液力变矩器培训材料要点分析.ppt

液力变矩器与柴油机合理匹配 引　言 发动机的特性 液力变矩器的特性 发动机与液力变矩器的匹配 牵引特性计算及实例 工程机械典型液力传动系统 液力变矩器与柴油机合理匹配 工程机械通常以柴油机为动力源。由于柴油发动机的扭矩适应系数较小,难以适应工程机械的外载荷频繁变化的要求;长时间在负荷不足的工况下工作,降低了发动机的功率利用率。 采用液力变矩器形成液力—机械传动后,能使工程机械获得较好的牵引特性,对载荷的波动有自动适应性,能减少振动和冲击,避免发动机熄火,实现无级变速,减少换档次数,从而充分利用发动机功率。液力变矩器与柴油机的匹配是否合理对其各自性能的发挥及工程机械的整机性能均具有重要的影响。 发动机的特性 柴油机速度特性是指柴油机的转速ｎｆ与其输出扭矩Ｍｆ、功率Ｎｆ及比燃料消耗量ｇｆ之间的变化关系。为改善柴油机的超速和怠速不稳定问题,通常工程机械中应用较多的是带全程式调速器的柴油机。其速度特性如图1所示。最大供油时,所得到的速度特性称为发动机的外特性,如曲线ａｂｃ段;在调速器起作用时的速度特性称为调速特性,如曲线ｃｄ段。 发动机典型工况及评价参数 (1)发动机最大功率工况:Ｎｅ—额定(标定)功率、ｎｅ—额定转速、Ｍｅ—额定扭矩。 (2)发动机最大扭矩工况:Ｍｍ—最大扭矩、ｎｍ—最大扭矩工况下的转速。 (3)空转最高转速工况:一般ｎｍａｘ=(1.1-1.2)ｎｅ,对应的Ｍ、Ｎ接近0。 (4)空载最低转速工况(怠速工况):此时发动机输出功率和扭矩接近于零。 (5)发动机适应性系数:Ｋｆ=Ｍｍ/Ｍｅ一般Ｋｆ≤1 4.发动在ａｂ段工作不稳定,在ｂｃ、ｃｄ段工作是稳定的。 液力变矩器的特性 原始(类型)特性是指泵轮力矩系数λｂ、变矩比Ｋ、效率η与转速比ｉ间的关系。λｂ=ｆ(ｉ)、Ｋ=ｇ(ｉ)、η=ｈ(ｉ)分别表示变矩器的负载特性、变矩特性和经济特性。某一系列几何相似而尺寸不同的变矩器,它们的原始特性曲线是一样的。如图2所示 液力变矩器的特性 输入(负载)特性是指泵轮扭矩Ｍｂ与转速ｎｂ间的关系,由扭矩方程Ｍｂ=γλｂＤ5ｎｂ2决定。当工作油(γ)及变矩器(Ｄ5)确定时,在某个ｉ工况下,Ｍｂ随ｎｂ变化是通过原点的二次抛物线。当工况变化时,λｂ也变化,可得一簇抛物线,如图3所示。 变矩器典型工况及评价参数 效率特性:用η=ｇ3(ｉ)表示。最高效率工况:ｉ 、η 、λｂ 、Ｋ . 起动(最高变矩系数)工况:ｉ0=0、η0=0、λｂ0、Ｋ0。 高效工作范围:用η≥75%时的速比幅度来衡量,即Ｊ=ｉ2/ｉ1应大 无级变矩:Ｋ=ｇ2(ｉ),随着工况ｉ的不同,变矩系数是变化的。 自动适应性:ＭＴ=ｇ4(ｎＴ),当负载下降时,转速自动升高;反之转速下降。 能容特性:用λｂ=ｇ1(ｉ)表示,变矩器从发动机吸收的力矩值及变化情况。 透穿性及透穿系数:在能容特性曲线λｂ=ｇ1(ｉ)上,当ｄλｂ/ｄｉ0时具有负透穿性(离心式涡轮);当ｄλｂ/ｄｉ0时具有正透穿性(向心式涡轮);当ｄλｂ/ｄｉ=0时具有不透穿性(轴流式涡轮)。透穿系数:Π=λｂ0/λｂ 发动机与液力变矩器的匹配 匹配原则 匹配方法 装载机匹配实例 发动机与液力变矩器的匹配匹配原则 发动机与液力变矩器的匹配匹配原则 充分发挥柴油机功率:利用变矩器的最高效率ｉ 工况,传递发动机的额定功率Ｎｅ,如图4中曲线①所示。使车辆获得最大的平均速度或最高的作业生产率。 发动机与液力变矩器的匹配匹配原则 (2)发动机运转稳定油耗低:利用变矩器的最高效率ｉ 工况,传递发动机的油耗最低时的功率和扭矩,如图4中曲线②所示。使车辆具有良好的经济性。 发动机与液力变矩器的匹配匹配原则 (3)满足车辆工作及速度要求:利用变矩器的最高变矩系数Ｋ(或低转速比)工况,传递发动机的最大扭矩Ｍｍ,如图4中曲线③所示。使车辆获得良好的加速性能、起动性能,并获得最大的牵引力和铲、掘力。 很难同时满足上述3种原则,必须综合各方面予以研究，进行合理匹配。 发动机与液力变矩器的匹配匹配方法 作图法 解析法 计算机辅助分析法 匹配方法 匹配方法 匹配方法 计算机辅助法 计算机辅助法 牵引特性计算 装载机匹配实例 凋速特性以直线方程拟和 力矩曲线： 油耗曲线： n——发动机转速：nmax——发动机最大转速； MH ——发动机额定力矩； nH——发动机额定转速， MB——发动机力矩；GE——发动机油耗； GEM——发动机额定点油耗 GMAX——发动机最大油耗。 匹配评价 匹配评价 全工况范围内的平均油耗量GPJ1 发动机和变矩器的确切评价是一个很复杂的问题。首先，以上积分评价参数是假定各转速工况概率相等，但实际使用中联合工作各转运工况的使用概率是不一样的，需要通过大量试验获得对某种机械的转速分