发动机与液力变矩器共同工作特性的分析商高高,何仁(江苏理工大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013)[摘要]正确确定发动机与液力变矩器共同工作输入、输出特性是进行液力传动车辆动力传动系最优匹配的重要基础1笔者提出了确定共同工作输入特性、共同工作区域和共同工作输出特性的计算方法,并用MATLAB语言编制相应的程序,进行实例计算1[关键词]发动机;液力变矩器;共同工作图;计算方法[中图分类号]U463.22[文献标识码A[文章编号]1007-1741(2000)06-0065-04发动机与液力变矩器共同工作性能是指发动机与液力变矩器共同工作输入、输出特性的变化规律1当发动机与液力变矩器组合后,可视为一种新的动力装置,具有新的性能特性1发动机与液力变矩器共同工作输入、输出特性的确定是进行液力传动车辆性能计算的基础,是液力传动车辆动力传动系匹配及其优化设计的前提1确定发动机与液力变矩器共同工作性能就是根据发动机ne———发动机转速,r/minAi———多项式中的系数k———多项式阶数同样,节流阀开度一定时,部分速度特性的数学模型也可用最小二乘法拟合获得1发动机万有特性可以看作为发动机转速和发动机转矩的二元函数,用曲面拟合法获得1表示为Si66ji-jge=A1(i+1)(i+2)-i-1+jMene2i=0j=0(2)ge———发动机的燃油消耗率,g/(kW·h)ne———发动机转速,r/minMe———发动机转矩,N·mAi———模型中的系数S———模型的阶数对于已知试验数据的液力变矩器,其原始特式中共同工作输入特性1发动机与液力变矩器共同工作输入特性是指不同的液力变矩器转速比i时,发动机与液力变矩器共同工作的转矩和转速的变化特性,是研究共同工作输出特性的基础1它是由发动机特性和液力变矩器的特性共同作用决定的1在确定发动机和液力变矩器的共同工作区域和共同工作点后就可以得到共同工作时的输入特性1111共同工作区域的确定对于已知试验数据的发动机,其使用外特性的数学模型1可以看作发动机转速的一元函数,用最小二乘法拟合获得1表示为k性的数学模型可以用最小二乘法拟合获得1液力变矩器施加于发动机的负荷性能完全由泵轮的转矩变化特性决定,即MB=ρgλBn2D5(3)B式中MB———泵轮的转矩,N·mρ———液力变矩器工作油的密度,kg/3mg———重力加速度,2m/sD———液力变矩器有效工作直径,mMe=6Aini(i=0,1,,k)(1)λB———液力变矩器泵轮转矩系数,ei=02min/(m·r2)式中Me———发动机转矩,N·m[收稿日期]2000-05-10[基金项目]江苏省青年科学基金资助项目(BQ96014)[作者简介]商高高(1962-),男,湖北黄梅人,江苏理工大学工程师1江苏理工大学学报(自然科学版)2000年11月66nB———液力变矩器泵轮转速,r/min矩器共同工作区域的问题,可归结为确定发动机与液力变矩器共同工作点最小转速和最大转速所组成的区间的问题1设发动机净扭矩特性曲线为f1(x),液力变矩器泵轮负荷抛物线为f2(x),则其交点即为共同工作点,它们是方程f1(x)=f2(x)的根1确定发动机与液力变矩器共同工作区域就是求出这些根的最大值和最小值所组成的区间1假定:表示两个工况的C分别为C1和C2,且根据液力变矩器的原始特性λB液力变矩器的负荷特性可表示为f(i),则=MB=ρgf(i)n2D5(4)B对于特定的液力变矩器,ρ、g、D均为常数;在工况一定的条件下,λB=f(i)为常数,故液力变矩器泵轮负荷特性抛物线方程可表示为MB=Cin2B式中Ci=gρD5λB为常量1对可透穿性液力变矩器而言,当工况i不同时,Ci不同;一个液力变矩器可得一族泵轮负荷抛物线1其中应包括几个特殊工况:启动工况i=0,高效区速比iP1和iP2,最高效率工况和最大速比(空载工况)等1如为综合式变矩器,还应增加转入耦合器工况1发动机与液力变矩器共同工作时,由式(4)所得的液力变矩器泵轮负荷抛物线族必与式(1)所代表的发动机使用外特性有一系列的交点1这些交点即为发动机使用外特性上发动机与液力变矩器的共同工作稳定点,如图1所示1依此讨论共同工作区域的确定方法1>C2,对应的负荷扭矩分别为MB1和MB21C122当C1/C2=MB2时,则=C2nB2;即MB1=C1nB121由C1>C2知:nB2/nB1nB2/nB12>1,即n/n>1(5)B2B1式(5)表明在工况C下的转速比工况C的低112从上面的特例分析中可以受到启发,能否依此推理1众所周知,抛物线方程系数的大小决定了函数变化的快...