导轮工作特性简析

1.导轮的作用

（1）由于导轮固定不动（nD=0），因此在导轮中没有液能与机械能的转换。

（2）由于导轮固定不动，因此液体在导轮流道内的运动没有旋转的牵连运动存在，而只有液体沿导轮叶片所形成通道的相对运动，也就是液流的绝对运动。

（3）由于液流通过叶片时入口处、出口处速度的大小和方向发生变化，因而引起液流动量矩的变化。动量矩的变化使液流对导轮产生一个作用转矩，而导轮则对液流产生一个反作用转矩。

（4）液流在导轮内流动，如果不考虑各种损失，则其总能头保持不变，但液体所具有的动能和压能相互转化。

2.导轮入口处和出口处的速度三角形

由于在导轮中只存在液流相对于叶片的单一运动，因此，导轮中液流速度分析比较简单。导轮中叶片入口处和出口处的速度三角形如13.1.5所示。

图13.1.5　导轮入口处和出口处的速度三角形

导轮叶片入口处和出口处绝对速度的轴面分速度vmD和圆周分速度vuD大小分别为(www.xing528.com)

3.导轮叶片与液流相互作用的转矩

导轮与液体相互作用的转矩关系式为

对于所研究的液力变矩器，vuD1RD1=vuT2RT2，因此上式可改写成

一般导轮的动量矩由入口至出口逐渐增大，MD为正值，表示液流得到导轮施加的转矩。

结合速度三角形的分析，有

从式（13.1.41）可以看出，欲使MD获得最大值，首先应使cotβD2为最大，cotβT2为最小，即βD2=0°，βT2=180°。在无冲击进入工况，βD1接近于180°。但这种变矩器的导轮叶片难以制造。

除此以外，由式（13.1.41）还可以看出，结构参数和输入转速nB一定的情况下，MD的大小主要取决于循环流量Q和涡轮转速nT值。一般在向心式涡轮的变矩器中，当泵轮转速nB不变时，循环流量Q随涡轮转速nT的增大而减小，由式（13.1.41）可知，MD也随nT的增大而减小。