛，牽引力可在附著條件容許限度內(nèi)得到很好地利用，從而提高了車輛的通過性能。著條件容許限度內(nèi)得到很好地利用，從而提高了車輛的通過性能。7優(yōu)選分析 d. d.提高了車輛的舒適性。提高了車輛的舒適性。 采用液力傳動的車輛，起步平穩(wěn)，并在較大的速度范圍內(nèi)實采用液力傳動的車輛，起步平穩(wěn)，并在較大的速度范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速，可以吸收和消除變速行駛時的振動與沖擊，從而提現(xiàn)無級變速，可以吸收和消除變速行駛時的振動與沖擊，從而提高了車輛的舒適性。高了車輛的舒適性。 e.e.簡化了車輛的操縱。簡化了車輛的操縱。

13、因為液力變矩器本身就是一個無級自動變速器，相當于擴大了發(fā)因為液力變矩器本身就是一個無級自動變速器，相當于擴大了發(fā)動機的動力范圍，故變速器的檔數(shù)可以顯著減少。動機的動力范圍，故變速器的檔數(shù)可以顯著減少。 進行動力匹配即變矩器與發(fā)動機的匹配計算，必須先了解液進行動力匹配即變矩器與發(fā)動機的匹配計算，必須先了解液力變矩器的特性，液力變矩器的特性包括原始特性、輸入特性和力變矩器的特性，液力變矩器的特性包括原始特性、輸入特性和輸出特性。輸出特性。 （1 1）原始特性）原始特性 變矩器的原始特性是研究變矩器的原始特性是研究11、2=f2=f（i i）的變化關(guān)系。）的變化關(guān)系。 8優(yōu)選分析匹配中用到的幾個參數(shù)

14、：匹配中用到的幾個參數(shù)： 1.1.循環(huán)圓直徑循環(huán)圓直徑d d： 由泵輪、渦輪和導輪組成封閉的環(huán)形空間，通常叫做循環(huán)圓，由泵輪、渦輪和導輪組成封閉的環(huán)形空間，通常叫做循環(huán)圓，它的直徑就是循環(huán)圓直徑。它的直徑就是循環(huán)圓直徑。 2.2.變矩系數(shù)變矩系數(shù)k k： 渦輪軸輸出力矩與泵輪軸輸入力矩之比。即渦輪軸輸出力矩與泵輪軸輸入力矩之比。即 k=m2/m1k=m2/m1式中，式中，m1m1泵輪軸上的輸入力矩；泵輪軸上的輸入力矩； m2m2渦輪軸上的輸出力矩。渦輪軸上的輸出力矩。 （1 1）當制動工況時，渦輪停止轉(zhuǎn)動，此時，變矩系數(shù)最大，）當制動工況時，渦輪停止轉(zhuǎn)動，此時，變矩系數(shù)最大，用用k k0 0表

15、示表示 ，表示液力變矩器啟動能力，克服超載能力。，表示液力變矩器啟動能力，克服超載能力。 3.3.變矩器的傳動效率變矩器的傳動效率9優(yōu)選分析 變矩器的傳動效率變矩器的傳動效率：即渦輪軸上輸出功率與泵輪軸上輸入：即渦輪軸上輸出功率與泵輪軸上輸入功率之比。功率之比。 =n2/n1=m2 =n2/n1=m2* *n2/m1/n1=kn2/m1/n1=k* *i i式中，式中， n1n1泵輪軸上的輸入功率；泵輪軸上的輸入功率； n2n2渦輪軸上的輸出功率；渦輪軸上的輸出功率； 4.4.變矩器的傳動比變矩器的傳動比i i 渦輪軸輸出轉(zhuǎn)速與泵輪軸轉(zhuǎn)速之比，即渦輪軸輸出轉(zhuǎn)速與泵輪軸轉(zhuǎn)速之比，即 i=n2/n

16、1i=n2/n1式中，式中， n1n1泵輪軸輸入轉(zhuǎn)速；泵輪軸輸入轉(zhuǎn)速； n2n2渦輪軸輸出轉(zhuǎn)速。渦輪軸輸出轉(zhuǎn)速。10優(yōu)選分析 5. 5.能容能容 表示變矩器傳遞能量的能力，我國用泵輪力矩系數(shù)表示變矩器傳遞能量的能力，我國用泵輪力矩系數(shù)11表示表示變矩器傳遞能量的能力大小。變矩器傳遞能量的能力大小。 6.6.變矩器的原始特性變矩器的原始特性 變矩器的原始特性是研究變矩器的原始特性是研究11、2=f2=f（i i）的變化關(guān)系。）的變化關(guān)系。 泵輪傳遞力矩的比例常數(shù)為泵輪傳遞力矩的比例常數(shù)為1 1 ，渦輪傳遞力矩的比例常數(shù)，渦輪傳遞力矩的比例常數(shù)為為22，它們也被分別叫做泵輪力矩系數(shù)和渦輪力矩系數(shù)。

17、，它們也被分別叫做泵輪力矩系數(shù)和渦輪力矩系數(shù)。 泵輪力矩和渦輪力矩方程為：泵輪力矩和渦輪力矩方程為： m1= 1nm1= 1n1 12 2d d5 5 m2= 2n m2= 2n1 12 2d d5 5 泵輪力矩系數(shù)泵輪力矩系數(shù)11和渦輪力矩系數(shù)和渦輪力矩系數(shù)22是在試驗臺測得數(shù)據(jù)求是在試驗臺測得數(shù)據(jù)求得的。得的。11優(yōu)選分析 右圖為變矩器右圖為變矩器特性試驗裝置。特性試驗裝置。 試驗時，保持試驗時，保持泵輪轉(zhuǎn)速恒定，改泵輪轉(zhuǎn)速恒定，改變變m2m2，測得，測得m1m1、n2n2，再根據(jù)上述力矩方再根據(jù)上述力矩方程，即可求得程，即可求得發(fā)動機發(fā)動機 或或測功器測功器變矩器變矩器測功器測功器泵輪力

18、矩系數(shù)和渦輪力矩系數(shù)。泵輪力矩系數(shù)和渦輪力矩系數(shù)。 用以上測得的用以上測得的m1m1、m2m2、n2n2即可繪制變矩器的外特性曲線。即可繪制變矩器的外特性曲線。12優(yōu)選分析 在上圖（在上圖（a a）中任取一點）中任取一點n n2 2= =1 1n n2 2，可得，可得1 1m m1 1及及2 2m m2 2，根據(jù)力矩方，根據(jù)力矩方程可得：程可得： 1 11 1= =1 1m m1 1/ /（nn1 12 2d d5 5） 1 12 2= =1 1m m2 2/ /（nn1 12 2d d5 5） 而，而，i=i=1 1n n2 2/n/n1 1，這樣即得，這樣即得=f=f（i i）曲線上兩個點

19、（）曲線上兩個點（1 1i i、1 11 1）及（及（1 1i i、1 12 2），同樣得方法類推，即可得變矩器原始特性曲線），同樣得方法類推，即可得變矩器原始特性曲線1 1、2 2=f=f（i i），如圖（），如圖（b b）所示。）所示。 變矩器的原始特性曲線除了給出變矩器的原始特性曲線除了給出11、2=f2=f1 1、2 2（i i）外，還）外，還要繪出要繪出k k、=f=f3 3、4 4（i i）曲線，如下圖。）曲線，如下圖。13優(yōu)選分析 具體求法是：有了原具體求法是：有了原始特性始特性1 1、2 2=f=f1 1、2 2（i i）即可按如下求得變矩器系即可按如下求得變矩器系數(shù)數(shù)k k和

20、變矩器效率和變矩器效率： k=mk=m2 2/m/m1 1=2 2/1 1=f=f3 3（i i） =n=n2 2/n/n1 1=m=m2 2n n2 2/m/m1 1n n1 1=ki=ki =f =f4 4（i i）14優(yōu)選分析 7. 7.變矩器的輸入特性變矩器的輸入特性 變矩器的輸入特性是研究變矩器的輸入特性是研究m m1 1=f=f（n n1 1）的變化關(guān)系。）的變化關(guān)系。 輸入特性可根據(jù)原始特性用力矩計算方程求得。對于給定的輸入特性可根據(jù)原始特性用力矩計算方程求得。對于給定的液力變矩器，一定的工作液體，給定傳動比下，液力變矩器，一定的工作液體，給定傳動比下，1 1dd5 5= =常數(shù)

21、常數(shù)c c，故故 m m1 1=cn=cn1 12 2 m m1 1是隨是隨n n1 1變化，通過坐標原點的拋物線。變化，通過坐標原點的拋物線。 當當i i變化時，變化時，11變化，形成一組泵輪負載拋物線，即變矩器變化，形成一組泵輪負載拋物線，即變矩器的輸入特性曲線，如下圖示。的輸入特性曲線，如下圖示。15優(yōu)選分析 得到變矩器的輸入特性，得到變矩器的輸入特性，就可求得變矩器和發(fā)動機共就可求得變矩器和發(fā)動機共同工作時發(fā)動機的工作點。同工作時發(fā)動機的工作點。 裝載機發(fā)動機飛輪和變裝載機發(fā)動機飛輪和變矩器泵輪直接連接，則發(fā)動矩器泵輪直接連接，則發(fā)動機發(fā)出力矩機發(fā)出力矩m me e=m=m1 1，發(fā)動

22、機的，發(fā)動機的飛輪轉(zhuǎn)速飛輪轉(zhuǎn)速n ne e=n=n1 1，故，故m m1 1=f=f（i i）就是發(fā)動機的負荷特性曲線。就是發(fā)動機的負荷特性曲線。16優(yōu)選分析 7. 7.變矩器的輸出特性變矩器的輸出特性 變矩器的輸出特性是研究變矩器的輸出特性是研究m m2 2、m m1 1、n n1 1、=f=f（n n2 2）的變化關(guān)）的變化關(guān)系。系。 當發(fā)動機油門全開時，則發(fā)動機的工作點就是發(fā)動機曲軸當發(fā)動機油門全開時，則發(fā)動機的工作點就是發(fā)動機曲軸輸出扭矩特性曲線和輸出扭矩特性曲線和m m1 1=f=f（n n1 1）曲線的交點）曲線的交點a a1 1、a a2 2、a a3 3、a a4 4、a a5

23、 5、a a6 6、a a7 7各點，如下圖。各點，如下圖。 根據(jù)變矩器的原始特性和輸入特性，即可求得變矩器和發(fā)根據(jù)變矩器的原始特性和輸入特性，即可求得變矩器和發(fā)動機共同工作的輸入特性。動機共同工作的輸入特性。17優(yōu)選分析 參看下頁圖中，參看下頁圖中，在變矩器原始特性圖在變矩器原始特性圖（a a）上假定某一傳）上假定某一傳動比動比1 1i i，然后找到對，然后找到對應的應的1 11 1、1 1k k、1 1，作出發(fā)動機負荷拋物作出發(fā)動機負荷拋物線，即變矩器輸入特線，即變矩器輸入特性，圖（性，圖（b b），），m1=m1=1 11 1nn1 12 2d d5 5和柴油和柴油機的速度特性的交點機的

24、速度特性的交點18優(yōu)選分析1 1m me e、1 1n ne e，故，故 1 1m m1 1= =1 1m me e，1 1n n1 1= =1 1n ne e而，而，1 1m m2 2= =1 1kk1 1m m1 1= =1 1kk1 1m me e，1 1n n2 2= =1 1ii1 1n n1 1= =1 1ii1 1n ne e這時，變矩器的傳動效率這時，變矩器的傳動效率1 1 。19優(yōu)選分析 這樣即得到輸出特性這樣即得到輸出特性m1m1、m2m2、n1n1、=f=f（n2n2）曲線上與）曲線上與1 1i i相對應得一個點（相對應得一個點（1 1m m1 1，1 1n n2 2）、

25、（）、（1 1m m2 2，1 1n n2 2）、（）、（1 1n n1 1，1 1n n2 2）、）、（1 1，1 12 2），多取幾個），多取幾個i i值，即可求得輸出特性值，即可求得輸出特性m m1 1、m m2 2、n n1 1、=f=f（n n2 2）曲線。）曲線。 8.8.千轉(zhuǎn)扭矩千轉(zhuǎn)扭矩mbgmbg現(xiàn)在，我國目前多用千轉(zhuǎn)扭矩現(xiàn)在，我國目前多用千轉(zhuǎn)扭矩mbgmbg表示變矩器能容。表示變矩器能容。m mbgbg=m=mb b/(n/(nb b/1000)/1000)2 2 與軟件中與軟件中（10104 4）=m=mbgbg* *10104 4/ /（100010002 2* *d d

26、5 5）即變矩器特性參數(shù)給出的是：即變矩器特性參數(shù)給出的是：mbgmbg、k k、i i、20優(yōu)選分析 三、變矩器與發(fā)動機匹配的簡單分析三、變矩器與發(fā)動機匹配的簡單分析 研究變矩器和發(fā)動機共同工作的目的在于檢查變矩器結(jié)構(gòu)研究變矩器和發(fā)動機共同工作的目的在于檢查變矩器結(jié)構(gòu)型式和有效直徑的選擇是否合適，如何配合才能使整機獲得良型式和有效直徑的選擇是否合適，如何配合才能使整機獲得良好的性能。好的性能。 發(fā)動機實際使用時，除帶動發(fā)動機的輔助裝置（風扇、水發(fā)動機實際使用時，除帶動發(fā)動機的輔助裝置（風扇、水泵、發(fā)電機、空氣濾清器、消音器等）外，還須帶動整車輔助泵、發(fā)電機、空氣濾清器、消音器等）外，還須帶動

27、整車輔助裝置（包括工作裝置用油泵、變速泵、轉(zhuǎn)向泵、制動泵、氣泵、裝置（包括工作裝置用油泵、變速泵、轉(zhuǎn)向泵、制動泵、氣泵、冷卻泵等），故發(fā)動機的力矩曲線必須根據(jù)裝載機的具體使用冷卻泵等），故發(fā)動機的力矩曲線必須根據(jù)裝載機的具體使用情況，扣除帶動這些裝置的力矩確定。情況，扣除帶動這些裝置的力矩確定。 對于裝載機，由于變矩器和工作裝置油泵經(jīng)常同時工作，對于裝載機，由于變矩器和工作裝置油泵經(jīng)常同時工作，21優(yōu)選分析而工作裝置油而工作裝置油泵所消耗的功泵所消耗的功率約占發(fā)動機率約占發(fā)動機功率的功率的40-60%，故確定，故確定變矩器的有效變矩器的有效直徑直徑d時，就時，就不能采用發(fā)動不能采用發(fā)動機的全功

28、率匹機的全功率匹配，否則在牽配，否則在牽22優(yōu)選分析引工況時，勢必引起發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低，鏟斗動作緩慢，發(fā)動機功引工況時，勢必引起發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低，鏟斗動作緩慢，發(fā)動機功率利用程度降低，作業(yè)效率降低。率利用程度降低，作業(yè)效率降低。 實際上裝載機的整個工作過程中，各泵不是處于滿負荷工作，實際上裝載機的整個工作過程中，各泵不是處于滿負荷工作，因而裝載機工作是處于下圖陰影線面積區(qū)域之中。因而裝載機工作是處于下圖陰影線面積區(qū)域之中。 為兼顧裝載機的整個工作過程，則所選變矩器在最高效工況為兼顧裝載機的整個工作過程，則所選變矩器在最高效工況i i* *的負荷拋物線與全功率匹配交點的負荷拋物線與全功率匹配交點a

29、a扭矩扭矩m m接近于額定扭矩點，與接近于額定扭矩點，與部分功率匹配扭矩部分功率匹配扭矩mm的交點的交點b b則接近于額定扭矩點的外特性區(qū)段。則接近于額定扭矩點的外特性區(qū)段。 為全面評價變矩器的性能，一般根據(jù)變矩器幾種典型工況下為全面評價變矩器的性能，一般根據(jù)變矩器幾種典型工況下有關(guān)上述性能的指標來評價。有關(guān)上述性能的指標來評價。 幾種典型的工況是：啟動工況、最高效率工況、高效工作區(qū)幾種典型的工況是：啟動工況、最高效率工況、高效工作區(qū) 23優(yōu)選分析 域。域。 1.1.啟動工況啟動工況 啟動工況即啟動工況即i=0i=0的工況，此時的評價參數(shù)為：啟動變矩系數(shù)的工況，此時的評價參數(shù)為：啟動變矩系數(shù)k

30、 k0 0和力矩系數(shù)和力矩系數(shù)0 0。 2.2.最高效率工況最高效率工況 =maxmax的工況稱為最高效率工況，此時傳動比的工況稱為最高效率工況，此時傳動比i i、變矩系數(shù)、變矩系數(shù)k k、力矩系數(shù)、力矩系數(shù)，都作為評價指標。，都作為評價指標。 3.3.高效工作區(qū)域高效工作區(qū)域 效率值效率值不低于給定值（一般是不低于給定值（一般是75-80%75-80%）的區(qū)域稱為高效工）的區(qū)域稱為高效工24優(yōu)選分析作區(qū)域，作為評價指標的參數(shù)是高效區(qū)的最大變矩系數(shù)作區(qū)域，作為評價指標的參數(shù)是高效區(qū)的最大變矩系數(shù)k kp p以及高以及高效區(qū)域傳動比的范圍效區(qū)域傳動比的范圍d dp p。 通常認為高效工作區(qū)域范圍

31、越寬（通常認為高效工作區(qū)域范圍越寬（d dp p值越大），最高效率值越大），最高效率maxmax值越大，變矩器的性能越好。值越大，變矩器的性能越好。 按右圖示，簡單分析一下按右圖示，簡單分析一下如何配合為好：如何配合為好： 1 1）發(fā)動機全功率匹配扭矩）發(fā)動機全功率匹配扭矩曲線曲線2 2，此時不與負荷拋物線相，此時不與負荷拋物線相交，發(fā)動機只能使用在部分交，發(fā)動機只能使用在部分25優(yōu)選分析特性和調(diào)速特性上，即配合的不好。特性和調(diào)速特性上，即配合的不好。 2 2）發(fā)動機全功率匹配扭矩曲線）發(fā)動機全功率匹配扭矩曲線3 3，發(fā)動機僅能在低轉(zhuǎn)速下工，發(fā)動機僅能在低轉(zhuǎn)速下工作，此時發(fā)動機不能發(fā)揮最大功率

32、。作，此時發(fā)動機不能發(fā)揮最大功率。 為了使兩者聯(lián)合工作的性能良好，在為給定的發(fā)動機選擇變?yōu)榱耸箖烧呗?lián)合工作的性能良好，在為給定的發(fā)動機選擇變矩器時，一般使通過調(diào)整有效直徑來達到；在為給定的變矩器選矩器時，一般使通過調(diào)整有效直徑來達到；在為給定的變矩器選擇發(fā)動機時，一般是先畫出變矩器的輸入特性曲線，按工作需要擇發(fā)動機時，一般是先畫出變矩器的輸入特性曲線，按工作需要和機器所需功率選擇一個與上述輸入特性配合得較好的的發(fā)動機和機器所需功率選擇一個與上述輸入特性配合得較好的的發(fā)動機特性曲線。特性曲線。結(jié)論：對于安裝液力變矩器的機器，選擇性能比較好的發(fā)動機和結(jié)論：對于安裝液力變矩器的機器，選擇性能比較好的

33、發(fā)動機和變矩器固然重要，但更重要的是二者的相互配合。變矩器固然重要，但更重要的是二者的相互配合。26優(yōu)選分析 下面就下面就fl958gfl958g配東風康明斯發(fā)動機、杭齒配東風康明斯發(fā)動機、杭齒zl40/50zl40/50雙變、徐州雙變、徐州美馳驅(qū)動橋的匹配過程作以簡單說明。美馳驅(qū)動橋的匹配過程作以簡單說明。 第一步，輸?shù)谝徊剑斎胍阎獏?shù)入已知參數(shù)27優(yōu)選分析第二步，輸入發(fā)第二步，輸入發(fā)動機外特性參數(shù)動機外特性參數(shù)28優(yōu)選分析第三步，計算各種扭矩消耗第三步，計算各種扭矩消耗 泵所消耗扭矩的計算按下式：泵所消耗扭矩的計算按下式： m=0.159m=0.159* *排量排量* *壓力壓力/ /（

34、變速比（變速比* *效率）效率）29優(yōu)選分析30優(yōu)選分析第四步，輸入變矩器原始特性參數(shù)第四步，輸入變矩器原始特性參數(shù)31優(yōu)選分析32優(yōu)選分析第五步，變矩器泵輪負載特性參數(shù)第五步，變矩器泵輪負載特性參數(shù)33優(yōu)選分析第六步，發(fā)動機與變矩器共同工作的輸入特性曲線第六步，發(fā)動機與變矩器共同工作的輸入特性曲線34優(yōu)選分析第七步，共同工作第七步，共同工作輸出特性，輸出特性，下表下表n nb b為匹配轉(zhuǎn)速，為匹配轉(zhuǎn)速，其它為計算值：其它為計算值：m mb b=1 1nnb b2 2d d5 5 n nt t=n=nb b* *i im mt t=m=mb b* *k k=m=mt t* *n nt t/ /（m mb b* *n nb b）=k=k* *i i35優(yōu)選分析