发动机与液力变矩器动力匹配实例.ppt

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1、一、动力匹配的用途1.研究变矩器与柴油机共同工作的目的在于检查变矩器的型式与有效直径的选择是否合适，如何配合才能使整机获得良好的性能。一台装有变矩器的运输车辆或工程机械，其性能的好坏并不单纯决定于液力变矩器的性能。它既与车辆的柴油机、机械传动和行驶装置等本身的性能有关，又与和它们之间匹配的是否合理有关。2.车辆的牵引性能和经济性，在很大程度上取决于柴油机与变矩器的配合。3.确定液力机械传动系统中变速箱的排挡数目。车辆上安装的液力变矩器其工作条件是复杂的，对它的力矩要求和转速要求也是多样的。液力变矩器特性曲线工作范围的宽度，将影响液力机械传动系统中变速箱的排挡数目。二、动力匹

2、配研究的对象和已知条件1.发动机性能参数定义：发动机的主要性能指标有动力性指标（有效转矩、有效功率、转速等），经济性指标（燃油消耗率），运转性能指标（排气品质、噪声和启动性能等）。（1）有效转矩发动机通过飞轮对外输出的转矩称为有效转矩，以Te表示，单位N.m，有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。（2）有效功率发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率，用Pe表示，它等于有效转矩与曲轴角速度乘积。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速，称为额定功率和额定转速。（3）燃油消耗率发动机每发出1kW有效功率，在1h内所消耗的燃油质量（以g为单位），称为燃油消耗率，用be表示

3、，燃油消耗率越低，经济性越好。发动机的性能是随着许多因素而变化的，其变化规律称为发动机特性。（4）怠速柴油机的不带负载最低稳定转速，一般称为怠速。（5）最高转速柴油机在最大油门下不带负载转速，一般称为最高转速，一般为额定转速的1.07~1.1倍。（6）调速率柴油机调速区段的转速范围，调速率计算公式为：调速率=（最高转速-额定转速）/额定转速*100%2.发动机性能参数及性能曲线发动机的性能参数即发动机的速度特性，指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。这个特性是通过发动机在试验台架上进行试验求得，试验时，先保持一定的发动机节气门开度，同时用测功器对发动机曲

4、轴施加一定的阻力矩，当发动机运转稳定后，即阻力矩与发动机发出的有效转矩相等时，用转速表测出此时的稳定转速n，同时在测功器上测出该转速下发动机有效转矩Te，根据下式计算出有效功率Pe：Pe=Te.n/9550式中，Te—有效转矩（N.m）；n—曲轴转速（r/min）。燃油消耗率：在上述试验台上测出消耗一定量燃料所经历的时间，用以换算发动机每小时消耗油量B，按下式计算燃油消耗率be。be=B/Pe*103发动机最小燃油消耗率的相应转速一般是介于最大转矩时转速和最大功率时转速之间。从上图看，当发动机转速为1500时，发动机曲轴输出扭矩最大，当发动机转速低于1500时，燃油燃烧不良

5、，转速降低，每个工作循环的时间增长，燃烧气体与气缸壁接触时间也增长，因而，转矩变小。转速高于1500转增加时，由于工作循环时间缩短，进气时间变短，气流速度增高，阻力加大，充气量减小，而且摩擦损失也增大，故输出扭矩也减小。当转速达到1900时，有效功率达到最大值。功率是转矩与转速的乘积。在怠速和最大转矩转速范围内，Te和n都是逐渐增加，其乘积也增加，故在此范围内，Pe也随n增加而增加；在最大转矩和最大功率转速范围内，转速n增加，功率Pe虽然增大，但Te却逐渐降低，不过降低较缓慢，Pe增加也缓慢。超过最大功率转速时，n增加，Te下降较快，Pe也逐渐下降。3.变矩器液力变矩器的作

6、用：a.使车辆能够自动适应外界载荷的变化。当外界载荷突然增大时，车辆自动地减速，同时自动增大牵引力，以克服增大的外载荷；反之，当外界载荷变小时，自动提高车辆车速，同时，自动减小牵引力。b.提高车辆的使用寿命。变矩器利用液体作为工作介质，故能吸收并消除来自发动机和外载荷的震动与冲击，因而提高了车辆的使用寿命。c.提高车辆的通过性能。液力变矩器可以使车辆以任意小的速度行驶，牵引力可在附着条件容许限度内得到很好地利用，从而提高了车辆的通过性能。d.提高了车辆的舒适性。采用液力传动的车辆，起步平稳，并在较大的速度范围内实现无级变速，可以吸收和消除变速行驶时的振动与冲击，从而提高了车

7、辆的舒适性。e.简化了车辆的操纵。因为液力变矩器本身就是一个无级自动变速器，相当于扩大了发动机的动力范围，故变速器的档数可以显著减少。进行动力匹配即变矩器与发动机的匹配计算，必须先了解液力变矩器的特性，液力变矩器的特性包括原始特性、输入特性和输出特性。（1）原始特性变矩器的原始特性是研究λ1、λ2=f（i）的变化关系。匹配中用到的几个参数：1.循环圆直径D：由泵轮、涡轮和导轮组成封闭的环形空间，通常叫做循环圆，它的直径就是循环圆直径。2.变矩系数K：涡轮轴输出力矩与泵轮轴输入力矩之比。即K=M2/M1式中，M1—泵