第五章 液力傳動(dòng)

1、 一般的機(jī)器設(shè)備都包括動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分。傳動(dòng)裝置將動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)接成一體，并起著傳遞能量、變速、變矩、換向、制動(dòng)及改變動(dòng)力性能等作用，它是現(xiàn)代器設(shè)備中為滿足工作機(jī)特定要求所不可缺少的重要組成部分。 按傳遞能量方式，現(xiàn)有機(jī)器的傳動(dòng)裝置中主要有機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和液體傳動(dòng)等形式。液壓傳動(dòng)是液體傳動(dòng)中的一種，主要靠改變液體動(dòng)能的大小達(dá)到傳遞和改變能量形式的目的，又稱作動(dòng)液傳動(dòng)。 液力傳動(dòng)的基本元件劇液力偶合器和液力變矩器。 圖5-1 液力傳動(dòng)原理圖1-動(dòng)力機(jī)；2-離心泵或泵輪；3-吸人管；4-液槽：5-泵輪殼體；6-I連通管；7-禍輪機(jī)殼體；8-導(dǎo)流管或?qū)л啠?-渦輪；10-渦輪機(jī)出水

2、管；11-工作機(jī)；12-液力傳動(dòng)元件示意圖 離心泵在動(dòng)力機(jī)的帶動(dòng)下，從液池吸入液體，變機(jī)械能為液體能；具有一定動(dòng)能和壓能的液體沿管道進(jìn)入渦輪，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)與之相聯(lián)的工作機(jī)作功，又將液體能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。在此工作過程中，工作液（油、水或其他液體)始終作為傳能介質(zhì)，把離心泵與渦輪機(jī)聯(lián)接在一起。 液力傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：液力元件內(nèi)部靠液體傳遞能量，無機(jī)械連接因而傳動(dòng)性能柔和，具有很好的防振和隔振作用，有利于提高由動(dòng)力機(jī)到工作機(jī)全部設(shè)備的使用壽命。液力變矩器能在一定范圍內(nèi)自動(dòng)變矩和變速。工作機(jī)負(fù)荷大時(shí)，變矩器輸出力矩自動(dòng)增大，轉(zhuǎn)速自動(dòng)降低；使工作機(jī)保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。液力偶合器無自動(dòng)變矩的能力，但可

3、以進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。對(duì)動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)起過載保護(hù)作用，防止因載荷突然增大而使動(dòng)力機(jī)熄火或停轉(zhuǎn)，并改善動(dòng)力機(jī)的啟動(dòng)性能。工作機(jī)起步平穩(wěn)，加速均勻、迅速。易于實(shí)現(xiàn)操作的簡(jiǎn)化和自動(dòng)化。 與機(jī)械傳動(dòng)相比，液力傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：傳動(dòng)損失較大，效率不高；需要配備供油和冷卻等輔助設(shè)備，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本比較高。圖5-2 偶合器示意圖1-輸入(泵輪)軸；2-泵輪；3-外殼； 4-渦輪；5-輸出(渦輪)軸 偶合器的泵輪軸與動(dòng)力機(jī)相連，工作時(shí)，動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，由于工作腔內(nèi)充滿工作液體，在離心力作用下，液體向泵輪外緣（泵輪出口）流動(dòng)。如果渦輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，或轉(zhuǎn)速低于泵輪，渦輪外緣(渦輪進(jìn)口)處液體所受的離心力為零或較

4、小。由于兩個(gè)工作輪直徑相同，在軸線方向上成鏡面對(duì)稱布置，端面間很小，又密封在同一外殼內(nèi)，故泵輪外緣處的液體就自動(dòng)地流向渦輪，沖擊渦輪葉片，推動(dòng)或加速渦輪同向旋轉(zhuǎn)。液體進(jìn)入渦輪后，沿著流道向渦輪中心(渦輪出口)流動(dòng)，并返回輪中心(泵輪進(jìn)口)再被泵出，從而在工作腔內(nèi)產(chǎn)生液體的循環(huán)流動(dòng)。 圖5-3 偶合器的工作輪 圖5-4 工作輪葉片間的流道 1-泵輪；2-渦輪；3-旋轉(zhuǎn)外殼圖5-5 變矩器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-泵輪；2-泵輪軸；3-渦輪4-渦輪軸；5-外殼；6-導(dǎo)輪 圖5-6 液體在各個(gè)工作輪中 相對(duì)運(yùn)動(dòng)示意圖 變矩器工作時(shí)，動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，泵輪內(nèi)的葉片帶動(dòng)循環(huán)工作腔內(nèi)的液體作圓周運(yùn)動(dòng)。在離心力的作用下

5、，液體被迫沿著葉片問的通道作如圖5-6所示的相對(duì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的動(dòng)能和壓能。由泵輪流出的高速工作液經(jīng)過無葉片區(qū)段后，進(jìn)人渦輪，沖擊渦輪葉片，推動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。液體進(jìn)入渦輪后，隨渦輪一起旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在葉片流道內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將大部分的液體能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)工作機(jī)。工作液由渦輪流出后，再?zèng)_向?qū)л?。由于?dǎo)輪與外殼固定連接，其轉(zhuǎn)速nD=0，故導(dǎo)輪不傳遞功率，除了能量損失外，無能量輸入和輸出，導(dǎo)輪只起導(dǎo)流作用，即改變液體流速的大小和方向，使液體的壓能和動(dòng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，改變進(jìn)、出口處液體的動(dòng)量矩。密度較大。有足夠的潤(rùn)滑性和適當(dāng)?shù)恼扯取２缓锌晌龀龅幕蛭盏拇罅繗怏w，不易分解出蒸汽或含有易分解出蒸汽

6、的物質(zhì)。具有適當(dāng)?shù)拈W點(diǎn)和凝點(diǎn)。閃點(diǎn)是指一定溫度條件下，工作液體的蒸汽與周圍空氣形成的混合氣體，接近火焰發(fā)出閃火時(shí)的溫度值。對(duì)零部件和密封件無腐蝕作用。能在較高的溫度(80110)下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，即使用過程中粘度無明顯的改變也不發(fā)生液體的稠化、氧化及產(chǎn)生沉淀。圖5-7 中間流線和中間旋轉(zhuǎn)曲面(a)循環(huán)圓部分駛中間流線； (b)中間旋轉(zhuǎn)曲面 圖5-8 偶合器的平面展開圖及 進(jìn)、出口速度 R中間曲面上某點(diǎn)到軸線的半徑；b葉片某處的寬度；F某處流道的過流面積； 中間曲面上液體質(zhì)點(diǎn)的圓周速 度、相對(duì)速度和絕對(duì)速度；Cu中間曲面上液體質(zhì)點(diǎn)的絕對(duì)速度在圓周切線方向的速度分量，稱作圓周分速度；Cr中間曲面上液

7、體質(zhì)點(diǎn)的絕對(duì)速度在軸面上的速度分量，稱作軸面分速度。uwc、 、下標(biāo)“B”表示泵輪參數(shù)，“T”表示渦輪參數(shù)，“1”表示中間曲面處的進(jìn)口位置，“2” 表示出口位置。 1.泵輪出口處液流速度 泵輪出口處液體的圓周速度 在平面圖上沿母線方向，其值為2Bu22230BBBBBn RuR 泵輪出口處液體相對(duì)于葉片的運(yùn)動(dòng)速度 沿葉片出口的切線方向。由于葉片平直且徑向放置，泵輪出口過流斷面垂直于葉片，故 就是過流斷面上的徑向分速度，其值為2Bw2Bw222222BBBBBQQwFR b泵輪出口處液流的速度三角形，其絕對(duì)速度為 222BBBcuw2.渦輪進(jìn)口處液流速度 偶合器泵輪出口處的液體直接流向渦輪的入口

8、處，在兩個(gè)工作輪之間的過渡區(qū)內(nèi)，液流不受外力的作用，各點(diǎn)的速度矩相等，即保持cur=常數(shù)。由于泵輪出口與渦輪入口幾乎銜接， ，即渦輪進(jìn)口的絕對(duì)速度就是泵輪出口的絕對(duì)速度。 212121,BTBT uBTRRcccc渦輪圓周速度 沿母線方向，其值為 1Tu11130TTTTTn RuR 當(dāng)一定 時(shí)， 的大小確定。于是可作渦輪進(jìn)出口處液體的速度三角形，其相對(duì)速度為 Tn1Tn11121TTTBTwcucu 3.渦輪出口處液流速度 222230TTTTTn RuR渦輪出口處液體的圓周速度 沿母線方向，其值為2Tu 渦輪出口處液體相對(duì)于葉片的運(yùn)動(dòng)速度沿葉片方向，其值為 222222TTTTTQQwFR

9、 b222TTTcuw2Tu 當(dāng)結(jié)構(gòu)和工況一定時(shí)， 及 一定，故可作渦輪出口處液體的速度三角形，其絕對(duì)速度為2Tw4.渦泵輪進(jìn)口處液流速度 同樣，液體流入泵輪進(jìn)口的速度，就是渦輪的出口速度，即 。 的方向沿母線方向，其值為12BTcc1Bu11130BBBBBn RuR 泵輪進(jìn)口的相對(duì)速度為 11121BBBTBwcucu 以工作輪進(jìn)、出口處液流速度的分析為基礎(chǔ)，可以比較方便地對(duì)液力偶合器的循環(huán)流量及力矩進(jìn)行討論。 偶合器泵輪和渦輪進(jìn)出口處速度間的關(guān)系，以及它們與循環(huán)圓尺寸間的關(guān)系，也可以由圖4-9表示。圖5-9 偶合器內(nèi)液流速度三角形與半徑的關(guān)系能量平衡方程為 00BTBTgQHgQHgQh

10、HHh1.泵輪提供的液體壓頭 BH2222222(1)(1)BBBBBuiiHHRgg或 2.渦輪消耗的液體壓頭 222222222TBTBBiiiiHuHRgg或TH3.循環(huán)流道中液體的能量損失h 偶合器內(nèi)總的能量損失可以表示為BimTimfhhhh22222122()(1)22BBBBTBBBimuui uhgg 2222212()(1)222TTTBTTBTimuui uhggg22fhg液體在泵輪及渦輪進(jìn)口處的沖擊損失液體在循環(huán)流道中流動(dòng)時(shí)， 和 由于液體的內(nèi)摩擦，液體與工作輪內(nèi)壁的摩擦，以及流道內(nèi)擴(kuò)散、收縮、拐彎等造成的總阻力損失 。 fhBimhTimh 在偶合器和其他液力元件的設(shè)

11、計(jì)中，為盡可能減小流道內(nèi)液體流動(dòng)的損失，總是力求循環(huán)流道各處的過流面積接近相等。 循環(huán)流量為 2222222222222(1)(1)(1)(1)15BBBBBBBBR bniiQFwF wF u 當(dāng)偶臺(tái)器的結(jié)構(gòu)尺寸及泵輪轉(zhuǎn)速一定，并假定阻力損失 系數(shù)為常數(shù)時(shí)，循環(huán)流量Q只是轉(zhuǎn)速比i的函數(shù)，即Q=f(i)。 循環(huán)流量還可以改寫為 2222222(1)1()BBiQF u 222221,1 () ,1BBABF uCA 22AiBQC令則有圖5-10 偶合器循目流量特性曲線 設(shè)泵輪作用于液體的力矩為 ，渦輪作用于液體的力矩為 則有力矩公式B YMT YM2211()B YBB uBB uMQ R

12、cR c2211()T YTT uTT uMQ R cR c通常， ，以及 ，故為 為正， 為負(fù)，泵輪使液體的動(dòng)量矩增加，渦輪使動(dòng)量矩減小。 2121,BBB uB uRRcc1212,TTT uT uRRccB YMT YM代入 和 有 1212,BTTBRRRR1212,B uT uT uB ucccc2222()B YBB uTT uMQ R cR c2222()T YBB uTT uMQ R cR c B YT YMM 偶合器泵輪和渦輪各自作用于液體的力矩是大小相等，方向相反。簡(jiǎn)化后有 BYMM 轉(zhuǎn)速比 。表示渦輪轉(zhuǎn)速與泵輪轉(zhuǎn)速之比值，即iTBnin一般小于1。 相對(duì)滑差率s。表示泵輪

13、、渦輪間的轉(zhuǎn)速差與泵輪轉(zhuǎn)速比值的百分?jǐn)?shù)，即 ii當(dāng) =0時(shí)，s=100，循環(huán)流量和傳遞的力矩達(dá)最大值； 當(dāng) = 1時(shí)，s=100，循環(huán)流量和傳遞的力矩為零。i100%BTBnsn 變矩系數(shù)K。表示輸出力矩與輸入力矩的比值，即TBMKM偶合器不變矩，故K=1。 輸入功率 和輸出功率 BNTN偶合器的輸入功率為253530BBBBBBNBBnNMgn Dgn D 偶合器的輸出功率為 2535()30BTTTBBBBNTBnNMiMign Dgn D 效率 。表示偶合器輸出功率與輸入功率之比值，即 ()TTTBBBNMiNM 該式表明，偶合器的效率等于轉(zhuǎn)速比i 圖5-11 偶合器的外特性曲線 圖5-

14、12 偶合器的通用特性曲線圖5-13 偶合器的原始特性曲線圖5-14 偶合器的理想原始特性曲線 1.牽引工況特性曲線2.超越工況特性曲線3.反轉(zhuǎn)工況特性曲線 圖5-15 偶合器超越工況特性曲線 (a)循環(huán)流量方向的示意圖； (b)牽引、超越工況特性曲線圖5-16 偶合器反轉(zhuǎn)工況特性曲線圖5-17 偶合器的全特性曲線 1.偶合器的負(fù)載特性圖5-18 偶合器的負(fù)載特性曲線2.電動(dòng)機(jī)的特性 圖5-19 異步電動(dòng)機(jī)的特性曲線3.偶合器與電動(dòng)機(jī)共同工作特性 圖5-20 偶合器與異步電動(dòng)機(jī)共同工作特性曲線 (a)共同工作輸入特性曲線；(b)共同工作輸出特性曲線 4.偶合器與異步電動(dòng)機(jī)合理匹配原則 偶合器與

15、異步電動(dòng)機(jī)共同工作時(shí)，通常要盡量滿足兩個(gè)條件：一是 工況下的負(fù)載拋物線通過電動(dòng)機(jī)的最大力矩點(diǎn)m，以便利用電動(dòng)機(jī)的最大力矩帶載啟動(dòng)工作機(jī)，同時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)起過載保護(hù)作用；二是偶合器額定工況( )下的負(fù)載拋物線通過電動(dòng)機(jī)的額定工況點(diǎn)e，目的是正常工作時(shí)既能充分利用電動(dòng)機(jī)的最大功率；又能保證偶合器在高效狀態(tài)下運(yùn)行。0i *ii 偶合器與電動(dòng)機(jī)共同工作后，只要匹配合理，就會(huì)大大地改善聯(lián)合動(dòng)力機(jī)組的工作性能。主要表現(xiàn)在以下幾方面：對(duì)電動(dòng)機(jī)起過載保護(hù)作用。保證電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能，縮短啟動(dòng)時(shí)間。帶載啟動(dòng)力矩增大。圖5-21 三輪向心變矩器循環(huán)圓示意圖 l-泵輪：2-渦輪；3-導(dǎo)輪 1.泵輪進(jìn)、

16、出口處的液流速度 圖5-22 泵輪軸面、軸向圖及液流進(jìn)、出口速度三角形 設(shè)泵輪進(jìn)、出口處液流的圓周速度分別為 和 ，在軸向投影圖上為圓周的切線方向，其大小取決于泵輪的轉(zhuǎn)速 和葉片進(jìn)、出口處的半徑 和 ，分別為1Bu2BuBn1BR2BR11130BBBBBn RuR22230BBBBBn RuR 無沖擊條件下，液體沿葉片進(jìn)口處骨線的切線方向進(jìn)入泵輪，沿葉片出口處骨線的方向流出泵輪，故泵輪進(jìn)口和出口處相對(duì)速度 和 的方向可知，其大小等于循環(huán)流量除以與相對(duì)速度方向垂直的有效過流面積，即1Bw2Bw1111BBBBvBQQwFa b Z2222BBBBvBQQwFa b Z 式中 泵輪軸向圖上進(jìn)、出

17、口處相鄰葉片間的最短距離； 泵輪軸面圖上進(jìn)、出口處葉片流道的寬度； 泵輪葉片數(shù)目。 12BBaa、12BBbb、vBZ已知 111BBBcuw222BBBcuw221111112cosBBBBBBcwuu w222222222cosBBBBBBcwuuw22BB k111BB uB rccc222BB uB rccc1111cotB uBB rBcuc2222cotB uBB rBcuc則有 111112B rBBBBQQcFR b222222B rBBBBQQcFR b再由 可求 2.渦輪進(jìn)、出口處的液流速度圖5-23 渦輪軸面、軸向圖及進(jìn)、出口速?gòu)B二角彤11130TTTTTn RuR222

18、30TTTTTn RuR由圖可知無沖擊條件下，液體沿葉片骨線的切線方向進(jìn)入和流出渦輪，即相對(duì)速度的方向是已知的，大小分別為111TTTvTQwa b Z222TTTvTQwa b Z111TTTcuw222TTTcuw11112T rTTTQcR b22222T rTTTQcR b1111cotT uTT rTcuc2222cotT uTT rTcuc 已知可求3.導(dǎo)輪進(jìn)、出口處的液流速度圖5-24 導(dǎo)輪軸面、軸向及進(jìn)、出口處液流速度三角形 導(dǎo)輪葉片進(jìn)、出口處絕對(duì)速度的軸面分速度值分別為111112D rD rDDDQcwR b222222D rD rDDDQcwR b圓周分速度值分別為111

19、cotD uD rDcc222cotD uD rDcc 所謂變矩原理，只討論變矩器自身為何能將動(dòng)力機(jī)輸入的力矩放大或縮小，使得 不等于的問題。BMTM圖5-25 變矩器中間曲面展開圖上的液流速度根據(jù)圖5-25可推到公式如下因?yàn)?2211BB uBB uB YmR cmR cLMtt/GmG gQt gQt所以 2211()B YBB uBB uMQ R cR c同理，可得到渦輪和導(dǎo)輪作用于液體的外力矩公式為2211()T YTT uTT uMQ R cR c2211()D YDD uDD uMQ R cR c在無葉片的過渡區(qū)域，液流的速度矩不變，有 1122TT uBB uR cR c1122

20、DD uTT uR cR c2211DD uBB uR cR c所以 2222()T YTT uBB uMQ R cR c1122()D YBB uTT uMQ R cR c 最后有公式0B YT YD YB YD YT YMMMMMM 或 上式表明，變矩器泵輪作用于液體的力矩 不等于液體作用于渦輪的力矩 ，即變矩器的輸入力矩不等于輸出力矩，而必須考慮導(dǎo)輪對(duì)液體作用力矩的影響。 B YMT YM 對(duì)于無導(dǎo)輪的偶合器 0B YT YB YT YMMMM 或 當(dāng)循環(huán)工作腔中的液體處于穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，作用于液體上的全部力矩之和為零，即0B YT YD YB YD YT YMMMMMMM 或如果忽略不

21、計(jì)變矩器中泵輪及渦輪各自的圓盤、軸承和密封等處的摩擦損失，則泵輪作用于液體的力矩等于泵輪的輸入力矩 ；渦輪作用于液體的力矩等于渦輪的負(fù)載力矩 ；或液體作用于渦輪的力矩等于渦輪的輸出力矩 ；再忽略不計(jì)液體流經(jīng)導(dǎo)輪時(shí)的損失，令 ，則有BB YMMTT YMMTT YMM DD YMMBDTMMM 對(duì)于偶合器工作狀態(tài)，有BTMM 由上可看出，變矩器輸出力矩與輸入力矩間的差值，等于導(dǎo)輪作用于液體的力矩。 在三種工況下力矩的變化情況下有不同的自動(dòng)適應(yīng)能力 無沖擊工況。重載工況。輕載工況。 可知，變矩器的工況是隨著渦輪軸上負(fù)載的變化而變化的。一般來說，泵輪轉(zhuǎn)速和力矩受工況的影響較小，且與變矩器的類型及結(jié)構(gòu)

22、有關(guān)；而渦輪的轉(zhuǎn)速和力矩，以及導(dǎo)輪的力矩，隨工況變化的程度明顯。很顯然，正是由于渦輪的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載而變化，影響到渦輪出口處液流速度的大小和方向，決定著導(dǎo)輪對(duì)液體作用力矩的大小和方向，從而起到加大或減小變矩器輸出力矩的作用。因此，變矩器所以能變矩，完全是依靠其中的導(dǎo)輪，以及導(dǎo)輪隨工況不同而自動(dòng)改變施加于液體的作用力矩的大小和方向的能力。這種能力稱作變矩器的自動(dòng)適應(yīng)性。1.泵輪中能量轉(zhuǎn)化規(guī)律 222222222222cotcot1()6015B kDD kBBBBBBBDDRR nHn QgbR b令 221()30BBBHR nAg22222222cotcot()60B kDD kBBHBBBDD

23、RnBgbR b 則泵輪的壓頭公式可寫為 BBHBHHABQ圖5-26 泵輪壓頭與循環(huán)2.渦輪中能量轉(zhuǎn)化規(guī)律 渦輪壓頭公式 22222222222cotcot1()()()303060T kB kTBTTTBTTTBBRRn QHnn ngbb令 221()30TTHRAg221()30BTHRBg222222cotcot1()60T kB kTHTTBBCgbb則渦輪的壓頭方程可寫為 2TTHTTHTTHTHA nBnCn Q2TTHTHTHHA iB iCiQ 圖5-27 渦輪壓頭與循環(huán)流量的關(guān)系渦輪消耗的液體壓頭不僅與循環(huán)流量 有關(guān)，還與渦輪的轉(zhuǎn)速 或轉(zhuǎn)速比 有關(guān)。QTni3.變矩器中的

24、能量損失 變矩器在傳遞和轉(zhuǎn)化能量的過程中，必然伴隨著能量損失，包括機(jī)械損失、容積損失和水力損失。最主要的是水力損失。按照流體力學(xué)的一般原理，將水力損失歸結(jié)為摩擦損失和沖擊損失兩大類，簡(jiǎn)要地討論其計(jì)算原理和分析方法。 (1)變矩器中的摩擦損失22()fBfTfDfBfTfDffhhhhAAAQA Q圖5-28 摩擦損失與循環(huán)流量的關(guān)系(2)變矩器中的沖擊損失 22imimchg對(duì)于泵輪，當(dāng)工況改變時(shí)，也會(huì)有一定程度的變化，液流進(jìn)口也發(fā)生沖擊，沖擊損失為im沖擊系數(shù)211()2B uB uBimimcchg令 21()1800BBBimBimn RAg1221112cotcot()30B kDD

25、kBBBimBimBBDRn RBgFR F122112cotcot()2BimB kDD kBimBBDRCgFR F有 2BimBimBimBimhABQCQ對(duì)于渦輪，液流進(jìn)口處的沖擊損失為211()2T uT uTimTimcchg21()230TimTTimRAgg22()230TimBTimBRBng2221()230TimBBTimTR nCgR1122112cotcot()30TimTT kBB kTimTTBRRDgFR F221221112cotcot()30TimBBT kBB kTimTTTBn RREgRFR F2122112cotcot()2TimT kBB kTim

26、TTBRFgFR F令有22TimTimTTimTTimTimTTimTimhAnBnCDn QEQFQ對(duì)于導(dǎo)輪，液流進(jìn)口沖擊損失為211()2D uD uDimDimcchg2221()230DimTDimDRAggR221221112cotcot()30DimTD kTT kDimBDDDTRRBngRFR F2122112cotcot()2DimD kTT kDimDDTRCgFR F22DimDimTDimTTimhAnBn QCQ令則得三工作輪向心渦輪式變矩器總的進(jìn)口沖擊損失為22imBimTimDimimimTimTimTimimhhhhab nc nd n Qe Qf QimBi

27、mTimaACimTimDimbAAimTimcB imTimDimdDBimBimTimeBEimBimTimDimfCFC式中 圖5-29 沖擊損失與循環(huán)流量的關(guān)系 4.變矩器中的能量平衡 能量守恒規(guī)律 0BTHHh變矩器中的能量平衡關(guān)系 0BTNNN圖5-30 變矩器中能量平衡及轉(zhuǎn)化的示意圖循環(huán)流量的方程式 20AQBQC值下循環(huán)流量，即Tn242BBACQA圖5-31 BSYB-660型變矩器的循環(huán)流量特性曲線圖5-32 渦輪位置對(duì)循環(huán)流量特性曲線的影響1-向心渦輪式；2-軸流渦輪式；3-離心渦輪式 循環(huán)流量與渦輪轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速比間的函數(shù)關(guān)系，反映了變矩器基本的內(nèi)在關(guān)系，故又稱作變矩器的內(nèi)

28、特性曲線。圖5-32表示了變矩器p渦輪的位置對(duì)循環(huán)流量特性曲線的影響。圖5-33 變矩器的外特性曲線圖5-34 變矩器的通用特性曲線 1.變矩器的力矩系數(shù) 變矩器的兩個(gè)基本力矩方程為25BBBMgn D 25TTBMgn D 式中 分別稱作變矩器泵輪和渦輪的力矩系數(shù)。 TB、 和 隨 變化的規(guī)律反映了同一類型的幾何相似的變矩器的共同特點(diǎn)，稱作變矩器的原始特性。 BTi2.變矩器原始特性曲線的繪制圖5-35 變矩器的原始特性曲線3.原始特性曲線的特征分析 原始特性曲線中有幾種典型的工況： 零速(制動(dòng)或啟動(dòng))工況。最高效率工況。偶合器工況。高效工作區(qū)。零矩工況。12BBT變矩器透穿性的大小，可以用

29、透穿度 示，它是某一低轉(zhuǎn)速比 下的力矩系數(shù) 與某一高轉(zhuǎn)速比 下力矩系數(shù) 的比值，即T1i2i1B2B 圖5-36 不同透穿性能變矩器的力矩系數(shù)及負(fù)載性能的比較圖(a)非透穿變矩器；(b)正透穿變矩器；(c)混合透穿變矩器；(d)負(fù)透穿變矩器圖5-37 變矩器的全外特性曲線a)離心渦輪式變矩器；(b)軸流渦輪式變矩器；(c)向心渦輪式變矩器圈5-38 柴油機(jī)特性曲線(a)兩程調(diào)速柴油機(jī)；(b)全程調(diào)速柴油機(jī)1.柴油機(jī)特性曲線當(dāng)柴油機(jī)與變矩器直接連接時(shí)有 12()BdamaNNNN12()/BdammaMMMiM 2.共同工作輸入特性曲線 圖5-39 矩器與柴油機(jī)共同工作輸入特性曲線 (a)非透穿

30、性變矩器-q柴油機(jī)共同工作；(b)正透穿性變矩器與柴油機(jī)共同工作； (c)負(fù)透穿性變矩器與柴油機(jī)共同工作；(d)混合透穿性變矩器與柴油機(jī)共同工作 3.共同工作輸出特性曲線圖5-40 變矩器與柴油機(jī)共同工作輸出特性曲線(a)非透穿性變矩器與柴油機(jī)共同工作；(b)正透穿性變矩囂與柴油機(jī)共同工作；(c)負(fù)透穿性變矩器與柴油機(jī)共同工作4.共同工作的合理匹配原則 在共同工作的范圍內(nèi)充分利用動(dòng)力機(jī)的功率。柴油機(jī)應(yīng)該有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。為了使柴油機(jī)不至于因負(fù)載突然增大而熄火，負(fù)載拋物線中的任何一條與凈力矩曲線的交點(diǎn)，應(yīng)在熄火點(diǎn)B以右。為了增大柴油機(jī)直接帶載啟動(dòng)能力，使工作機(jī)不易被制動(dòng)，希望 工況下的負(fù)載拋物