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1、液力變矩器培訓系列材料二,液力變矩器與柴油機合理匹配,引言 發(fā)動機的特性 液力變矩器的特性 發(fā)動機與液力變矩器的匹配 牽引特性計算及實例,工程機械典型液力傳動系統(tǒng),液力變矩器與柴油機合理匹配,工程機械通常以柴油機為動力源。由于柴油發(fā)動機的扭矩適應系數較小,難以適應工程機械的外載荷頻繁變化的要求;長時間在負荷不足的工況下工作,降低了發(fā)動機的功率利用率。,采用液力變矩器形成液力機械傳動后,能使工程機械獲得較好的牽引特性,對載荷的波動有自動適應性,能減少振動和沖擊,避免發(fā)動機熄火,實現(xiàn)無級變速,減少換檔次數,從而充分利用發(fā)動機功率。液力變矩器與柴油機的匹配是否合理對其各自性能的發(fā)揮及工程機械的整機性

2、能均具有重要的影響。,發(fā)動機的特性,柴油機速度特性是指柴油機的轉速與其輸出扭矩、功率及比燃料消耗量之間的變化關系。為改善柴油機的超速和怠速不穩(wěn)定問題,通常工程機械中應用較多的是帶全程式調速器的柴油機。其速度特性如圖1所示。最大供油時,所得到的速度特性稱為發(fā)動機的外特性,如曲線段;在調速器起作用時的速度特性稱為調速特性,如曲線段。,發(fā)動機典型工況及評價參數,(1)發(fā)動機最大功率工況:額定(標定)功率、額定轉速、額定扭矩。 (2)發(fā)動機最大扭矩工況:最大扭矩、最大扭矩工況下的轉速。 (3)空轉最高轉速工況:一般=(1.1-1.2),對應的、接近0。 (4)空載最低轉速工況(怠速工況):此時發(fā)動機輸

3、出功率和扭矩接近于零。 (5)發(fā)動機適應性系數:=/一般1 4.發(fā)動在段工作不穩(wěn)定,在、段工作是穩(wěn)定的。,液力變矩器的特性,原始(類型)特性是指泵輪力矩系數、變矩比、效率與轉速比間的關系。=()、=()、=()分別表示變矩器的負載特性、變矩特性和經濟特性。某一系列幾何相似而尺寸不同的變矩器,它們的原始特性曲線是一樣的。如圖2所示,液力變矩器的特性,輸入(負載)特性是指泵輪扭矩與轉速間的關系,由扭矩方程=52決定。當工作油()及變矩器(5)確定時,在某個工況下,隨變化是通過原點的二次拋物線。當工況變化時,也變化,可得一簇拋物線,如圖3所示。,變矩器典型工況及評價參數,效率特性:用=3()表示。最

4、高效率工況: 、 、 、 . 起動(最高變矩系數)工況:0=0、0=0、0、0。 高效工作范圍:用75%時的速比幅度來衡量,即=2/1應大 無級變矩:=2(),隨著工況的不同,變矩系數是變化的。 自動適應性:=4(),當負載下降時,轉速自動升高;反之轉速下降。 能容特性:用=1()表示,變矩器從發(fā)動機吸收的力矩值及變化情況。 透穿性及透穿系數:在能容特性曲線=1()上,當/0時具有負透穿性(離心式渦輪);當/0時具有正透穿性(向心式渦輪);當/=0時具有不透穿性(軸流式渦輪)。透穿系數:=0/,發(fā)動機與液力變矩器的匹配,匹配原則 匹配方法 裝載機匹配實例,發(fā)動機與液力變矩器的匹配匹配原則,發(fā)動

5、機與液力變矩器的匹配匹配原則,充分發(fā)揮柴油機功率:利用變矩器的最高效率 工況,傳遞發(fā)動機的額定功率,如圖4中曲線所示。使車輛獲得最大的平均速度或最高的作業(yè)生產率。,發(fā)動機與液力變矩器的匹配匹配原則,(2)發(fā)動機運轉穩(wěn)定油耗低:利用變矩器的最高效率 工況,傳遞發(fā)動機的油耗最低時的功率和扭矩,如圖4中曲線所示。使車輛具有良好的經濟性。,發(fā)動機與液力變矩器的匹配匹配原則,(3)滿足車輛工作及速度要求:利用變矩器的最高變矩系數(或低轉速比)工況,傳遞發(fā)動機的最大扭矩,如圖4中曲線所示。使車輛獲得良好的加速性能、起動性能,并獲得最大的牽引力和鏟、掘力。 很難同時滿足上述3種原則,必須綜合各方面予以研究，

6、進行合理匹配。,發(fā)動機與液力變矩器的匹配匹配方法,作圖法 解析法 計算機輔助分析法,匹配方法,機械設計手冊第5卷機械工業(yè)出版社2000 作圖法, 精度較低。,匹配方法,匹配方法,計算機輔助法,計算機輔助法,牽引特性計算,裝載機匹配實例,凋速特性以直線方程擬和,力矩曲線： 油耗曲線： n發(fā)動機轉速：nmax發(fā)動機最大轉速； MH 發(fā)動機額定力矩； nH發(fā)動機額定轉速， MB發(fā)動機力矩；GE發(fā)動機油耗； GEM發(fā)動機額定點油耗 GMAX發(fā)動機最大油耗。,匹配評價,全工況范圍內平均輸出功率NTpj1,式中 PT(NT)聯(lián)合工作特性輸出功率函數； nTMAX：空載時最大渦輪轉速。,匹配評價,全工況范圍內的平均油耗量GPJ1,式中 GT(NT)聯(lián)合工作特性油耗量函數； nTMAX：空載時最大渦輪轉速,發(fā)動機和變矩器的確切評價是一個很復雜的問題。首先，以上積分評價參數是假定各轉速工況概率相等，但實際使用中聯(lián)合工作各轉運工況的使用概率是不一樣的，需要通過大量試驗獲得對某種機械的轉速分布規(guī)律?？紤]使用概率的計算更接近實際情況。,