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文章编号：1671-8496(2003)04-0033-03装载机中的发动机与液力变矩器的匹配特性分析蒋 波 吕其惠(广东交通职业技术学院, 广东广州, 510650)摘要：根椐实际情况，结合功率利用与速度两方面的因素得出了装载机中的发动机与液力变矩器较完备的匹配方案。
关键词：液力变矩器 发动机 装载机 匹配中图分类号：TH243 文献标识码：A在公路施工特别是在高速公路施工中，由于装载机在路基工程的填挖、沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等方面具有作业速度快、效率高、操作轻便等优点，因而，装载机在国内外得到了迅速发展，并且成为公路建设中土石方施工机械的主要机种之一。
为了适应越来越多的大型工程建设发展的需要，装载机向大功率、大斗容量的方向发展。
在国内，柳州工程机械厂开发了ZL100型(斗容量5.4m 3)，临沂工程机械厂开发了ZL72B 型(斗容量6.1m 3)较大型装载机。
在国外，美国卡特匹勒公司开发了斗容量17.5m 3 ~30.4m 3，功率达到1000Kw 的大型装载机。
同时，为了适应市政建设、城市环境和小型工地施工的需要，小型装载机也得到了较大的发展，例如日本东洋运搬株式会社生产的“310”型小型装载机，斗容量仅为0.11m 3，功率为9.8Kw 。
而在众多型号的装载机之中，液力机械传动型式的装载机的使用最为普遍，对于这种类型的装载机来说，如果液力变矩器选择得当，与发动机能正确地匹配，那么发动机的功率就会得到充分利用，装载机的牵引性能就会满足要求，而且可以减少变速箱的档数，简化变速箱的结构，减轻驾驶员的劳动强度。
但是，如果液力变矩器选择不当，或与发动机的匹配不合适的话，则液力机械传动的优点就得不到充分发挥，甚至导致燃料消耗增加、生产率降低。
为了消除这些影响，将从功率利用与速度两方面的因素出发，提出装载机中的发动机与液力变矩器较完备的匹配方案。
1 发动机与液力变矩器的功率匹配1.1全功率匹配对于全功率匹配，在选择液力变矩器直径时，是以装载机在作业时所能获得的最大牵引力为考虑因素。
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。
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。
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。
