【正文】 。 功率平衡的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能看出行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率 ， 所以燃油經(jīng)濟(jì)性分析中也常用它 。 bcac第六節(jié) 裝有液力變矩器汽車(chē)的動(dòng)力特性 等功率發(fā)動(dòng)機(jī) tqeTPn?現(xiàn)有汽車(chē)如何滿(mǎn)足動(dòng)力性的要求 當(dāng)現(xiàn)有汽車(chē)變速箱為無(wú)級(jí)變速時(shí) ， 才有可能逼進(jìn)等功率曲線 。 液力變矩器 液力變矩器由渦輪 、 泵輪和導(dǎo)輪組成 。 三元件單級(jí)兩相液力變矩器簡(jiǎn)圖和特性 變矩器工作原理 開(kāi)始時(shí) ， 渦輪轉(zhuǎn)速 nW為零 ， 工作液在泵輪葉片帶動(dòng)下 ， 以一定速度沿圖中箭頭 1的方向沖向渦輪葉片 。 因渦輪靜止不動(dòng) ， 液流將沿著葉片流出渦輪并沿箭頭 2方向沖向?qū)л?。 然后液流再?gòu)墓潭ú粍?dòng)的導(dǎo)輪葉片沿箭頭 3方向流入泵輪中 。 當(dāng)液體流過(guò)葉片時(shí) ， 受到葉片的作用力 ， 其方向發(fā)生變化 。 根據(jù)液流受力平衡條件 ， 有 M’W = Mb＋ Md。 由于液流對(duì)渦輪的作用轉(zhuǎn)矩 MW（ 即變矩器輸出轉(zhuǎn)矩 ） 與 M’W方向相反 ， 大小相等 ， 因而在數(shù)值上渦輪轉(zhuǎn)矩 MW等于泵輪轉(zhuǎn)矩 Mb與導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩 Md之和 。 此時(shí)渦輪轉(zhuǎn)矩 MW大于泵輪轉(zhuǎn)矩Mb， 即液力變矩器起了增大轉(zhuǎn)矩的作用 。 當(dāng)變矩器輸出的轉(zhuǎn)矩 ， 經(jīng)傳動(dòng)系傳到驅(qū)動(dòng)輪上所產(chǎn)生的牽引力足以克服汽車(chē)起步阻力時(shí) ， 汽車(chē)即起步并開(kāi)始加速 ， 與之相連系的渦輪轉(zhuǎn)速 nW也從零逐漸增加 。 這時(shí)液流在渦輪出口處不僅具有沿葉片方向的相對(duì)速度 w， 而且具有沿圓周方向的牽連速度 u， 因此沖向?qū)л喨~片的液流的絕對(duì)速度 v是二者的合成速度 。 因?yàn)樵瓉?lái)設(shè)泵轉(zhuǎn)速不變 ，起變化的只是渦輪轉(zhuǎn)速 ， 因此渦輪出口處相對(duì)速度 w不變 ，只是牽連速度 u起變化 。 從圖中可以看出 ， 沖向?qū)л喨~片的液流的絕對(duì)速度 u將隨著牽連速度 u的增加而逐漸向左傾斜 ， 使導(dǎo)輪上所受的轉(zhuǎn)矩值逐漸減小 。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速增大到某一數(shù)值 ， 由渦輪流出的液流正好沿導(dǎo)輪出口方向沖向?qū)л啎r(shí) ， 由于液體流經(jīng)導(dǎo)輪時(shí)方向不改變 ， 所以導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩 Md為零 ， 于是渦輪轉(zhuǎn)矩與泵輪轉(zhuǎn)矩相等 ， 即 MW = Mb。 若渦輪轉(zhuǎn)速 nW繼續(xù)增大 ， 液流絕對(duì)速度 v方向繼續(xù)向左傾 ， 導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩方向與泵輪轉(zhuǎn)矩方向相反 ， 則渦輪轉(zhuǎn)矩為泵輪轉(zhuǎn)矩和導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩之差 （ MW = Mb－ Md ） ， 即變矩器輸出轉(zhuǎn)矩反而比輸入轉(zhuǎn)矩小 。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速 nW增大到與泵輪轉(zhuǎn)速 nb相等時(shí) ， 工作液在循環(huán)圓中的循環(huán)流動(dòng)停止 ， 將不能傳遞動(dòng)力 。 液力變扭器無(wú)因次參數(shù) 變矩比 ： 渦輪輸出扭矩與 泵輪輸入扭矩之比 變矩器速比 ：渦輪轉(zhuǎn)速與泵輪轉(zhuǎn)速之比 效率 ：輸出功率與輸入功率之比 TPTKT?TPnin?TTPPTn KiTn? ?? 紅旗牌轎車(chē)綜合式液力變矩器的無(wú)因次特性 式中： λ－泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù) ρ－工作油的密度； D－變矩器直徑； nP－泵輪轉(zhuǎn)速 。 圖中 λ隨速比的減小而增大 ， 這意味著當(dāng)外界阻力增大車(chē)輪轉(zhuǎn)速降低時(shí) ， 變矩器渦輪的轉(zhuǎn)速同樣會(huì)降低 ， 但輸出的扭矩隨會(huì)增大 ， 而且泵輪的轉(zhuǎn)速也會(huì)降低 。 52p p PT g D n??? ? ?泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)隨速比而變的特性稱(chēng)“透過(guò)性”，意即渦輪的轉(zhuǎn)速變化影響了泵輪的轉(zhuǎn)速變化。 具有透過(guò)性和不具有透過(guò)性的變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配時(shí)，其特性有所不同。 透過(guò)性變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配時(shí)，變矩器輸出的是一簇扭矩曲線。隨車(chē)輪阻力矩的增大，變矩系數(shù)增大，渦輪扭矩曲線更陡一些，泵輪轉(zhuǎn)速更低一些；隨車(chē)輪轉(zhuǎn)速的增高，渦輪扭矩曲線更緩一些，泵輪轉(zhuǎn)速也會(huì)高一些，這充分發(fā)揮了發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩特性曲線的特性，因而在車(chē)用變矩器中，多采用透過(guò)性變矩器。 液力機(jī)械變速器 1： 2均不起作用 ， 離合器分離 ， 空檔 。 2：制動(dòng)帶 1起作用 ， 離合器不起作用 ， 低速檔 。 3：離合器接合，制動(dòng)帶 2均松開(kāi)，直接檔。 4：離合器分離 ， 制動(dòng)帶 2制動(dòng) ， 倒檔 。 作用在中心輪 1上的力矩： M1 = F1 r1 作用在齒圈 2上的力矩： M2 = F2 r2 作用有行星架 3上的力矩： M3 = F3 r3 由 ΣF = 0 得（取行星輪）： F2 = F1 F3 = 2F2 根據(jù)能量守恒定律，輸入輸出功率之和為零： 設(shè)： 代入（ 1）式 ? ? ? ?? ?1 1 2 2 3 31 1 1 2 2 2 3 3 33 1 4 4 2 12 1 1 23121311 2 300 ( 1 )2221210M n M n M nF r n F r n F r nr r r r r rr r r rrrrrrrn n n????? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ????? ? ? ? 。 （ 1） 可以看出當(dāng) ， 三個(gè)輪中的只要有一個(gè)輪受到約束 ， 其它兩個(gè)輪就可以以一定的傳動(dòng)比傳遞動(dòng)力 。 但受約束的輪不同，傳動(dòng)比就不同，傳動(dòng)方向也會(huì)發(fā)生變化。利用這一點(diǎn)可以得不同檔位和倒檔。 （ 2）如果三個(gè)輪都不受約束，則各元件可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 （ 3）如兩個(gè)輪固定成一體旋轉(zhuǎn)，第三個(gè)輪的的轉(zhuǎn)速與前二者相同。速比為 1，成直接檔傳動(dòng)。 液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作 發(fā)動(dòng)機(jī) ——— 機(jī)械變速器 ——— 主減速器 發(fā)動(dòng)機(jī) ——— 液力變矩器 +機(jī)械變速器 ——— 主減速器 發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作的輸入特性 1）先收集液力變矩器的無(wú)因次特性和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩外特性 2）注意液力變矩器無(wú)因次特性的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)： 起動(dòng)工況， i0，高效區(qū)轉(zhuǎn)速比 i1和 i2，最高效率轉(zhuǎn)速比 i*和由變扭器轉(zhuǎn)入偶合器工況的轉(zhuǎn)速比 in。 紅旗牌轎車(chē)綜合式液力變矩器的無(wú)因次特性 式中： ρ－工作油的密度； D－變矩器直徑； nP－泵輪轉(zhuǎn)速 。 52p p PT g D n??? ? ? ??? ? ? ?TPTKT? TPnin?TTPPTn KiTn? ??3） 由無(wú)因次曲線中 λP－ i曲線 ， 分別找到： 當(dāng)然 ， 為了作圖準(zhǔn)確 ， 可多找一些點(diǎn) 。 4） 用泵輪力矩曲線 可得到一組隨 λP不同而不同的二次曲線 。 *0 1 2 m a x, , , , ,p p P p n p? ? ? ? ? ?5） 將一組曲線與發(fā)動(dòng)機(jī)有效轉(zhuǎn)矩曲線畫(huà)在一起 ， 將得到兩者共同工作的曲線 。拋物線與發(fā)動(dòng)機(jī)有效扭矩曲線的交點(diǎn)即最大油門(mén)開(kāi)度時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變扭器共同工作的穩(wěn)定點(diǎn) 。 52p p PT g D n??? ? ? ??? ? ? ?討論： 1） 影響共同工作范圍寬度的主要因素是變矩器的透過(guò)性 。 2） 為了使共同工作的全部范圍及有特殊意義的負(fù)荷拋物線通過(guò)規(guī)定工況 （ 最高效率工況 i*時(shí)拋物線與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線的交點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率點(diǎn)附近 ， 起動(dòng)工況 i0時(shí)的負(fù)荷拋物線通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)附近 ） 可采用以下措施： a) 采用不同有效直徑 D的液力變矩器 。 當(dāng) D增大時(shí) ， 同樣np下 ， Tp增大 ， 泵輪扭矩曲線左移 ， 反之右移 。 b) 在發(fā)動(dòng)機(jī)和變矩器之間加裝中間傳動(dòng)裝臵 。 若中間傳動(dòng)的 i＝ n1/n2 1， 相當(dāng)于泵輪扭矩曲線偏右了；相反 ， i= n1/n2 1， 相當(dāng)于泵輪線左移 。 發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器共同工作的輸出特性 1） 作共同工作輸入特性線 2） 由輸入特性查找速比 i 時(shí)共同工作穩(wěn)定點(diǎn) Tpi和相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 np。 3） 根據(jù)所選擇的 i 值： 在變扭器無(wú)因次曲線圖中查找相應(yīng)的 K值和 η值。 4） 由 作出變矩器輸出特性。 *0 1 2 m a x, , ,