【正文】 =fK(i),η1=fη(i),參考參考圖八。所謂無因次特性曲線表示在循環(huán)圓內，液體具有完全相似的穩(wěn)定流現(xiàn)象的若干變矩器之共同特性曲線函數(shù)曲線。表示某種幾何相似的液力變矩器的原始特性λT=f(i)， K1=f(i),η=f(i)，這三條中第一條表示變矩器穿透性，第二條表示變矩器的變矩特性。第三條表示變矩器的變矩經(jīng)濟性。有了這些無因次特性線后，就可獲得同類型任何幾何尺寸的相似液力變矩器的特性，其計算公式為：MB=λBγD5nB2MT=KMBη=KiTBnt=nBiTB 一般工程機械選用自動適應性好的具有單值下降的MT=f(nt)曲線的變矩器。對于裝載機這樣的工程機械，由于變矩器和工作裝置油泵經(jīng)常同時工作，而工作裝置油泵所消耗的功率約占發(fā)動機功率的4060%若，采用全功率匹配，則裝載機在牽引工況時，勢必引起發(fā)動機轉速降低，鏟斗動作緩慢，發(fā)動機功率利用程度低，因此需采用部分功率匹配，但D值必須選取適當，D值過小則裝載機在運輸工況時，勢必在發(fā)動機的部分特性上工作。動力性、經(jīng)濟性降低，且易造成變矩器過熱；但D值如果過大，則裝載機在牽引工況時，不僅鏟斗動作緩慢，作業(yè)效率降低，甚至發(fā)動機熄火。本機扣除30%的發(fā)動機功率。作圖步驟：1）找出特殊工況（最高效率工況、高效區(qū)、起動工況、制動工況）的傳動比值及幾個非特殊工況的傳動比值。2）從變矩器無因次特性曲線上找出各i值對應的λB值，K值，η值，列入表21。表21聯(lián)合輸入特性曲線iλγ（104）ηK0035363）在發(fā)動機額定轉速范圍內，按規(guī)律取發(fā)動機轉速并求得各轉速所對應的發(fā)動機扭矩。4）把MB和nB的關系，按照同樣的比例，畫在轉換到泵輪上的發(fā)動機外特性曲線，即得。公式：M=，計算結果列入表22。表22 功率匹配表 發(fā)動機轉速發(fā)動機扭矩發(fā)動機匹配扭矩1000741200791300140015007916001700781800771900200074210073220071240075）根據(jù)公式MB=λBγD5nB 計算MB值，并列入表23。6）根據(jù)表23的計算結果，在發(fā)動機扭矩圖上畫出一族不同的i值拋物線來，即為輸入特性曲線，如圖21所示表23根據(jù)裝載機的作業(yè)特點，一般用發(fā)動機扣除20~30%的功率與變矩器相匹配為合適，此處根據(jù)本機具體作業(yè)情況扣除發(fā)動機功率的30%，再由表33作出發(fā)動機與變矩器聯(lián)合工作的輸入特性曲線，作圖，對輸入特性曲線分析：⑴起步工況：i=0時的負荷拋物線距發(fā)動機的最大扭矩點Memax較近，所以發(fā)動機在起步時能獲得較大的起動力矩。起動性能較好。i=0時在Memax的右側，工作較穩(wěn)定，不會出現(xiàn)ne和Ne下降，造成發(fā)動機熄火之現(xiàn)象。⑵ i=i﹡=，負荷拋物線接近發(fā)動機的額定扭矩點，這能使發(fā)動機最大功率利用較充分。⑶該變矩器為混合透穿變矩器，它與發(fā)動機的聯(lián)合工作范圍較近，負透穿變矩器為小。 柴油機與變矩器聯(lián)合工作的輸出特性輸出特性：MT=f(nT)、NT=f(nT)、η=f(nT) 輸出特性全面反映了復合運動裝置的動力性和燃料的經(jīng)濟性，因此它成為評價液力傳動的動力性和經(jīng)濟性的基礎，同時，對于配備液力傳動的作業(yè)機械來說，又是進行機器牽引性能計算的原始數(shù)據(jù)。液力變矩器與發(fā)動機聯(lián)合工作的輸出特性可以根據(jù)其聯(lián)合工作的輸入特性和變矩器的無因次特性來繪制，作圖步驟如下：1）根據(jù)聯(lián)合工作輸入特性上變矩器不同工況下的負載拋物線束與換到泵輪上發(fā)動機扭矩曲線的交點，找到一系列發(fā)動機與變矩器共同工作的參數(shù)坐標值（M1i，n1i），如表242）根據(jù)不同工況下變矩器的傳動比I，在無因次特性曲線上找出相應的特性參數(shù)：ηi、Ki、λi；3）按下式計算不同工況下相應的渦輪軸轉速n2 和輸出扭矩M2及輸出功率N2各點的坐標：nT=inB；MT=KMB；NT=MTnT/=NBη；計算結果見表24表24 聯(lián)合工作時，輸出特性曲線計算表iKηM1n1M2n2NT0022150022102212205502180101763211010129721351067222014431002245225518042310207923802380根據(jù)此表，即可繪出發(fā)動機與變矩器聯(lián)合工作的輸出特性曲線，如圖22所示。2．2 確定檔位數(shù)及各檔傳動比為了保證發(fā)動機、變矩器、機械傳動系和行走機構之間協(xié)調工作，在已知確定了發(fā)動機與變矩器的匹配以及機械傳動系中主傳動比和輪邊減速比的情況下，變速箱傳動比的合理選擇原則，可歸納為以下幾點：，變速箱低速檔傳動比的選擇原則之一可歸納為：通過在傳動系引進變速箱傳動比，保證發(fā)電機與變矩器共同工作的最大輸出工況與行走機構牽引效率工況相一致。即與變矩器輸出最大功率相應的驅動力應該等于與行走機構額定滑轉率對應的附著牽引力。，利用行走機構的滑轉來防止發(fā)動機熄火，顯然是沒有意義的。在這種場合下，更重要的問題是要防止變矩器被經(jīng)常加載到過低的效率區(qū)內工作，因為變矩器經(jīng)常處于效率很低的工況工作，一方面會大大降低發(fā)動機與變矩器共同工作的輸出功率，另一方面將導致變矩器過熱。因此行走機構的滑轉應該起到保護變矩器不使其進入低效區(qū)的作用。這樣變速箱低速檔傳動比的合理選擇原則之二是：在傳動系引進變速箱傳動比后，應保證由發(fā)動機與變矩器共同工作的最大工作扭矩所決定的驅動力大于或等于由行走機構附著條件所決定的最大附著力。，在牽引工況外，運輸工況亦占有很大比重，且運輸工況往往要求車速很高，消耗的發(fā)動機功率很大，故傳動系設計當中，必須考慮此時變矩器應在低效區(qū)工作，以防止變矩器輸出功率降低和本身過熱。通過以上所述可將輪式車輛高速檔傳動比的選擇原則表示為：通過在傳動系引入變速箱傳動比，應保證輪式車輛在水平良好的道路上高速行駛時，由發(fā)動機與變速器聯(lián)合工作的最小工作扭矩所決定的驅動力應小于或等于車輛本身行駛的阻力。根據(jù)以上原則，變速箱傳動比的設計步驟是：1．Ⅰ檔總傳動比iI的確定 由于變矩器有一定的可透性，變矩器最大效率工況不一定能和柴油機傳給變矩器的功率最大工況完全一致，因此變矩器最大效率時，渦輪轉速nTη和變矩器最大輸出功率時的轉速nTN有一些不同，確定Ⅰ檔傳動比時，應將nTN值代替neH值。由發(fā)動機與液力變矩器聯(lián)合工作輸出特性曲線得變矩器最大為NTN=110Hp，轉速nTN=1464rpm。由參考書（Ⅳ）P172 (2228)式中 rK ——驅動輪的動力半徑（m）；rK = r0Δb 〔參考書（Ⅳ）P126〕r0——輪胎的自由半徑，即輪胎不受任何載荷的半徑；由參考書（Ⅺ）P10 表113 r0=1672/2；Δ——系數(shù)，對于鏟土運輸機械用的低壓胎，在松軟土壤上：Δ=~；密實土壤上Δ=~；對于載重汽的高壓胎車用Δ=~；根據(jù)本機的工作狀況取Δ=b——輪胎端面寬度，查參考書（Ⅺ）P10表113 b=615mm.則 rK=1627/615=，圓整為：。nTN——變矩器最大輸出功率效率時的轉速，nTN=1443rpm；VTI——Ⅰ檔轉速，根據(jù)參考書（Ⅰ）P40推薦值，裝載機Ⅰ檔速度為3~4km/h，參考同類產(chǎn)品取為VTI=4 km/h；∴iI=780/4=2．確定最高檔位的傳動比選取最高車速為35km/h，精確值由后面作出的牽引曲線確定。由選定的最高車速VTmax按下式求出最高行駛速度時消耗的功率NT，由參考書（Ⅳ）159，有NT′=式中 PKmin——在VTmax時的切線牽引力 PKmin=Gf+ 參考書（Ⅳ）P160（2216） G——整車重量，G=16T=； f——平均滾動阻力系數(shù)，取f=；VT——行駛速度，VT=35 km/h； K——流線型系數(shù)，取K=； F——機械迎風面積，F(xiàn)=BH，B為輪胎，H為車高；,。F==㎡ ηM——液力機械傳動的總效率，取ηM=。PKmin=Gf+=+9/=∴NT′==35/==在圖二中，過η=70％的點做nT軸及NT=＞NT′=，相應轉速2070rpm?！鄆m==2070/35=3．最少檔位數(shù)及中間檔位傳動比的確定 在發(fā)動機與液力變矩器工作的輸出特性曲線上過η=70﹪的兩點所對應的渦輪轉速：nTA=2070rpm nTB=585rpm最小檔位數(shù)由下列公式計算Mˊ≥+1=取Mˊ=2。故參考同類產(chǎn)品選用前二后一布置。各檔傳動比為：Ⅰ檔 Ⅱ檔 2．3 運輸工況的牽引特性曲線 從牽引特性曲線上，可以看出排擋分布的合理性，也即能否在整個使用的牽引力范圍內，依靠換檔是作業(yè)機械始終處于較高的牽引功率下工作，也即使各檔的功率曲線的連接沒有深谷。從牽引功率曲線上，還可以看出各檔最大牽引功率都是在發(fā)動機額定共況下出現(xiàn)的，對輪胎式作業(yè)機械，通常Ⅰ檔的最大牽引力低于II檔的這是因為輪式作業(yè)機械，隨著牽引力的增大，滑轉損失增大，所以最大牽引力反而低于Ⅱ檔。合理的牽引特性曲線，必須具備以下條件：，Ⅰ檔所能發(fā)揮的最大牽引力（即滑轉率為100﹪時，應低于發(fā)動機最大扭矩點的相應牽引力。，并保證各檔特性曲線的使用區(qū)域相互銜接，否則發(fā)動機容易熄火，車輛形式性能變壞。利用牽引特性曲線，還可以方便的找出工作機械任何一個牽引力工作時的牽引效率ηkpv。運輸共況的牽引特性曲線： 鏟土運輸機械在運輸共況時，一般不計滑轉損失，而令v=vT，根據(jù)柴油機調速特性或柴油機——液力變矩器聯(lián)合工作特性以及公式 PK=MTinηm/rKNK=NTηmv=式中： MT——渦輪輸出扭矩；i——各檔傳動比；ηm——機械傳動效率，取ηm=；rK——驅動輪動力半徑，rK=；nT——渦輪轉速；PK——切線牽引力；v——實際行駛速度；NK——