液力变矩器匹配分析方法

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一种矿用车辆防爆柴油机与液力变矩器匹配计算的简单方法

Ｔｅ
２１Ｏ２１２２５５
３１１３４５３６５
Ｐｅ
１９．８２２＿２３２
４５．５５７．８６５
Ｐ液压
０．４５０．７６１．５３
２．５２３．７３４．３９
０．８２３０．５９７
６５＿３９０．８２２偶合Ｔ况５２．５７０．７５８７高效点
５０．７９０．７４８１１２８．１０．５９７
Ｐ
ｌ９ｊ５
Ｔ
２０５．３１
ｑ
２５３．８２５６．６２５１．５
３
４５
０．２
０＿３０．４
２．０８９
１．９１９１．７４４
９３．５３
９０．６５８８．６６
第２７卷第１期
Ｖｏ１．２７Ｎｏ．１・煤电技术研究・一
种矿用车辆防爆柴油机与
宋恩泽
（中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原０３０００６）
液力变矩器匹配计算的简单方法
【摘
要】本文采用人们常用的ＥＸＣＥＬ表格，进行矿用车辆防爆柴油机与液力变矩器的匹配计算，介绍了计算防爆柴油机液力变矩器匹配【文献标识码】Ａ【文章编号】１００８ — ８８８１（２０１４）０１ — ００４７ — ０３
１
２
０

液力变矩器的选型及与汽油发动机的匹配

液力变矩器的选型及与汽油发动机的匹配作者：李侠来源：《中国新技术新产品》2011年第11期摘要：液力变矩器选型计算及其与汽油发动机的匹配。

关键词：液力变矩器计算，汽油发动机匹配中图分类号：TH24 文献标识码：B工程机械的传动大多采用液力传动的形式，其能更大的提高生产率，液力传动具有自适应性，即当外载荷的突然增大，能自动增大牵引力，以克服增大的外载荷，同时能自动的降低行使速度，避免外载荷的自动增加，甚至突然增加而使发动机熄火。

反之，当外载荷减小时，能自动减小牵引力提高车速。

液力传动的介质是液体能吸收并消除发动机和外载荷的振动和冲击，从而提高发动机和机体的使用寿命。

液力传动可减少变速箱排挡数，操作简便。

但是如果发动机与液力变矩器匹配不好，不但不能发挥液力传动的优点，反而适得其反，所以工程机械要恰当的解决液力变矩器的选型及与发动机的匹配。

1.液力变矩器的选型要求工程机械一般情况下负荷较大，工作环境较为恶劣，工作频繁，行驶速度也较低，且散热条件也较差，致使发动机热负荷较大，通常发动机的使用功率要降低10%~20%使用。

从工程机械的性能要求和对发动机功率的要求可以看出：（1）液力变矩器和发动机共同作用时，在全负荷下发动机有较大的功率输出，以满足较大的牵引特性的要求。

（2）根据爬坡性能的要求，液力变矩器失速变矩比尽可能大些，一般=3~3.6，以减少变速箱的排挡数。

（3）要求液力变矩器高效范围宽，工程机械作业时要求变矩器在低速和高速工况下运转，有利于提高发动机的经济性，一般变矩器允许的最低效率η=75%。

（4）为了充分利用发动机的功率，液力变矩器应具有一定的透穿度，这样在启动和低速行驶时能获得较大的牵引力，高速行驶时能充分的利用发动机的功率，提高平均速度，对改善加速性和牵引性都是有利的。

一般要求在低速时透穿度较小，高速时透穿度尽可能较大。

但是有些情况下也选用非透穿液力变矩器。

2.汽油发动机与液力变矩器的匹配汽油发动机的特点是转速高，最大扭矩点和最高功率点转速相差较大，适应性系数较大，所以为了尽可能使功率和扭矩都能得到很好的发挥，一般选用正透穿度较大的液力变矩器，使车辆在启动和低速是获得较大的牵引力，加速性能好，高速时又能充分利用汽油发动机的功率。

液力叉车发动机与液力变矩器的匹配及传动系统参数的优化_百度文讲解

维普资讯・４４・２ｒＯ一机械科学与技术Ｍ．—ｓ。

第ｌ卷６｛Ｍ一）一一）（／（Ｉ１～≥Ｍ≥Ｍ．≥ ＾（５４）ｆｏ．一Ｈ≤｛Ｈ一＂）（一ｎ）（一／Ｈ…Ｌ【１ｒＯ≤ｎ．…≤，Ｈ≤… Ｍ（６４）；一（一Ｍ１１）（．Ｍ一／０６）Ｍ０６．Ｍ．０６．ＭＭ（７４）４３多目标模糊优化问题求解．该多目标模糊优化问题常转化为求解如下的单目标模糊优化问题。

ＦｉｄｎｍａｘＸ一（，，，ｌ２ａｓｆ．．（）焉０ＸＮｊＸ）（（一１２，，５，３４・）（；ｌ２３，．）０≤ １式中，为辅助变量；。

ｘ）（ｇ（＝１２３４５．，．，）为式（３４）～（７给出的模糊约束条件。

４）为解上式，采用最优水平裁集将其转化为非模糊优化问题。

可限于篇幅・解模型在此求略去。

问题变为普通优化问题，采用相应方法求解。

该可传动系统参数的多目标模糊优化的处理同上。

Ｉ０１Ｄｌ０ｌ０Ｈ２００锄？０。

３９１０４００ｅ００ｌＤ２０｝００６２０ｆⅧ …【１『＝捌５算倒某集装箱叉车，一１ｔＧ一２ｔＩ］＝３ｋｈＥｇ］＝０２．Ｑ２．２…ｖ０ｍ／，ｒｏ．０ｆ＝００．ｎｔ．２［一＝０Ｏ，．２［］＝００５ｒ＝０６ｍ。

．２，．５６３ＱＫ，１０ⅣＨ一１８Ｗ１ｋ＝２０ｒｍｉ，一＝００／ｎ７０・ｍ０Ｎ按本文模型，目标函数取相同重要程度，到：且得发动机：液力变矩器：３５３Ｋ＝２８ＹＪ７ｏ，ｎ．，一０９．１维普资讯第３期邓斌：渡力叉车发动机与液力变矩器的匹配及传动系缱参数的优化・４５・２发动机与液力变矩器的共同工作输入特性和输出特性分别如图１图２示。

、所传动系统参数为：Ｓ一３ｑ＝１７．１：９１／ｎ．ｔ，．６Ｉ２ｍｉｒｚ＝１５ｒｍｉｉ＝５．．．１．４ｒｉ６２／ｎ４８＝７６。

ｌＺ３４Ｓ６７８９参ＧｉｎＬｕａＺｒｔ．ｄｏｙａｃＴａｒａｏｔＨｙｒｄｎｍｉ考文献ＰｒｍｅｅｓＯｐｉｚｔｎＳａａｔｒｔｍｉａｉ．ＡＥｐｐｒ７０５ｏａｅ７５７王彩毕，宋连天．模榴论方法学．北京；中国建筑工业出版杜，９８１８黄宗益．薛瑞祺，阎以诵．工程矾槭Ｃ．ＡＤ上海：同济大学出版杜．９１１９陆植．叉车设计．北京机槭工业出艇杜，９１１９凌忠社．车用液力变矩器的选择与匹配．叉起重运输机槭．９８１）２１８（２；～９胡修章．车用柴油机的废气捧放及其与液力变矩器匹配的关系．工程机械．９１】）２￣３１８（０：４０孙大刚，请文农，杜涛，李刚．液力机饿传动式重型汽车传动比的优选．建筑机械．９５５：０１９（）】～Ｉ４王彩华，朱煜东．多目标优化模蝴解法中目标权重的处理方法．重庆大学学报．９（）９～９１２ｌ６：２７９５于光远．程软设计理论．京：工北科学出敝社＋９２１９ＯｐｉｚｔｎｏｏｈＭａｃｉｇａｄＰａａｅｅｓｏｒｎｍｉｓｏｔｍｉａｉｆＢｔｔｈｎｎｒｍｔｒｆＴａｓｓｉｎｏＳｓｅｏｙｒｕｉｃｖｔｒＦｏｋｉｔｙｔｍｆｒＨｄａｌｃＥｘａａｏｒｌｆＤｅｇＢｉｎｎ（ｏｔｗｅｔＪａｔｎｉｅｓｔ—ｅｇｕ６０３）ＳｕｈｓｉｏｏｇＵｎｖｒｉｙＣｈｎｄ１０１Ａｌｔａ￣Ｔｈｌｏｊｃｕｚｐｉｍｄｌｆｂｔｔｈｎｅｗｅｎｅｇｎｎｙｒｕｉｏｑｅｃｎ￣ｒ￣ｓｅｍｕｔｂｅｔｆｚｙｏｔｍｕｍｏｅｏｈｍａｃｉｇｂｔｅｎｉｅａｄｈｄａｌｔｒｕｏ．ｌｏｃｖｒｅｎａａｔｒｆｔａｓｓｉｎｓｓｅｆｒｈｄａｅｅｃｖｔｒｆｒｌｔｉｐｅｅｔｄＩｈｓｍｏｅ。

综合式液力变矩器的结构原理与故障分析

看）但不能朝逆时针方向旋转。，
当涡轮转速较低时，涡轮流出从
的液压油从正面冲击导轮叶片，导对轮施加一个朝逆时针方向旋转的力
大，这便于汽车克服较大的起步阻
力。
输出扭矩等于输入扭矩。
等于输入扭矩与导轮对液压油的反作用扭矩之和。然这一扭矩要大于显输入扭矩，液力变矩器具有增大扭即矩的作用。由于在起步时ｈ＝ｗＯ，从涡轮流出的工作液中击到导轮叶片的
４５
二、变矩原理
变矩器之所以能起变矩作
用，是由于结构上有了导轮机
构。液体循环流动的过程中，在固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩，使涡轮输出的转矩不同于泵轮输入的转矩。现以变矩器工作轮的展开起步时，涡轮的转速Ｎ为零，如图４所示。变速器油在泵轮叶片带动ａ）
汽车维修２１６１０２．３
液流的作用力矩分别为Ｍｂ和Ｍ＼Ｍ方向如图中箭头所示。据液流受力根平衡条件，得：＝＋。因此可可ＭＭＭ
知，力变矩器的输出扭矩在数值上液
正面，中击力最大，应地导轮通过相液体给涡轮的反作用力产生的力矩也最大，起步时涡轮的输出扭矩最故

工程机械发动机与液力变矩器匹配方法研究

毕业设计（论文）设计（论文）题目：工程机械发动机与液力变矩器匹配方法研究姓名秦浩学院（系）专科部专业工程机械年级指导老师年月日目录摘要 (4)第一章绪论 (6)1 课题背景及意义 (6)2 国内研究状况 (7)第二章发动机与液力变矩器的匹配计算 (8)2.1 发动机与液力变矩器匹配计算方法概述 (8)2.2 匹配计算过程 (8)2.2.1 发动机的净外特性 (8)2.2.2 液力变矩器的原始特性 (9)2.2.3 共同工作的输入特性 (9)2.2.4 共同工作的输出特性 (9)2.3 液力传动匹配分析 (10) (10)2.3.1 起动扭矩MT0 (10)2.3.2 变矩器的运动学工作范围dn2.3.3 变矩器的动力学工作范围d (10)M (10)2.3.4 高效范围内平均输出功率NTPj2.3.5 高效范围内平均单位油耗量gePj (10)2.4 算例 (11)2.5总结 (13)2.6液力变矩器与发动机匹配的计算机分析软件 (13)2.6.1 设计思想 (13)2.6.2 软件功能 (13)2.6.3 软件总体结构 (14)2.6.4 程序流程 (14)第三章各参数对车辆动力性能和经济性能的影响 (16)3.1 简述 (16)3.2 主要部件的基本性能分析 (16)3.2.1 柴油发动机 (16)3.2.2 液力变矩器 (17)3.2.3 分动箱 (18)3.2.4 其他部件 (18)3.3 高速工程车柴油发动机与液力变矩器合理匹配的原则 (18)3.4 配过程分析 (18)3.4.1发动机的负荷特性 (18)3.4.2 液力变矩器的特性 (19)3.4.3 发动机与液力变矩器共同工作 (20)第四章总结 (23)4.1 分析结论 (23)4.2 心得体会 (23)参考文献 (24)摘要随着国家机械工业的不断发展,由于液力传动的一系列优点,液力传动在工程机械领域得到了广泛的应用。

液力传动设计中发动机与液力变矩器的匹配是设计的关键技术之一，常规设计计算多采用作图与手工计算相结合的方法，计算时间长、计算精度差，因此，利用计算机快速计算的优点，研究发动机与液力变矩器匹配的计算方法具有实际意义。

发动机与液力变矩器动力匹配实例

当转速达到1900时，有效功率达到最大值。功率是转矩与转速的乘积。
在怠速和最大转矩转速范围内，Te和n都是逐渐增加，其乘积也增加，故在此范围内，Pe也随n增加而增加；
在最大转矩和最大功率转速范围内，转速n增加，功率Pe虽然增大，但Te却逐渐降低，不过降低较缓慢，Pe增加也缓慢。
超过最大功率转速时，n增C加HE，NLITe下降较快，Pe也逐渐下降6。
CHENLI
19
这样即得到输出特性M1、M2、n1、η=f（n2）曲线上与1i 相对应得一个点（1M1，1n2）、（1M2，1n2）、（1n1，1n2）、（1η，1η2），多取几个i值，即可求得输出特性M1、M2、n1、 η=f（n2）曲线。
8.千转扭矩MBg
现在，我国目前多用千转扭矩MBg表示变矩器能容。
泵轮力矩和涡轮力矩方程为：
M1= λ1γn12D5 M2= λ2γn12D5 泵轮力矩系数λ1和涡轮力矩系数λ2是在试验台测得数据求得的。
CHENLI
11
右图为变矩器特性试验装置。
试验时，保持发动机泵轮转速恒定，改或变M2，测得M1、n2，测功器再根据上述力矩方程，即可求得
变矩器
1.发动机性能参数定义：
发动机的主要性能指标有动力性指标（有效转矩、有效功率、转速等），经济性指标（燃油消耗率），运转性能指标（排气品质、噪声和启动性能等）。
（1）有效转矩
发动机通过飞轮对外输出的转矩称为有效转矩，以Te表示，单位N.m，有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。
（2）有效功率
e.简化了车辆的操纵。
因为液力变矩器本身就是一个无级自动变速器，相当于扩大了发动机的动力范围，故变速器的档数可以显著减少。

TY160推土机液力变矩器与柴油机匹配的研究_过鹏

参考文献 1 孙跃东，周萍，尹冰声. 液力变矩器与柴油机匹
配的计算方法研究 [J] . 机械制造，2003 (11) . 2 焦生杰、余亮. 工程机械液力传动匹配的计算机
辅助计算 [J] . 西安公路交通大学学报，2001 (10) . 3 朱经昌. 液力变矩器的设计与计算 [M] . 北京：国防工业出版社，1991. 4 林慕义、张福生. 车辆底盘构造与设计 [M] . 北京：冶金工业出版社，2机整机匹配而言，还可以通过考察变
速箱Ⅰ档对最大牵引力与柴油机最大扭矩点以及推土机总质量的关系、最大功率点与滑移率的关系等来判断其牵引性能、滑移率是否适配，是否满足动力性、经济性、作业生产率的要求。
本文不对推土机牵引性能、滑移率展开分析，仅对 C6121 柴油机与 TY160 推土机液力变矩器的特性以及二者之间的匹配进行了分析，给出了各个匹配步骤的数值计算，并提供了匹配的相关评价参数，分析了匹配的合理性，为实际工作提供了参考。
Guo P e ng, Ta n Yihua n （1. Tongji University, Shanghai 200093, China; 2. Shanghai Diesel Engine Co., Ltd., Shanghai 200438, China）
Abstract: A study is carried out on the performances of the hydraulic torque converter of TY160 bulldozer and a diesel engine as well as their proper match possibility. A simulation is then conducted to achieve a proper match performance of the converter and engine.

ISG型混合动力汽车中液力变矩器与发动机的匹配优化

循环圆直径为设计变量，Ｘ＝［］即Ｄ．根据上文所述ＩＧ混合动力汽车中液力变矩Ｓ器与发动机的匹配原则，以两者匹配的动力性和经济ｌ为目标函数，生分别用失速时共同工作点对应扭矩ｒ（ｏ）与最大扭矩的比值、比ｉ：０７时速．共同工作点对应比燃油消耗率６（，）与最小比燃油率ｂ的比值、比ｉ＝０９时共同工作点对速．应功率 Ⅳ．（０）与最大功率 Ⅳ一的比值乘以相应，
要根据车辆的用途不同进行改变．对于混合动力汽车，合理的匹配应满足以下几点：（）１液力变矩器与发动机的共同工作区域应处于发动机燃油消耗较低的区域，使车辆具有良好
的燃油经济性；（）力变矩器在失速工况（２液ｉ＝０）的负载下
图３优化前后液力变矩器与发动机输人特性曲线
褂耀涎墓
ｎ为发动机转速（ｐ；为ＩＧ电机转速目＿一。ｒｍ）ｒｔＳ一褂嚣一Ｎ ≥
（ｐ；为泵轮转速（ｐｒｍ）ｎｒｍ）
５ＯＯ４０５４００３Ｏ５ｇ３０ＯＺ５２０２００
生改变．了获得良好的动力性与经济性，对变为需
（）１矩器进行优化，以满足混合动力汽车的工作要求．
厂ｎ（）
口
＝ＡｇｎＤ２
２
式中：为发动机输出扭矩（。；为电动机Ｎｍ）
由
输出扭矩（ｍ）为泵轮转矩（ｍ）ｇ重力Ｎ・；Ｎ・；为加速度（ｓ）Ａｍ／；为泵轮转矩系数（ｉ２ｒ・；ｍｎ／２ｍ）

铲土机械发动机与液力变矩器的匹配计算

1.2 国内的几种工程机械发动机
工程机械发动机要求最主要的是动力强劲，所以选用才有发动机目前主流的有以
-4-
太原科技大学毕业论文
下几种柴油发动机： 1.2.1 潍柴系列发动机 WD615 系列柴油机，WD615，W 表示 water(意思是水冷）D 表示上 diesel（柴油机）在一起就表示是水冷柴油机；它是潍柴动力欧洲研发中心采用世界顶尖技术和全新设计理念研发的新一代柴油机，刷新国内重型柴油机中多项性能指标，具有更省油、更强劲、更可靠、更安全的优点，主要经济指标达到世界领先水平。 WD12 柴油机是潍柴动力针对重型汽车市场开发研制的先进动力产品，是目前国内唯一成熟的最大排量柴油机。其功率覆盖 336 马力——480 马力，与现有同类同功率发动机相比，综合运行油耗降低 10-15%，动力性提高 30%，可以保证整车高效、高速运行，是目前国内重型汽车理想的升级动力。 WD12 系列柴油机技术优势：更省油;相同载重，油耗降低 15%，节省使用成本;排量大，进气量大；配套专用 P12 高压油泵，燃油喷射雾化更好；配套专用高效增压器，进气效率较高；使用 WD12 发动机燃烧更充分，油耗更低;12 升大排量，扭矩提高 30%，动力更强劲:WD12 发动机排量大，低速（1000r/min）扭矩提高 30%；使整车加速性能更好；最大扭矩大，使整车载重能力更强；大扭矩范围宽，在 1200——1650 转范围内均能输出大扭矩，使整车在各种工况下均能高效运行，可大大提高运营效率，实现“多拉快跑”的目的.WD12 柴油机排量达到 12 升，与现有同类同功率发动机相比升功率最低，柴油机整机的可靠性得到极大提高，曲轴、连杆、轴瓦等零部件使用寿命更长；同时延缓了机油老化速度，延长了更换机油的周期，给用户带来可观的直接收益。 1.2.2 上柴系列发动机上海柴油机股份有限公司（简称上柴公司）前身上海柴油机厂 1958 年，第一台自行设计、完全国产化的 6135 柴油机在此诞生，开创了中国中等功率高速柴油机制造的先河。 1964 年，6135 柴油机为国产第一台 T120 推土机配套，并通过整机鉴定。1969 年又成功为国产第一台 ZL40 装载机配套，奠定了上柴公司作为国内工程机械行业最主要的动力供应商的地位。C6121 柴油机具有以下几点技术优势：可靠性好、寿命长；动力强劲；燃油耗率低；高原适应行强等。为适应较大的工况变化。C6121 柴油机扭矩储备系数能达到 1.1-1.4。这使所配套的工程机械实际作业中，无论工况怎么变化，因有高的功率和扭矩储备，柴油机响应快、克服阻力能力强，保证了作业效率。它在全负荷工况燃油消耗率可达到 206 g / kw h ，彭绝既有

发动机与液力变矩器的匹配分析

将这些工作点在发动机万有特性上表示出来，便形成了路谱图，一个典型的Ｖ型作业机械路谱图见图
４。
９６０
１７
１８
０９１．２
１
０８１．８
０．８１
０８．１
Ｏ．８１
１００２．７
９９．６９
１９２０２ｌ
ｎｙｒｕｉｏｑｏｅｔｒｔｓ．ａｄｈｄａｌｃｔｒｕｅｃｎｖｒｅｓａａｔｌＫｅｒｓｎｇｎｅｈｒｎｌｏｑｏｅｔｒ；ｙｍｉｔｈｙｗｏｄ：ｅｉ；ｙｄａｌｔｒｕｅｃｎｖｒｅｓｄｎａｃｍａｃｃＣＣＮ．：Ｕ４４：Ｄｏｕｅｏ：ＡＬｏ６ｃｍｎｔｃｄｅ
理匹配则是液力传动研究的主要课题，在研究液力
作者简介：龙林，初级＿程师，就职于陕西重型汽车有祝Ｔ
限公司研究方向：整车动力系统。
因而得到了广泛的应用。而液力变矩器与发动机合装载机一般一个工作循环按以下步骤进行：前进一
１１１．０１１１．２１２．１
０６６．９０６９．６０３１－８
０７５．６０７２．５０４１．５
４．８６６３．１８７１．５９７
Ｅ
弓８０５
表４原型机传动比
袋７０６
囊
变速箱传动比
０．２５
３２２．１２７７．８２６８．３２０４．８２０６．８

发动机和液力变矩器的匹配

透穿性 1.
B
M
B
gB D nB
5
2
2.
D
3.
iq
M
eB
f (nB )
四、影响发动机和液力变矩器匹配的因素
1. 液力变矩器的透穿性 ① 正透穿 ② 负透穿 ③ 混合透穿 ④ 不透穿
四、影响发动机和液力变矩器匹配的因素
① 正透穿
M
i0
i*
i m ax
nB
四、影响发动机和液力变矩器匹配的因素
• 循环圆有效直径D • 工作油密度 • 发动机到变矩器传动比iq
M
M
eB
f (nB )
gB D nB
5 2
B
2.共同工作的输入特性曲线确定步骤
第1
在液力变矩器原始特性曲线上选取典型工况点
×10 6 K
10 2.4
h K B
h
1.0
8
2.0
0.8
1.6 6 1.2 4 0.8 2 0.2 0.4 0.6
（1）恒速工况：发电工况或农田耕作工况。
（2）螺旋桨工况：船用发动机工况。
（3）车用工况：发动机有效功率和转速都独立地在很大范围内变化，它们之间不存在特定的关系。
3
3、发动机负荷特性与速度特性
（1）负荷特性：发动机转速不变，其性能指标与负荷变化的
关系。横坐标可用有效功率、有效转矩或平均有效压力来表示，纵坐标为有效燃油消耗率、每小时燃油消耗量、排气温度等。主要用于评价发动机工作的经济性。
关系。横坐标为发动机转速，纵坐标为平均有效压力或转矩，绘制等燃油消耗率、等功率等等值线。
4
4、全程调速和两极调速发动机全程调速：油门置于某一位置时，在调速特性曲线上，负荷变化，而转速基本不变；当负荷超过最大转矩时，发动机将沿外特性工作。

液力变矩器的设计与计算

2
3 4 5
87.83
100.28 112.27 123.19
20.55
18.10 17.00 15.25
97.64
103.00 108.96 115.14
15.00
15.11 14.60 13.40
8
9 出口10
147.07
150.90 152.50
7.25
4.10 0.00
130.00
132.36 133.73
对于外环， y 0
J 10 ectg s
则同理
图中量取 e 6.5
12.4 mm 10.61mm 7.6
外环第8元线叶片偏移量为
J10 10.61ctg30.44 18.05mm 12 .4 J 9 5.5 ctg 37 11.91mm 7.6
uB1rB1 rB1 u B1 mB1ctg B1
0.07854 169.6 7.247 0.2679 0.07854 0.892
(9)
(8)
类似地，在出口处：
uB 2 rB 2 rB 2 u B 2 mB 2 ctBiblioteka B 2 B2 的关系曲线
叶片角度的确定还可根据规定的效率、变矩比等性能指标，采用液力计算的方法计算得出。设计转速比0.7，在1900r／min时的输入转矩为262.8N· m。
rB 2 ctg B 2 rD 2 ctg D 2 TB Q F FD 2 B2
2
rT 2 ctg T 2 TT Q F T2
F
rc和 r
r cos

2 s
rc2

液力变矩器C匹配77资料

原匹配 580kW
392kW
284kW
发动机净转矩对共同工作输入特性的影响
发动机净转矩对共同工作输出特性的影响
(nT,- MT )
(nT , PT )
nT = inB
- MT = KMB
PT = - MTnT / 9549
3.7 液力变矩器与发动机的共同工作特性
第4/4步
以涡轮转速为横坐标，绘制共同工作的输出特性曲线。
-M (Nm) T
5000 1.0
4500
0.8 4000
3500 0.6 3000 2500 0.4
i
1
iM
A* i*
B
A2
i2 imax
Am
n n n N max
M eB = f (nB )
M B = r gl BD5nB2
3.7 液力变矩器与发动机的共同工作特性
第1/4步
在液力变矩器原始特性曲线上选取典型工况点
λ X10 6 K
10 2.4
2.0 8
η
η
K
1.0
λB
0.8
1.6
6
0.6
1.2
有机地组合：有逻辑的，恰到好处地结合在一起有机: 1.原指与生物体有关的或从生物体来的(化合物)，现指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐和某些碳化物之外，含碳原子的(化合物)。 2.指事物构成的各部分互相关连，具有不可分的统一性。 3.有机会。
3.7 液力变矩器与发动机的共同工作特性
〇、发动机的速度特性
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
i
M
i Me
i0 1 i*
i2

叉车柴油机与液力变矩器合理匹配的研究

叉车柴油机与液力变矩器合理匹配的研究近年来，为了适应各国日益苛刻的排放法规和油耗法规，柴油机得到了快速发展，如采用可调涡轮增压器，优化进气、喷油系统，改善燃烧等；在降低排放的同时，也极大地改善了柴油机扭矩特性，导致出现了一种所谓"等功率"柴油机，即这种柴油机在一定转速范围内可保持功率为一常数(以下简称新型柴油机)，如目前被普遍关注的符合EPATierII/EU Stage II排放标准的电喷柴油机。

由于新型柴油机在调速外特性上有十分显著地改变，在与液力变矩器(以下简称变矩器)进行匹配时如何应对这一变化，充分发掘其在动力性、经济性上的改善，既提高整机牵引性能，也使经济性能得以体现，在当今注重整机性能、提倡节能的形势下，进行该项研究具有重要的现实意义。

一、工程机械柴油机不同发展阶段调速外特性对比及当前柴油机与变矩器匹配理论回顾1.柴油机不同发展阶段调速外特性对比在近几十年中工程机械柴油机主要经历了三次大的变化：自然吸气式柴油机、废气涡轮增压式柴油机(以下简称增压柴油机)及现在能满足EPATierII/EU StageⅡ排放标准的新型柴油机，每次变化表现在其调速外特性上都有较大改变。

1.1.自然吸气式柴油机自然吸气式柴油机曾在工程机械上被普遍选用，其输出力矩特性曲线通常比较平坦，扭矩适应性系数K值一般不超过1~1.05，但功率随转速变化较大。

图1玻嵛一自然吸气式柴油机6135K玻吹耐馓匦郧线图。

1保玻增压柴油机近十几年间，增压柴油机在工程机械上得到了广泛应用，其扭矩适应性系数K值可达1.25玻保30，在额定转速时功率最大，随转速下降，其功率呈下降趋势。

图1玻馕一增压柴油机WD615 67G3柴油机外特性曲线图。

1.3.新型柴油机动力性、经济性及排放上的独到优势使得新型柴油机已成为未来工程机械的首选。

新型柴油机可在很宽的转速范围内保持功率为一常数，大大改善了整机的牵引和动力性能，扭矩适应性系数K高达1.50以上。

工程车辆发动机与液力变矩器匹配优化设计研究李光明

工程车辆发动机与液力变矩器匹配优化设计研究李光明发布时间：2021-08-31T06:09:18.342Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：李光明曲振鑫栾景坤[导读] 本文以工程车辆为研究视角，从驱动设备、变矩装置的特性入手，梳理工程车辆的各类工况，探索其驱动设备与变矩装置的匹配方法，以车辆驱动能力为设计方向，进行建模分析，研究匹配方案对车辆驱动与经济产生的影响。

研究发现：优化设计后，能够显著提升动力性能3%，油量消耗减少了3.2%。

龙口中宇机械有限公司山东烟台 265700摘要：本文以工程车辆为研究视角，从驱动设备、变矩装置的特性入手，梳理工程车辆的各类工况，探索其驱动设备与变矩装置的匹配方法，以车辆驱动能力为设计方向，进行建模分析，研究匹配方案对车辆驱动与经济产生的影响。

研究发现：优化设计后，能够显著提升动力性能3%，油量消耗减少了3.2%。

关键词：驱动设备；变矩装置；目标函数引言：工程车辆的驱动材料为柴油，以柴油为燃料的发动装置，其扭矩系数不高，无法适应工程机械运行的荷载浮动工况。

如果选用的发动机功率较高，将会引起发动设备在时间积累下形成负载不充足的情况，由此降低了发动设备的功率利用效果。

1工程车辆驱动设备与变矩装置的基础特征工程车辆的驱动燃料以柴油为主，车辆速度的组成要素包括外特性、调速特性。

液力变矩装置的初始特征，包括泵轮力矩系数a，矩力调整次数n，矩力效率m，涡轮转速比j。

其中ay=f（j），表示变矩装置的负载性能；n=g（j），表示变矩装置的变矩特点；m=h（j），表示变矩装置的成本消耗情况。

2驱动设备与变矩装置的匹配方法（1）为取得优异的车辆运行性能，变矩装置在低速比状态时，其负荷抛物线j=0时，能够达到发动装置转矩点的最大值。

（2）为保证工程车辆使用效果，期望在共同工况区间内，获取发动装置的功率最大值，要求变矩装置在效率最大值、j约等于0.75时，形成的负荷抛物线达到发动装置功率最大值的标准扭矩位置。

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液力变矩器匹配分析方法
摘要：发动机与自动液力变矩器配合后，可以看做是一个新的动力源，其配合程度，直接影响车辆动力经济性能。

本文针对平原和高原两个环境下，发动机不同表现情况下，发动机特性对液力变矩器进行匹配分析作出了总结。

本文适合用于以内燃机（汽油或柴油）为动力装置的 M1 类和 N1 类车辆。

关键词：平原工况；高原工况；输入特性曲线；输出特性曲线
1术语和定义
下列术语和定义适用于本文。

转速比 i speed ratio：液力变矩器涡轮转速 nW 与泵轮转速 nB 之比。

变矩比 K torque ratio：液力变矩器涡轮转矩TW 与泵轮转矩TB 之比。

转矩系数 torque factor：液力变矩器转矩T 与其几何参数（有效直径 D）、油液密度及转速 n 的关系。

传动效率transmissionefficiency：液力变矩器输出功率 PW 与输入功率 PB 之比。

原始特性 primary characteristic：液力变矩器的变矩比 K 、传动效率及转矩系数随转速比 i 变化的特性。

2液力变矩器匹配分析
2.1发动机与液力变矩器匹配要求
1）液力变矩器平原工况符合匹配原则；
a)为使车辆在起步时获得最大扭矩，液力变矩器起步工况的负荷抛物线应在发动机最大净扭矩点附近；
b)为使车辆具有良好的动力性，要求液力变矩器在整个工作范围内能充分利用发动机的功率，液力变矩器最高效率工况处于发动机额定功率点附近；
c)为使车辆具有良好的燃油经济性，这就要求液力变矩器与发动机共同作用范围处于发动机最低燃油消耗率附近。

2）高原工况下，车辆能够正常行驶： a)车辆满载时，在高原干砂路面25%坡度道路上能正常行驶。

b)车辆在原地打转向起步工况，能正常起步。

c)发动机失速点必须大于涡轮增压器开始工作点（一般不小于2000rpm）。

2.2发动机与液力变矩器共同工作特性
2.2.1资料输入
——发动机参数输入表
a)发动机万有特性数据；
b)发动机高原工况外特性数据；
——液力变矩器特性数据表；
——整车参数输入表
——液力助力转向泵功率消耗图
2.2.2绘制输入特性曲线
1)将发动机平原转矩外特性和高原转矩外特性分别乘以85%，然后画出发动机特性图；
2)在液力变矩器的原始特性曲线上，选取特征工况（起步工况转速i0=0；效率大于75%的高效区宽度端转速比i1=0.58、i2=0.9；偶合工况转速比iM=0.85；最大转矩工况imax=0.6。

），画出特征工况时液力变矩器泵轮的负荷抛物线；
3)将发动机的转矩外特性与液力变矩器的负荷抛物线，以相同的坐标比例绘
制在一起，即得到发动机与液力变矩器共同工作的输入特性，见图1发动机与液
力变矩器共同工作输入特性图。

2.2.3绘制输出特性曲线
由发动机与液力变矩器共同输入特性图，可以读取发动机与液力变矩器共同
工作点，这些共同工作点也是泵轮的工作情况，根据液力变矩器特性可以推算出
涡轮的工作情况，得到液力变矩器的输出特性曲线，如图2 发动机与液力变矩器的共同输出特性图。

2.3发动机与液力变矩器匹配平原工况分析
由图1发动机与液力变矩器的共同输入特性图可以分析出，平原工况时：
a)液力变矩器起步工况的负荷抛物线在发动机最大净扭矩点附近，车辆在起步时获得最
大扭矩；
b)液力变矩器在整个工作范围内，能充分利用发动机的功率；
c)有图1可看出发动机与液力变矩器共同工作区间在发动机最佳效率区间，车辆有较好
的燃油经济性。

车辆起步时获得最大扭矩，即2.3a）分析过程如下：
车辆起步时，发动机转速n=3400rpm，扭矩T=478Nm，此时液力变矩器i=0,变矩系数
K0=1.7，故发动机与液力变矩器匹配后，起动扭矩T0=812.6Nm；
2.4发动机与液力变矩器匹配高原工况分析
由图1发动机与液力变矩器的共同输入特性图可以分析出，高原工况时：a)车辆满载时，在高原干砂路面25%坡度道路上能正常行驶；
b)车辆在原地打转向起步工况，能正常起步；
c)发动机失速点为3000rpm，大于涡轮增压器开始工作点（一般为2000rpm）。

起动扭矩不低于所需扭矩，即2.4 a）计算过程如下：
满载汽车在干砂路面，25%坡度以最低稳定车速匀速行驶时，行驶方程为：
r —车轮滚动半径，轮胎规格为255/50 R19计算滚动半径为358mm；
—传动效率，轿车传动效率为0.9～0.92，此处取0.9；
ig —主减速比，3.39；
i0 —一挡速比，4.71；
n —涡轮转速。

计算得
由ua计算得n =1774.55rpm，可以根据图2读取此时涡轮可以输出的最大扭矩T =450Nm，大于爬坡所需扭矩TW，即：车辆在高原干砂路面无风天气，满载工况下，能够在25%坡度
道路上行驶。

起动扭矩不低胜负未车辆起步时，发动机转速n=3000rpm，扭矩T=392Nm，此时液力变
矩器i=0, 变矩系数K0=1.7，故发动机与液力变矩器匹配后，起动扭矩T0 T*K0=666.4Nm；
起动时滚动阻力Ff Gf = 4217.43 N；
克服滚组涡轮所需扭矩
助力转向泵所需扭矩Ts=2.23Nm；
车辆在原地打转向起步工况，T0＞Tf+Ts，故，能正常起步。

车辆在原地打转向起步工况，能正常起步。

2.5液力变矩器与发动机匹配分析结论
综合上文,此发动机和液力变矩器匹配情况如下:
1）平原工况液力变矩器起步工况的负荷抛物线在发动机最大净扭矩点附近,使车辆在起
步时获得最大扭矩; 液力变矩器最高效率工况处于发动机额定功率点附近, 使车辆应具有良好
的动力性，液力变矩器在整个工作范围内能充分利用发动机功率; 液力变矩器与发动机共同作用范围应处于发动机最低燃油消耗率附近使车辆应具有良好的燃油经济性.
2）高原工况车辆满载时，在高原干砂路面 25%坡度道路上能正常行驶；车辆在原地打转
向起步工况，能正常起步；发动机失速点必须大于涡轮增压器开始工作点（一般不小于
2000rpm）。

结语
发动机与液力变矩器匹配过程，需要考虑车辆使用环境，车辆销售区域气候环境变化不大时，可以只考虑当地环境，但是我国地域广阔，车辆销售区域跨度大，气候变化多样，匹配过程需考虑气候对发动机及变速器影响，验证极端气候下发动机与液力变矩器匹配是否达到性能平衡。

参考文献：
[1]胡仕成工程车辆发动机与液力变矩器匹配优化设计[J]. 广西大学学报(自然科学版)2013年05期
[2]周红全,殷琳,丁平芳,刘更新. 柴油机与液力变矩器合理匹配的新研究[J]. 工程机械. 2005 (12)。