外特性和通用特性概述

液力变矩器的性能一般是由泵轮和涡轮轴上的转矩和转速间的关系来确定的。

通常用在泵轮转速nB不变、工作油一定和工作油温一定条件下所得到的泵轮转矩MB、涡轮转矩-MT以及液力变矩器的效率η与涡轮转速nT的关系曲线，即MB=f（nT）、-MT=f（nT）及η=f（nT）来表示液力变矩器的性能，这3条曲线关系所表示的液力变矩器性能称为液力变矩器的外特性。这是因为，由泵轮和涡轮的工作特性可知，泵轮和涡轮的转矩包含两个未知数，即涡轮转速nT和循环流量Q，而Q在给定液力变矩器时也是涡轮转速nT的函数。

对于已有的液力变矩器，外特性曲线可以通过试验来决定。对于设计中的液力变矩器，则可以通过计算方法获得。

需要说明的是，在液力变矩器实际工作时，泵轮的实际输入转矩M′B要比泵轮叶片和液流相互的作用转矩MB大，即。因为泵轮工作时还需要克服泵轮轴上轴承和密封中的摩擦阻转矩MBjx，以及泵轮外表面与不在循环圆内工作液体相互摩擦引起的圆盘摩擦损失MByp。因此泵轮实际的转矩应为

同样，涡轮的实际输出转矩和涡轮叶片与液流相互作用的转矩-MT也不相等。其中负号的含义是指牵引工况下，泵轮转速与涡轮转速同向时，定义泵轮转矩方向为正，则涡轮转矩方向为负。

但轴承和密封的摩擦阻转矩与圆盘摩擦损失相对于泵轮和涡轮的转矩MB和-MT来说很小，在简化计算时可以忽略不计，即取，。

在已知泵轮和涡轮转矩的情况下，可求得液力变矩器的效率：

在泵轮转速nB一定的情况下，任意给定一个nT值，可以求得对应的MB和-MT，此时代入上式即可求得任意工况下的效率，可见液力变矩器的效率η也是涡轮转速nT的函数：η=f（nT）。

根据泵轮和涡轮的转矩公式以及循环流量Q随nT变化公式，对已有和已设计出的液力变矩器，在nB一定，工作油一定和油温一定的情况下，可以获得一组MB=f（nT）、-MT=f（nT）、η=f（nT）曲线，这就是在某一nB时液力变矩器的外特性曲线。图13.3.1所示为某向心式涡轮三元件液力变矩器的外特性曲线。(www.xing528.com)

图13.3.1　液力变矩器的外特性曲线

由图13.3.1可见，涡轮转矩-MT随nT增加而减小，当-MT等于零时，nT达到它的最大值，即涡轮空转的最大转速nTmax。

液力变矩器的效率曲线，在nT=0时，由于输出功率NT=MTωT=0，所以η=0。随着nT的增大，效率逐渐上升，在达到最大值ηmax后，效率又随着nT的增大而逐渐下降。在nTmax时，由于MT=0，此时输出功率NT=MTωT=0，所以效率η又等于零。

液力变矩器的泵轮转矩MB的变化趋势，主要取决于液力变矩器中循环流量Q随nT而变化的特性。Q随nT变化的特性，主要取决于液力变矩器的结构形式和结构参数。因此，液力变矩器的MB变化趋势将随液力变矩器的不同而有较大差别，不像-MT和η那样对任何形式的液力变矩器都具有共同的趋势。因此，MB随nT变化的特点将表征着液力变矩器各自的特点。

在液力变矩器的使用过程中，泵轮转速nB可能是变化的，为了获得在不同泵轮转速nB时液力变矩器的外特性，需要绘制液力变矩器的通用特性曲线，如图13.3.2所示。

图13.3.2　液力变矩器的通用特性曲线

液力变矩器的通用特性是指在不同泵轮转速nB下所获得的无数组液力变矩器外特性曲线的综合图。通用特性曲线图表明了在不同泵轮转速和不同涡轮转速下时，泵轮传递的转矩及其效率以及涡轮传递的转矩及其效率，并可由该图查出转矩和效率的数值。

由于试验、计算及作图，均不可能绘得无限多条泵轮转速nB下的外特性曲线，只能绘得有限条曲线，因而对介于两个已知泵轮转速间的nB对应的MB、-MT和η，则不能从图中直接精确找出，而只能近似给出。另外，MB和-MT的值除与nB和nT有关外，还与液力变矩器的几何尺寸（用有效直径D代表）有关。对于几何相似的液力变矩器，在相同的nB和nT时，其MB和-MT不同。对不同几何尺寸的液力变矩器，要绘出多个通用特性曲线图，对试验、制图和使用，均有诸多不便。