液力变矩器设计讲解

uB1rB1 rB1 uB1 mB1ctg B1
0.078540.07854169.6 7.247 0.2679 (8)
液流在叶片流道内轴向流动。
（3）混流式 液流在工作轮流道内既有轴向流动又有径向流动，它的叶片均为空
间扭曲叶片。 变矩器有效直径确定 变矩器泵轮的转矩为
有效直径 D
TB B gnB2 D5
（1）
D
5
1
B g
5
Te ne2
（2）
1
求高（的1），直m 取径为比0m.4～直0径.4比5。m结构D布0 置D 。等因K0要素求。不当高m时选，定m后，3；要对确定K0过要流
循环圆形状尺寸计算
以有效直径为305mm的参考变矩器为例。为了缩 短轴向尺寸，半径为51mm的外环具有3.18mm径向中心 距。
已知外环，确定内环、设计流线。假定在同一过
流断面上各点的轴面流速 m相等，各相邻流线所形成
的过流面积相等。根据最佳过流面积为循环圆面积的 23％的原则，对于有效直径为305mm的变矩器，其最 佳过流面积为0.016774m2。
FD 2
Q
rB22 B
rB22D

QH B g B
（6）
TT

Q
2


rT
2
ctg
FT 2
T
2

rD2ctg B2
FB 2


Q
rT22 B
rB22B

QH B g T

rB22B m
rB22B
（4）长方形循环圆 常见于机车型液力变矩器。涡轮和导轮一般 均布置在循环圆的直线段，以便于采用铣削加工叶片工作轮，以提高 变矩器的效率。
后两类循环圆形状适用于离心式涡轮单级液力变矩器和多级液 力变矩器。
叶轮型式及排列位置 由于在循环圆中的排列位置的不同，变矩器有下列几种形式的工
作轮。 （1）径流式
液流沿着叶片半径方向流动。离心式工作轮；向心式工作轮。径 流式工作轮均为单曲叶片（圆柱形叶片）。 （2）轴流式
2
4 rB2ctg B2
rD2ctg D2 F
TB
2rB2ctg B2 rD2ctg D2
(7)
计算出循环圆轴面流速为7.247 m／s。
在泵轮转矩方程 轮动量矩变化。
TB
Q uB2rB2
uB1rB1
中，uB2 rB2
uB1rB1是泵
对泵轮代入这些数值可得：
图2 变矩器循环 圆的几何参数
在任意元线上的过流面积可按正截头圆锥体旋转面公式计算
rc和 r
F cos
rs2 rc2
1
rc


rs2

F cos
2
1
r


rs2

F
cos 2
2
（3） （4） （5）
经验表明，导轮叶片
的轴向长度一般以取循环
D
与样机的有效直径
s
D
M
，求出几何相似的线性比例常
•
DS
•
（3）按照比值 DM DS C进行放大或缩小，并使叶片系统的叶
片角保持不变。
液力变矩器循环圆设计
循环圆形状的选择
（a）圆形循环圆；（b）蛋形循环圆； （c）半蛋形循环圆 （d）长方形循环圆 图1 液力变矩器循环圆形状
（1）圆形循环圆 汽车型单级液力变矩器。采用冲压焊接制造或铸 造，导轮布置在内径处，便于安装单向离合器，最适合于综合式液力变 矩器。由于轴向尺寸的限制，轿车变矩器循环圆已发展为扁圆型。
图3Βιβλιοθήκη Baidu变矩器循环圆设计
叶片设计方法（环量分配 法）
泵轮叶片设计 失速变矩比要求为2.52，则
泵轮出口角为110°。叶片角度 的确定利用了统计试验图表，即 采用了曾提及的经验设计法。利 用速度三角形确定其它叶片角度。
叶轮名称
泵轮 涡轮 导轮
表1 变矩器叶片参数
图4 失速变矩比 K 0与泵轮出口角

B
•
第二，选取一个比较成熟的性能优良的液力变矩器样机，用相
似理论来放大或缩小其尺寸，制造出符合使用要求的新变矩器。这
是目前液力变矩器设计和研制中常用的方法。
• 具体步骤如下:
•
（1）根据车辆或机械对液力变矩器提出的使用要求，利用样机
的原始特性，确定新液力变矩器的有效直径 Ds ；
• •
数
（2）根据 C DM ；
断面面积，即确定循环圆的形状。统计资料表明，最佳过流面积约为变
矩器有效直径总面积的23％。
（2）循环圆形状系数 a 循环圆形状系数 a L1 / L2。L1为循环圆内环 的径向长度，L2为循环圆外环的径向长度。一般 a 0.43 ~ 0.55。
（3）循环圆宽度比b 循环圆宽度比b B / D。一般 b 0.2 ~ 0.4。
液力变矩器设计
相似设计法
•
统计经验法、相似设计法和理论设计法。反求设计方法。
•
根据相似理论，对于任何一组动力相似的液力变矩器，其原始
特性相同，故可以利用相似理论进行两个方面的工作：
•
第一，对于大型的新设计的液力变矩器，可以利用模型试验来
检测其预定的性能。由于大尺寸大功率的液力传动装置进行全负荷
试验比较困难，因此可以采用基准型样品的试验来确定其预定性能。
（2）蛋形循环圆 部分工程车辆液力变矩器。这种循环圆的宽度与
直径之比较小，泵轮和涡轮形状较扁平，叶片形状可设计成接近于流 线型和圆柱形，便于铸造时用叶片为模具制作型芯，提高生产率。
（3）半蛋形循环圆 叶片弯曲比较大的涡轮和导轮布置在直线部 分，一般为流线型的圆柱形叶片，这样可以用铣削加工的方法制造工 作轮，以提高叶片和流道的表面质量，从而提高液力变矩器的效率。
的关系曲线
2
进口角
出口角
105° 32° 90°
110° 150° 22°
叶片角度的确定还可根据规定的效率、变矩比等性能指标，采用液 力计算的方法计算得出。
设计转速比0.7，在1900r／min时的输入转矩为262.8N·m。
TB

Q
2


rB
2
ctg
FB 2
B
2

rD2ctg D2
圆直径d 之半为最佳。在
导轮轴面内，可测得设计 流线之弦长约为51mm。 为了最大限度地利用循环 圆，在相邻叶轮的叶片之 间可采用最小间隙。而且， 在根据强力涡流理论设计 叶片时，为了减低涡旋的 影响，也需要采用最小间 隙。实践中，通常的间隙 为2～2.5mm。 圆型循环圆和扁圆型循环 圆还可采用三圆弧循环圆 设计方法。