液力传动 教学课件 作者 赵静一 王巍Zz液力-第4章 液力变矩器.ppt

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1、1液力变矩器（HydraulicTorqueConverter，简称TC）是由带叶片的泵轮B、涡轮T和导轮D组成，形成一个封闭的液力循环系统。为了保证液力变矩器具有适应工作工况的特殊性能，各叶轮均采用了弯曲成一定形状的叶片。液力变矩器是液力传动的基本元件之一，又称液力变扭器。液力变矩器定义：液力变矩器的组成的演示24.1液力变矩器的工作原理图4-1液力变矩器的轴面流线图液力变矩器工作原理的演示1－输入轴2－涡轮3－导轮4－泵轮5－输出轴3液力变矩器所受的外力矩有：发动机施加在泵轮轴上的力矩（泵轮力矩），载荷施加在涡轮轴上的力矩涡轮力矩（方向与泵轮力矩相反）MT和壳体对导轮的支

2、反力矩（导轮力矩，大小等于液体对导轮的作用力矩，方向相反）这三个力矩应平衡，即或（4-2）（4-1）前面的负号表示与泵轮力矩MB的方向相反。4图4-2液力变矩器工作原理5图4-3液力变矩器平面叶栅图为了说明液力变矩器为什么能变矩和不同工况下外力矩的变化关系，将各叶轮叶片沿中间流线切开，并展成如图4-3所示的平面叶栅。泵轮转速一定，而涡轮以三种不同的转速旋转，分析液流方向变化引起叶轮作用力矩的变化情况。6（3）若nT继续增大，从速度三角形得出，涡轮出口液流将冲击导轮背面，导轮力矩（导轮对液流的力矩）与泵轮力矩方向相反。上述表明，由于导轮的作用才使得液力变矩器在工作时，能够根据外

3、界载荷的大小，自动改变其涡轮的力矩和转速与载荷相适应，并能稳定地工作，这种性能称为变矩器的自动适应性。（1）当或较低转速时，涡轮出口液流冲击导轮正面，因此导轮对液流的作用力矩与泵轮力矩同向，由力矩平衡方程式，。（2）当增加到一定数值时，涡轮出口速度的方向就与导轮进口的叶片骨线重合，液流顺着导轮叶片流出，导轮进出口速度相等方向相同时，液流对导轮没有作用，导轮力矩，此时。74.2液力变矩器的特性与评价标准液力变矩器根据涡轮轴上载荷的大小自动、无级地进行调速、变矩。液力变矩器各种性能参数的变化规律，称为液力变矩器的特性，如用曲线表示，就称为液力变矩器的特性曲线。通常有静态特性和动态

4、特性两种。静态特性通常又可以分为外特性、原始特性、全特性、输入特性四种。8液力变矩器的外特性即指变矩器各性能参数与涡轮转速之间的函数关系，，和。4.2.1变矩器的外特性如果维持泵轮转速不变，则泵轮和涡轮力矩只与涡轮转速和流量Q有关相关，而流量Q又是涡轮转速的函数，故泵轮力矩和涡轮力矩都只是的函数。进一步推导可知，效率也只是涡轮转速的函数。9图4-4常用的一种液力变矩器（单级单相三元件）外特性曲线，其结构如图4-1所示。两曲线的交点，即，称为变矩器的偶合器工况点。由图可知，涡轮力矩随的增大而减小当，达到最大值，即涡轮空转的最大转速。10图4-5液力变矩器的通用特性曲线实际使用过

5、程中，泵轮转速可取不同数值。同一变矩器在工作油品种和油温一定的情况下，以不同的泵轮转速作出的一组变矩器外特性称为变矩器的通用特性，如图4-5所示。图中力矩和转速值均以相对于最大和最大的百分值表示。114.2.2变矩器的原始特性（4-4）（4-5）根据相似原理和叶轮机械的基本理论，对于几何相似的液力变矩器的泵轮和涡轮，分别可得其力矩系数为泵轮力矩系数的物理意义是：当m，r/min及油液重度N/m3时，液力变矩器泵轮上的力矩。它基本上与液力变矩器的大小、转速的快慢和工作液体的密度无关，因此用它来比较液力变矩器的容量，的量纲为min2/(m·r2)。对与同一类型相似的液力变矩器具有

6、相同的变化规律。12图4-6变矩器原始特性及主要评价参数13液力变矩器的原始特性曲线（图4-6）可根据试验得出的液力变矩器外特性按下列公式计算绘制得出因此，液力变矩器的原始特性能够确切地表达一系列不同转速、不同尺寸而几何相似的液力变矩器的基本性能。在液力变矩器的原始特性上，可列出以下表征液力变矩器工作性能的特性参数：14——零速工况时的泵轮力矩系数；——与工作效率对应的变矩系数；——与最高效率对应的泵轮力矩系数；——液力变矩器的最高效率；——零速工况时的变矩系数；——正常工作允许的最低效率，对工程机械，对汽车；——与工作效率对应的转速比；15——与最高效率对应的转速比；——偶

7、合器工况时的转速比；——偶合器工况时的泵轮力矩系数；——液力变矩器的透穿系数；——液力变矩器的高效范围，。T16此外，如液力变矩器有效直径与试验求得原始特性的液力变矩器有效直径相差过大，也将带来性能上的差别。为使原始特性适用于不同泵轮转速和有效直径D的某种系列型式的液力变矩器，可通过对这种型式的液力变矩器进行试验得到与之相应的修正公式。在实际应用原始特性时，如果泵轮轴的转速与试验中求得原始特性的泵轮转速相差较大（例如超过40％）时，则原始特性中的和将有较大的变化。此外，如液力变矩器有效直径与试验求得原始