发动机驱动液力偶合器工作时,其涡轮轴上的输出特性取决于发动机、偶合器的特性和两者的配合。
1.液力偶合器的原始特性
液力偶合器的原始特性指偶合器的转矩系数λ、传动效率η随传动比i变化的关系,如图2-10所示。测试液力偶合器的原始特性时,首先保持泵轮转速n1不变,测得不同涡轮负荷下的泵轮转矩T1(等于涡轮转矩T2)及涡轮转速n2等有关参数;而后通过下列计算得到所需数据,据此绘制得到液力偶合器的原始特性曲线。即
式中 T——泵轮转矩(N·m);
γ——工作油的密度(kg/m3);
d——液力偶合器的有效直径(m);
n1——泵轮转速(r/min);
n2——涡轮转速(r/min)。
当涡轮转速n2=0时,必有η=0;随着n2逐渐增加,η也增大;当n2增至n2=n1时,i=1。由于T2近似为0,故η也为0。实际上当i达到0.99以上时,涡轮轴上已达到无负荷状态,所以当传动比i>0.99时,效率η突然下降为0。(www.daowen.com)
2.液力偶合器的输入特性
液力偶合器的输入特性指偶合器和发动机联合工作时,动力输入轴(泵轮轴)的转矩T1与转速n之间的关系。两者满足:
T1=λγd5n21
图2-11 液力偶合器的输入特性
T1、λ和n1是取决于传动比i的有关泵轮运转状态的三个关联参数,T1是λ、n1两个变量的函数。i取某值时,由图2-10可得到相应转矩系数λ,此时T1以抛物曲线变化规律随n1变化。而当i取从0到imax间的不同值时,便可得到一组抛物曲线(图2-11)。若把发动机的转矩外特性和部分特性曲线也绘在图中,相应转矩曲线与负荷抛物线的交点即为发动机在某一节气门开度、某一工况(相应传动比)下的工作点。如i=0(涡轮转速等于0)时,抛物线AB表示涡轮不转时发动机的外特性以及部分负荷特性情况下的工作点。如果节气门全开,则发动机工作在A点,其纵坐标表示汽车起步时泵轮轴(与涡轮轴相等)所能得到的最大转矩。当发动机怠速nmin(最小稳定转速)运转时,液力偶合器作用在发动机上的负荷转矩为BC,其大小决定了发动机是否容易起动。i=0时的负荷抛物线非常重要,一般希望BC尽量小,而A点应尽量接近发动机的最大转矩点。图中阴影部分表示液力偶合器与发动机联合工作的范围,该范围内任何一点分别表示相应节气门开度和传动比下的输入轴转矩与输入轴转速的关系。
3.液力偶合器的输出特性
液力偶合器的输出特性指发动机与偶合器联合工作时输出轴(涡轮轴)输出的转矩与转速之间的关系。在两者联合工作范围内的每一个工作状态点,不仅对应着发动机一定的节气门开度以及输出的相应转矩和转速,也对应着偶合器的传动比及输入转矩和转速。由传动比和泵轮的转速可以确定涡轮转速,而偶合器的输出转矩与输入转矩恒等。这样,以涡轮转矩T2为纵坐标,涡轮转速n2为横坐标,便可绘出偶合器与发动机联合工作的输出特性曲线,如图2-12所示。
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