柴油发动机与液力变矩器匹配研究

第$3卷第$期年月

黄河水利职业技术学院学报

UJC%$3VJ%$柴油发动机与液力变矩器匹配研究

郑兰霞$1*

（安徽合肥$%合肥工业大学，

河南开封*!###/2*%黄河水利职业技术学院，

-34##$）

摘要：柴油发动机与液力变矩器的匹配合理与否，关系到其各自性能的发挥及铲土运输机械整机

性能的好坏。应正确分析柴油发动机液力变矩器的特性，明确影响其共同工作点的因素，通过科学选择变矩器直径、改变转速比、合理设计变矩器的结构参数、分配发动机功率等措施，使柴油发动机与液力变矩器合理匹配。

关键词：柴油发动机；液力变矩器；合理匹配中图分类号：56$!3%!!*257-*

文献标识码：8

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引论

柴油发动机的扭矩适应系数较小，难以适应铲土运输机械外载荷频繁变化的要求，且长时间在负荷不足的工况下工作会降低发动机的功率利用率。当采用液力变矩器后，能使铲土运输机械获得较好的牵引特性，对外载荷的急剧变化有自动适应性，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，从而能充分利用发动机功率，提高机器的生产率，改善其经济性。但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铲土运输机械的整机性能均具有重要的影响。为此，本文试对铲土运输机械中液力变矩器与柴油机的工作特性、合理匹配关系，以及影响其共同工作点的因素进行探讨。

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图$

柴油发动机的速度特性

典型工况及评价参数

+$,柴油机最大扭矩工况：!’—最大扭矩、&’—最大扭矩工况下的转速。

()*柴油机最大功率工况：#%—额定功率、&%—额定转速、!%—额定扭矩。

+!,空载最低转速工况：即怠速工况，此时柴油发动机输

收稿日期：*##-.#!.#-作者简介：郑兰霞（，女，山东聊城人，黄河水利职业技术学院副教授，合肥工业大学在读硕士研究生，主要从事机$/0-.）

械工程专业教学与科研工作。

怠速不稳定问题，通常铲土运输机械中应用较多的是带全程调速器的柴油机。其速度特性如图$所示。供油最大时，所得到的速度特性称为柴油发动机的外特性，如曲线&’(段；在调速器起作用时的速度特性称为调速特性，如曲线()段。

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柴油发动机的特性

柴油机速度特性

速度特性是指柴油机的输出扭矩!"、功率#"及比燃料消

耗量$%与其转速&"之间的变化关系。为改善柴油机的超速和

!"

郑兰霞：柴油发动机与液力变矩器匹配研究

出功率和扭矩接近于零。

#$%空转最高转速工况：一般!"#$&#’(’)’(*%+,，对应的-、.接近/。

#0%发动机适应性系数：%&’(")(*1一般%2#’($。发动在34段工作不稳定，在45、56段工作是稳定的。

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柴油发动机与液力变矩器的匹配

合理匹配

#’%能充分发挥柴油机功率，使车辆获得最大的平均速度

或最高的作业生产率。利用变矩器的最高效率93工况，传递发如图$中曲线’所示。动机的额定功率.,，

#*%可使发动机运转稳定，油耗低，车辆具有良好的经济性。利用变矩器的最高效率93工况，来传递发动机油耗最低时的功率和扭矩，如图$中曲线*所示。

#!%能较好地满足车辆工作及速度要求，使车辆获得良好的起动和加速性能，并获得最大的牵引力和铲掘力。利用变矩器的最高变矩系数8#或低转速比%工况，传递发动机的最大扭如图$中曲线!所示。矩-A，

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液力变矩器的特性

原始特性

原始特性是指泵轮力矩系数!7、变矩比8和效率"与转

速比间9的关系。!+’&#,%、-’.#,%、"’/#,%分别表示变矩器的负载特性、变矩特性和经济特性。同一系列几何形状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*所示。

图*

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输入特性

变矩器的原始特性曲线

图$

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发动机与液力变矩器的合理匹配

影响共同工作点的因素分析发动机的影响

#’%当柴油发动机型号选定后，变化其油门，如图0所示。匹配点为’、3455B为油门全开时与变矩器的匹配，*。344B为油门关小时与变矩器的匹配，匹配点为!、$。33B为油门再减小时与变矩器的匹配，匹配点为0、@、<。所有匹配点均位于曲线多边形,23455B内。

#*%发动机驱动其他工作装置时的扭矩变化，如图@所示。曲线34为柴油机输出总扭矩，曲线56是扣除变矩器油泵和油管液阻消耗的扭矩后柴油机输出到变矩器的有效力矩，曲线,2为扣除工作油泵消耗的扭矩后输入到变矩器的扭矩，此时柴油机还驱动其他工作机构。

输入特性是指泵轮扭矩(+与转速!+间的关系，也称负载特性，由扭矩方程(+’#!+0!+*决定。当工作油的#及变矩在某个转速比9工况下，器的:0确定时，(+随!+变化是通过原点的二次抛物线。当工况变化时，它也变化，可得一簇抛物线，如图!所示。

图!

*(!典型工况及评价参数

变矩器输入特性

#’%起动#最高变矩系数%工况：要求,/&/、"/&/、!7/&/，%/$!。

#*%无级变矩：随着工况的不同，变矩系数是变%’;*#,%，化的。

#!%效率特性：用"’;!#,%表示。最高效率工况：,3、"3、!3+、%3。

#$%高效工作范围：用"$<0=时的速比幅度来衡量，要求1’,2),3值应大。

#0%透穿性及透穿系数：在能容特性曲线!+’;’#,%上，当当4!+)4,?/时4!+)4,>/时具有负透穿性#离心式涡轮%；

具有正透穿性#向心式涡轮%，当4!+)4,&/时具有不透穿性#轴流式涡轮%。透穿系数$’!+)!+3。

#@%能容特性：用!+’.56,7表示变矩器从发动机吸收的力矩 …… 此处隐藏：3125字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……