液力变矩器与发动机的匹配策略

1.调整有效直径D改善发动机与变矩器匹配的方法

在液力变矩器形式一定的情况下，通过调整有效直径D来改变共同工作的输入特性。由图13.5.5可以看出，当有效直径增大时，即D＞D′，整个工作范围向左方移动；当有效直径减小时，整个工作范围向右方移动。因此，可以根据使用要求，选择液力变矩器的不同有效直径，来达到较好的匹配性能。

图13.5.5　不同有效直径的变矩器和发动机的共同工作输入特性曲线

2.在发动机和变矩器间安装中间传动改善匹配的方法

由，可得

为缩小车辆尺寸和减轻车辆质量，希望以较小尺寸的液力变矩器来传递发动机最大净功率。因此，往往可以在发动机和液力变矩器之间采用增速传动，提高液力变矩器的泵轮转速。但是泵轮转速提高后，必须从强度上考虑泵轮的最大切线速度是否超过材料容许的极限。此外，还必须考虑泵轮转速提高后，为了防止气蚀应相应提高补偿压力，同时油压增大后要考虑到各种密封的可靠性。泵轮转速也不能过高，否则由于工作液体流速过大，易产生涡漩，损失增大，将使液力变矩器性能恶化。

发动机经过中间传动后，输出的转矩和转速将发生变化，转矩M=MeieB，转速n=ne/ieB。当ieB＞1时，输出的转矩增大，转速降低，即转矩外特性曲线向左上方移动；当ieB＜1时，输出的转矩降低，转速增大，即转矩外特性曲线向右下方移动（图13.5.6）。因此，通过调整中间传动的传动比ieB，可达到较好的匹配性能。

图13.5.6　不同前传动比时共同工作输入特性曲线

3.不同透穿性的液力变矩器与发动机的匹配

图13.5.7表示具有不同透穿性的液力变矩器与发动机的匹配。其中，图13.5.7（a）为不透穿的液力变矩器，图13.5.7（b）为正透穿的液力变矩器，图13.5.7（c）为负透穿的液力变矩器。

图13.5.7　具有不同透穿性的液力变矩器与发动机的匹配

（a）不透穿；（b）正透穿；（c）负透穿

由于透穿性不同，共同工作的输出特性也不相同，最明显的特点是输出特性的高效率工作范围不同。对于不透穿的液力变矩器，dT=nT2/nT1=i2/i1；对于正透穿的液力变矩器，dT=nT2/nT1＞i2/i1；对于负透穿的液力变矩器，dT=nT2/nT1＜i2/i1。(www.xing528.com)

由上述可以看出，不透穿的液力变矩器的平均输出功率较大，高效范围中等，发动机的工况则大致是不变的。正透穿的液力变矩器的高效工作区最大，平均输出功率中等。负透穿的液力变矩器的高效工作区范围窄，平均输出功率低，因而在运输车辆和工程机械上不宜应用。

4.液力变矩器有效直径的确定

以变矩器最高效率时的传动比来传递发动机最大净功率，此时液力变矩器的有效直径为

式中，Mej——最大净功率所对应的转矩。

若发动机和变矩器之间有传动箱，则由，可得

如果发动机和变矩器之间采用减速传动，ieB＞1，则液力变矩器的有效直径D要比直接相连时大；反之，若采用增速传动，ieB＜1，则液力变矩器的尺寸可以减小。

根据相似原则，若只有泵轮转速nB改变，有

若只有有效直径D改变，有

考虑实际与动力机匹配时需要兼顾其他工况的使用，所选择直径和对应的选径工况（iX），与上式得到的有效直径及其对应的计算工况（i*）略有偏离，但偏离不应导致选径工况对应的效率值过低，否则就是违背了前面提到的3个基本的理想匹配的原则。

耦合器的选径工况iX就是最高效率工况，即耦合器额定转速比工况ie，对限矩型液力耦合器ie=95％～98.5％，对普通型和调速型液力耦合器ie=97％～98.5％。

综合式液力变矩器，当i＜iM时作为变矩器工作，当i≥iM时作为耦合器工作。在变矩器工况工作时效率有一个极值（i=i*时），在耦合器工况达到最大值（i=95％～97％时）。选径工况如定在耦合器段，则泵轮转矩系数λB数值较小，由式（13.5.1）可知有效直径会很大，而且与发动机共同工作时，应用范围较小。若选径工况定在变矩器计算工况，则泵轮转矩系数λB数值较大，有效直径较小。

综合式液力变矩器的选径工况一般采取折中方法，即在使用中既有变矩器工况也要有耦合器工况。对工程机械则以变矩器工况为主，要求使用过程变矩比大，所以选径工况应偏向变矩器工况的i*；对于行驶车辆，变矩器工况用于加速，正常行驶时希望高速、高效率，因此选径工况应偏向耦合器工况，重型汽车iX=85％～90％。选径是否合适，最终评价是看其输出特性在动力性和经济性上是否满足要求。