液力变矩器的相似设计在汽车流体传动与控制中的应用

1.液力变矩器的相似设计

如果所需变矩器与原变矩器的性能完全（或基本）一样，可以通过共同工作的匹配进行尺寸选择。如果没有，则可根据相似原理进行相似设计。所谓相似设计，就是设计一个新的变矩器，它与原变矩器几何相似，即它们的工作轮过流部分的形状相同，叶片的安置角相等，相对应尺寸的比值为一常数。因为凡是几何相似的变矩器组，它们的原始特性都完全相同。因此按照现成变矩器，用此方法可以重新设计一个在结构尺寸（主要是有效直径D）上合用的新变矩器。这个泵轮有效直径D可按泵轮转矩公式M_B=λ_Bγn²_BD⁵来换算，此时有

变矩器一般安装在发动机之后，因此上式中的M_B也可认为是发动机的转矩与转速。由此可见，根据上式确定有效直径D时，只要合理选择λ_B、M_B与n_B三个数值即可。把求出的D值与现有基准型的变矩器的直径D_J相比，可以得出一个缩小（或放大）的系数（即倍数）ω，即。

2.液力变矩器相似设计的直径选择法

根据相似理论，对于任何一组几何相似、运动相似和动力相似的液力变矩器，其原始特性都是一样的。这样就可以利用相似原理进行相似设计和模型试验。

根据一个比较成熟的液力变矩器样机，用相似理论来放大或缩小其尺寸，可制造出适合我们使用要求的实物。

1）根据车辆或机械对液力变矩器提出的使用要求，利用样机（或成熟产品模型）的原始特性，确定实物液力变矩器的有效直径D_S。(www.xing528.com)

2）根据实物的D_S与样机的有效直径D_M求出几何相似的线性比例常数

3）将样机液力变矩器的工作轮过流部分的几何尺寸，按照比值D_M/D_S=C，进行放大或缩小，并使叶片系统的叶片角β₁与β₂保持不变。

这样就可以设计出与样机性能相同的实物液力变矩器。这就是目前在液力变矩器设计和研制中常用的方法——直径选择法。

但必须指出，由于在这样的设计过程中，实物和样机之间不能够完全达到动力相似，因此，实物和样机之间的性能就会存在一定的差别。根据实践的经验，实物液力变矩器的泵轮转速不低于原样机的40%时，根据相似理论做出的实物，其性能与样机的偏差大致在2%～3%之内。

对于大型的新设计的液力传动装置，也可以通过模型试验来检测其预定性能。因为大尺寸、大功率的液力传动装置进行全负荷试验是比较困难的，可根据相似原理，利用直径选择法制造缩小的模型来代替实物进行试验。

对于系列化产品的性能，也可通过对基准型样品的试验来确定整个系列化产品的预定性能。