西安建筑科技大学：《液压与液力传动》课程教学资源（教案讲义）第十一章 液力偶合器 11.4 液力耦合器与内燃机的共同工作

114液力耦合器与内燃机的共同工作 在液力传动中安装液力耦合器的目的是为了实现过载保护、改善整机的牵引性能。内燃机与液力耦合器配合的 好坏,会影响到整机性能,所以必须了解它们共同工作的一些特性。 在内燃机.液力耦合器已确定的情况下,内然机的特性(外特性·部分特性·调速特性)及液力耦合器的有 效直径D、原始特性及工作液体的重度、温度都应是已知的 11.4.1液力耦合器与内燃机共同工作的输入特性 因为内燃机是与液力耦合器直接相连接的,所以内燃机的转速F和液力耦合器泵轮转速2应该相等。如果把 根据前述已知条件绘出的液力耦合器输入特性线(参见本章第二节)与内燃机净特性线按同一比例尺绘在同坐标 图上,就得到液力耦合器与内燃机共同工作的输入特性曲线,见图11-13。 对于共同工作的输入特性应尽可能地满足以下要求 1在制动工况(2=b=0,即号=0)时,起动力矩要大。当内燃机在净外特性曲线上工作时,i=0时的条 MB2=f(2) 曲线与内燃机“x=y)外特性曲线的交点A,就是制动工况时的工作点。A点应尽量位于 f(n, F/的极大值处,这样做的目的是使内燃机的起动力矩大 Mr P ns nFthx ns(n 图11-13液力耦合器与内燃机共同工作的输入特性 2在高效传动比:时,MB=/2)输入特性线应通过M=(r)线的标定工况点D(内燃机功率最大时的 力矩)。这样配合,其经济性能好。 3转差率 曲线纵坐标值越小越好。因 s值小,则表明在相应的转速下,效率高。 =f(x2) 特性曲线可用如下方法获得:根据8=1-i,例如A、B、C、D点对应的”值时的值(即纵坐标值), 分别应为1-10=1-0=1、1-、1-2、1-:,其横坐标值就是A、B、C、D点对应的转速。最后把各个对应 的纵横坐标值所确定的点用圆滑曲线连接起来,就得到=()线 4.内燃机在最小稳定转速m(怠速)工作时,液力耦合器作用于内燃机上的附加力矩EF值要小这样 内燃机起动容易。 上述要求有时是相互矛盾或者不能同时满足的。例如,要满足2的要求,就不一定能同时满足1的要求;又如 要满足l时,会使要求4里的FF值变大。所以,要分清主次全面协调各方面的要求。当共同工作输入特性不够理想

11.4 液力耦合器与内燃机的共同工作 在液力传动中安装液力耦合器的目的是为了实现过载保护﹑改善整机的牵引性能。内燃机与液力耦合器配合的 好坏，会影响到整机性能，所以必须了解它们共同工作的一些特性。 在内燃机﹑液力耦合器已确定的情况下，内燃机的特性（外特性﹑ 部分特性﹑ 调速特性）及液力耦合器的有 效直径 、原始特性及工作液体的重度 、温度都应是已知的。 11.4.1 液力耦合器与内燃机共同工作的输入特性 因为内燃机是与液力耦合器直接相连接的，所以内燃机的转速 和液力耦合器泵轮转速 应该相等。如果把 根据前述已知条件绘出的液力耦合器输入特性线（参见本章第二节）与内燃机净特性线按同一比例尺绘在同一坐标 图上，就得到液力耦合器与内燃机共同工作的输入特性曲线，见图11-13。 对于共同工作的输入特性应尽可能地满足以下要求： 1.在制动工况（ ，即 ）时，起动力矩要大。当内燃机在净外特性曲线上工作时， 时的一条 曲线与内燃机 外特性曲线的交点A， 就是制动工况时的工作点。A点应尽量位于 的极大值处，这样做的目的是使内燃机的起动力矩大。 图11-13 液力耦合器与内燃机共同工作的输入特性 2.在高效传动比 时， 输入特性线应通过 线的标定工况点D（内燃机功率最大时的 力矩）。这样配合，其经济性能好。 3.转差率 曲线纵坐标值越小越好。因 ，s值小，则表明在相应的转速下，效率高。 特性曲线可用如下方法获得：根据 ，例如A、B、C、D点对应的 值时的s值（即纵坐标值）， 分别应为 、 、 、 ，其横坐标值就是A﹑B﹑C﹑D各点对应的转速。最后把各个对应 的纵横坐标值所确定的点用圆滑曲线连接起来，就得到 线。    4.内燃机在最小稳定转速 （怠速）工作时，液力耦合器作用于内燃机上的附加力矩EF值要小。这样， 内燃机起动容易。 上述要求有时是相互矛盾或者不能同时满足的。例如，要满足2的要求，就不一定能同时满足1的要求；又如， 要满足1时，会使要求4 里的EF值变大。所以，要分清主次全面协调各方面的要求。当共同工作输入特性不够理想

时,可考虑采取改变液力耦合器有效直径D及改换其他类型的液力耦合器的办法,以改善共同工作的特性。 11.4.2液力耦合器与内燃机共同工作的输出特性 液力耦合器与内燃机共同工作时,输出轴(涡轮轴)上的力矩(记作4am)与其转速之间的关系 Ma=/(),称为它们共同工作的输出特性,共同工作的Mm=()特性线绘制方法如下,见图14 Mrf(ar) Mrr=f (nr) ar nm 图I1-14液力耦合器与内燃机共同工作的输出特性 1.将液力耦合器的通用特性曲线(如图11示,分别取”8=n、、n、、为定值时,做出相 应的M=/)曲线组,即是通用特性曲线,详况参见本章第二节和内然机的净外特性线M=/()用相同比 例尺绘在同一个坐标图上。 2因当M=0时,=”,所以b、b、b2、b3、b、b的横坐标值就分别是”1、、、3、 5。再根据内燃机在某一转速下工作时,液力耦合器的输出力矩等于内燃机在该转速时的力矩这一原则,则可以 分别过b、b、b、b、b、b作垂直线,与M=y)线交于“、叫、吲、叫、a.再分别这些 交点作水平线,与相应的为某定值时通用特性线=J四)交于4、、a、a3、a、a,这几个点就是共 同工作输出特性线上的点,由这些点连成的曲线就是共同工作的输出特性线 从图11-14分析可看出: ()图中4、a2、a吗、a、a“为转速差”(,=r-),也就是速度损失。在任速时,速 度损失要比高速时大,因而低速时效率要比高速时效率低。但是,共同工作时工作区域a12…a要比内燃机 单独工作时的区域中…吵宽阔,这正是由于转速差造成的,或者说是以功率损失而换取的。为了提高效 率,最好能采用高的转速。 (2)当负载达到预定的最大值时,涡轮转速会急剧下降到零,但内燃机仍有一定的转速,不会熄火,能起过 载保护的作用

时，可考虑采取改变液力耦合器有效直径D及改换其他类型的液力耦合器的办法，以改善共同工作的特性。 11.4.2 液力耦合器与内燃机共同工作的输出特性 液力耦合器与内燃机共同工作时，输出轴（涡轮轴）上的力矩（记作 ）与其转速 之间的关系 ，称为它们共同工作的输出特性。共同工作的 特性线绘制方法如下，见图11-14 。 图11-14 液力耦合器与内燃机共同工作的输出特性 1. 将液力耦合器的通用特性曲线（如图11-14所示，分别取 、 、 、 、 、 为定值时，做出相 应的 曲线组，即是通用特性曲线，详况参见本章第二节)和内燃机的净外特性线 用相同比 例尺绘在同一个坐标图上。 2. 因当 时， ，所以b1、bi、b2、b3、b4、b5 的横坐标值就分别是 、 、 、 、 、 。再根据内燃机在某一转速下工作时，液力耦合器的输出力矩等于内燃机在该转速时的力矩这一原则，则可以 分别过b1、bi、b2、b3、b4、b5作垂直线，与 线交于 、 、 、 、 、 。再分别过这些 交点作水平线，与相应的 为某定值时通用特性线 交于 、 、 、a3、a4、a5。这几个点就是共 同工作输出特性线上的点，由这些点连成的曲线就是共同工作的输出特性线 。 从图11-14分析可看出： （1）图中 、 、a3 、a4 、a5 为转速差 ，也就是速度损失。在低速时，速 度损失要比高速时大，因而低速时效率要比高速时效率低。但是，共同工作时工作区域 要比内燃机 单独工作时的区域 宽阔，这正是由于转速差造成的，或者说是以功率损失而换取的。为了提高效 率，最好能采用高的转速。 （2）当负载达到预定的最大值时，涡轮转速会急剧下降到零，但内燃机仍有一定的转速，不会熄火，能起过 载保护的作用

(3)根据共同工作的输出特性,可以进行车辆的牵引计算,评价车辆的动力性能和经济性

（3）根据共同工作的输出特性，可以进行车辆的牵引计算，评价车辆的动力性能和经济性