装载机发动机与液力变矩器功率匹配优化
装载机中的发动机与液力变矩器的匹配特性分析_蒋波
文章编号：1671-8496(2003)04-0033-03装载机中的发动机与液力变矩器的匹配特性分析蒋 波 吕其惠(广东交通职业技术学院, 广东广州, 510650)摘要：根椐实际情况，结合功率利用与速度两方面的因素得出了装载机中的发动机与液力变矩器较完备的匹配方案。
关键词：液力变矩器 发动机 装载机 匹配中图分类号：TH243 文献标识码：A在公路施工特别是在高速公路施工中，由于装载机在路基工程的填挖、沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等方面具有作业速度快、效率高、操作轻便等优点，因而，装载机在国内外得到了迅速发展，并且成为公路建设中土石方施工机械的主要机种之一。
为了适应越来越多的大型工程建设发展的需要，装载机向大功率、大斗容量的方向发展。
在国内，柳州工程机械厂开发了ZL100型(斗容量5.4m 3)，临沂工程机械厂开发了ZL72B 型(斗容量6.1m 3)较大型装载机。
在国外，美国卡特匹勒公司开发了斗容量17.5m 3 ~30.4m 3，功率达到1000Kw 的大型装载机。
同时，为了适应市政建设、城市环境和小型工地施工的需要，小型装载机也得到了较大的发展，例如日本东洋运搬株式会社生产的“310”型小型装载机，斗容量仅为0.11m 3，功率为9.8Kw 。
而在众多型号的装载机之中，液力机械传动型式的装载机的使用最为普遍，对于这种类型的装载机来说，如果液力变矩器选择得当，与发动机能正确地匹配，那么发动机的功率就会得到充分利用，装载机的牵引性能就会满足要求，而且可以减少变速箱的档数，简化变速箱的结构，减轻驾驶员的劳动强度。
但是，如果液力变矩器选择不当，或与发动机的匹配不合适的话，则液力机械传动的优点就得不到充分发挥，甚至导致燃料消耗增加、生产率降低。
为了消除这些影响，将从功率利用与速度两方面的因素出发，提出装载机中的发动机与液力变矩器较完备的匹配方案。
1 发动机与液力变矩器的功率匹配1.1全功率匹配对于全功率匹配，在选择液力变矩器直径时，是以装载机在作业时所能获得的最大牵引力为考虑因素。
发动机与液力变矩器的合理匹配研究
区域治理综合信息发动机与液力变矩器的合理匹配研究杨小龙 任丽杰西安双特智能传动有限公司，陕西西安 710119摘要：液力传动具有自动适应性、操作便利等优势，现已得到了十分广泛的应用。
而液力变矩器与发动机的合理匹配是液力传动中的重要内容。
相关人员在研究液力变矩器与发动机匹配的过程中，不仅要注重两者之间的共同点，变矩器与发动机的合理匹配，还应该重视合理匹配的途径。
基于此，文章介绍了液力变矩器的选型要求，分析了发动机与液力变矩器匹配方式，并对发动机与液力变矩器的合理匹配进行了研究。
关键词：发动机；液力变矩器；合理匹配通常情况下，工程机械的传动是液力传动，能够有效地提高生产率，且具有一定的自适应性，在外载荷突然增大的情况下，会自动增大牵引力，以有效地克服增大的外载荷，自动降低行驶速度，避免外载荷的自动增加，甚至突然增加而使发动机熄火。
除此之外，液力传动的介质是液体能吸收并消除发动机和外载荷的振动和冲击，从而提高发动机和机体的使用寿命。
因此，相关人员应该重视液力变矩器的选型及与发动机的合理匹配。
一、液力变矩器的选型要求通常情况下，工程机械的负荷比较大，工作环境相对恶劣，行驶速度比较低，且散热条件差，这就导致发动机热负荷较大，发动机的使用功率需要降低10％-20％使用。
工程机械的性能和发动机功率的要求主要体现在以下方面：第一，液力变矩器和发动机共同作用的情况下，在全负荷下发动机需要较大的功率输出，以满足较大的牵引特性要求；第二，根据爬坡性能的要求，液力变矩器失速变矩应该大些，一般是3到3.6，以减少变速箱的排挡数；第三，液力变矩器高效范围宽，在工程机械作业情况下，要求变矩器在低速和高速工况下运转，有利于提高发动机的经济性，一般变矩器允许的最低效率是75％；第四，为了充分利用发动机的功率，液力变矩器应具有一定的透穿度，这样在启动和低速行驶时能获得较大的牵引力，高速行驶时能充分利用发动机的功率，提高平均速度，有效地改善加速性和牵引性。
装载机发动机与液力变矩器功率匹配优化
关键词,装载机 发动机 液力变矩器 功率匹配 优化
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部分功率匹配是考虑扣除液压系统的最大扭 矩+即 用 发 动 机 外 特 性 转 矩 56减 去 变 速 油 泵 满 载&
转 向 油 泵 空 载 &工 作 装 置 油 泵 满 载 扭 矩 +得 到 部 分 功 率匹配净转矩特性曲线 5X(见图 ,.+该曲线 Y,点为 发动机部分功率匹配的额定工作点+过 Y,点作液力 变矩器 R)RS 的负荷抛物线 Y,Y-+可求得全功率匹配 液力变矩器的有效直径 V-1这样当装载机处于满载 铲 掘 作 业 时 +发 动 机 在 额 定 点 工 作 并 发 出 最 大 功 率 + 变 矩 器 效 率 最 高 +装 载 机 动 力 性 最 佳 +经 济 性 也 比 较 好 W但 当 装 载 机 处 于 运 输 工 况 时 +同 理 因 为 实 际 工 作 点 偏 离 理 想 工 作 点 +装 载 机 的 动 力 性 比 较 差 1
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发动机与变矩器的匹配
陕西航天动力高科技股份有限公司
3. 根据选定的i值，由液力变矩器 原始特性曲线上，分别求取对应的K值 和效率η值。 4. 根据选定的转速比i以及此转速 比时负荷抛物线与发动机外特性交点的 转速nB值，计算出涡轮转速nT。 nT＝i*nB 然后根据下列公式，分别计算在上 述涡轮转速下的有关参数：MT、NT、 GT和geT等。 MT＝K*MB NT＝η*NB＝η*MBnB/9550 GT根据对应的转速自发动机外特性 上确定 geT＝GT / NT 5. 将上述计算所得数据列表，并以 nT为横坐标，其它参数为纵坐标，进行 绘图，即得发动机与液力变矩器共同工 作的输出特性，见右图所示。
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陕西航天动力高科技股份有限公司 在研究发动机与液力变矩器的共同工作时，需要知道输至液力变矩器泵 轮的功率外特性和扭矩外特性，由于发动机在驱动液力变矩器之前，尚需驱动 一系列辅助设备。因此，需要得到扣除辅助设备消耗的功率后的净功率和净扭 矩特性。 辅助设备消耗的功率一般包括：驱动发动机的风扇、发电机、空气压缩 机消耗的功率，以及损失于发动机进气的空气滤清器和排气消音器中的功率。 如果不能得到各辅助件的实际功率消耗值，则可以按照各类车辆实际统计值或 经验值，由发动机功率和扭矩扣除一定比例值，一般为10～15﹪。 此外，在工程机械上发动机还需驱动另一些附件，如液力变矩器供油系 统的油泵、液压转向用的油泵以及工作机构的液压驱动油泵。 因此，实际输至液力变矩器泵轮的净功率Nfj和净扭矩Mfj应为 Nfj＝Nf－Nfs－NBs＝f（nf） Mfj＝Mf－Mfs－MBs＝f（nf） 式中 Nfs和Mfs—发动机本身附件消耗的功率和扭矩； NBs和MBs—驱动工程机械各种辅助油泵损失的功率和扭矩。
轮式装载机液力变矩器与发动机匹配分析计算
２
＝
５
表 １ 发动机及液力变矩器特性参数 （ １ ）
发动机 特性 参数
Ｎ Ｍ
Ａｉ Ｐ ｇ ｎ ｐ Ｄ
液力变矩器特性参数
Ｍｈ Ｌｌ ｏ ０ ｏ
式 中，
发动机转速 发动机扭矩
８ ０ ０ ９ ２ ４ ． ０
转 速比
０
变矩 比
２ ． ２ ９ ２
千转能容
液 力 变 矩器 在 工程 机 械 应用 十分 广 泛 。液 力 变
矩 器具 有 如 下 优点 ： 自适 应 性工 况 的 能力 ， 防止 发 动
变矩比Ｋ＝ ． 上 』
』 Ｐ
（ ３ ）
变速比 ｉ 即涡轮输 出转速 与泵轮输入 转速之 比； 机熄火 ， 增大输出扭矩 ， 减少冲击 。 在整机的性能中， 变 矩 比 即涡 轮 输 出扭 矩 与 泵 轮 吸 收扭 矩 液力 变 矩 器 与发 动 机 的 匹配 会影 响到 动力 性 能及 燃 之 比。 油经 济 性 。 因此 如何 选 择 好 液力 变 矩器 与 发 动机 进 行 匹配十分关键 。液力变矩器通常 由泵轮 、 导轮 、 涡 ２ 发动机 、 变矩器 匹配分 析计 算 轮 三个 主 要元 件组 成 ， 结构 如 下 图 １ 所示 。
９ ８ ０ ． ８ ９ ７ｌ ＿ ４
９ ５ １ ． Ｏ ９ ０ ６ ． ８ ８ ６ ７ ． ２ ８ ２ ３ ． ４ ８ ０ ０ ． ４ ７ ８ １ ． Ｏ
０． ５ Ｏ． ６
０ ． ６ ５ ０． ７ Ｏ ． ７ ５ Ｏ ． ８ Ｏ ． ８ ５ ０ ． ９
４ ３ ３ ． ８
Ａ 为泵 轮力 矩 系数 随变 速 比变 化 而变 化 ；
９ Ｏ Ｏ １ ０ ０ ｏ １ １ ０ ３ １ ２ ００
发动机与液力变矩器动力匹配实例
在怠速和最大转矩转速范围内，Te和n都是逐渐增加，其乘积 也增加，故在此范围内，Pe也随n增加而增加；
在最大转矩和最大功率转速范围内，转速n增加，功率Pe虽 然增大，但Te却逐渐降低，不过降低较缓慢，Pe增加也缓慢。
超过最大功率转速时，n增C加HE，NLITe下降较快，Pe也逐渐下降6。
CHENLI
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这样即得到输出特性M1、M2、n1、η=f（n2）曲线上与1i 相对应得一个点（1M1，1n2）、（1M2，1n2）、（1n1，1n2）、 （1η，1η2），多取几个i值，即可求得输出特性M1、M2、n1、 η=f（n2）曲线。
8.千转扭矩MBg
现在，我国目前多用千转扭矩MBg表示变矩器能容。
泵轮力矩和涡轮力矩方程为：
M1= λ1γn12D5 M2= λ2γn12D5 泵轮力矩系数λ1和涡轮力矩系数λ2是在试验台测得数据求 得的。
CHENLI
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右图为变矩器 特性试验装置。
试验时，保持 发动机 泵轮转速恒定，改 或 变M2，测得M1、n2， 测功器 再根据上述力矩方 程，即可求得
变矩器
1.发动机性能参数定义：
发动机的主要性能指标有动力性指标（有效转矩、有效功 率、转速等），经济性指标（燃油消耗率），运转性能指标 （排气品质、噪声和启动性能等）。
（1）有效转矩
发动机通过飞轮对外输出的转矩称为有效转矩，以Te表示， 单位N.m，有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。
（2）有效功率
e.简化了车辆的操纵。
因为液力变矩器本身就是一个无级自动变速器，相当于扩大了发 动机的动力范围，故变速器的档数可以显著减少。
液力变矩器与发动机匹配及变速器档位优化研究的开题报告
液力变矩器与发动机匹配及变速器档位优化研究的开题报告一、选题背景及意义液力变矩器作为车辆传动系统中的重要组成部分，其匹配优化对于发动机性能的提升、燃油经济性的改善等方面具有重要的意义。
然而，传统的液力变矩器存在一些缺陷，如能量损失大、变速比范围窄等问题。
因此，本研究旨在优化液力变矩器与发动机的匹配，在保证动力性和经济性的前提下，提高传动效率和变速比范围，减少能量损失。
二、研究内容和方案1. 液力变矩器与发动机匹配优化通过对不同变矩器和发动机组合的测试和分析，确定最佳匹配方案，其中重点考虑发动机特性曲线与变矩器特性曲线之间的匹配关系。
2. 变速器档位优化研究在最佳匹配方案下，通过对不同档位传动系统进行测试和分析，找到最佳的变速器档位排布方案，以实现动力性和燃油经济性的平衡。
三、研究方法1. 液力变矩器测试和分析通过实验室测试和分析，获得液力变矩器的特性曲线，包括滑移比、效率、输出扭矩等参数，为后续匹配优化提供数据支持。
2. 发动机特性测试和分析通过实验室测试和分析，获得发动机的特性曲线，包括功率、扭矩、转速等参数，为后续匹配优化提供数据支持。
3. 变速器测试和分析使用实验台测试不同档位传动系统的性能参数，包括动力性、经济性等，以验证变速器档位排布方案的可行性。
四、预期成果1. 提出适合不同车型的最佳液力变矩器组合方案，不仅能够优化发动机性能，而且能够提高传动效率和经济性。
2. 提出适合不同车型的最佳变速器档位排布方案，以实现动力性和燃油经济性的平衡。
3. 为液力变矩器和变速器的优化设计提供技术支持和理论依据，提高我国汽车传动技术的水平和竞争力。
五、研究计划1. 第一年：液力变矩器特性及发动机特性测试分析，初步确定最佳液力变矩器组合方案。
2. 第二年：在最佳液力变矩器组合方案下，测试不同档位传动系统的性能参数，并提出适合不同车型的最佳变速器档位排布方案。
3. 第三年：对最佳液力变矩器组合方案和变速器档位排布方案进行验证和优化，最终确定方案并撰写论文。
基于遗传算法的装载机发动机与液力变矩器匹配优化分析
基于遗传算法的装载机发动机与液力变矩器匹配优化分析彭正虎;赵丽梅;吴怀超;龙运祥;李国桥【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2017(45)11【摘要】The engine and hydraulic torque converter matching quality directly affects the use of the vehicle performance.For loader matching of engine and hydraulic torque converter,its input and output characteristics were analyzed,and its working parameters were numerically analyzed.On this basis,with the effective diameter of circular circle of hydraulic torque converter as design variables of optimization design,the genetic algorithm was used to optimize the matching of engine and hydraulic torque converter design.The optimization results show that the optimized hydraulic torque converter of effective of the diameter of the circle is up from 0.395 to 0.428,in full power match and part of the powerturbine,effective power is increased by 23% and 6.5%,respectively,and a 23% increase over the maximum torque at startup.Thus it can be seen through the optimization design can improve the dynamic performance of the loader,and for design of the loader,manufacture and use have important significance.%发动机与液力变矩器匹配的好坏直接影响车辆的使用性能.针对装载机的发动机和液力变矩器的匹配,分析其输入特性和输出特性,并对其工作参数进行数值分析.在此基础上,以液力变矩器的有效循环圆直径作为优化设计的设计变量,运用遗传算法对发动机和液力变矩器的匹配进行优化设计.优化结果表明:优化后液力变矩器有效圆的直径从0.395上升到0.428,在全功率和部分功率匹配时涡轮有效功率分别提高了23%和6.5%,启动工况时最大扭矩提高了23%.由此可见通过优化设计能提升了装载机的动力性,对于装载机的设计、制造和使用都有重要的意义.【总页数】5页(P126-130)【作者】彭正虎;赵丽梅;吴怀超;龙运祥;李国桥【作者单位】贵州大学机械工程学院,贵州贵阳 550025;贵州大学机械工程学院,贵州贵阳 550025;贵州大学机械工程学院,贵州贵阳 550025;贵州凯星液力传动机械有限公司,贵州遵义 563003;贵州凯星液力传动机械有限公司,贵州遵义 563003【正文语种】中文【中图分类】TH-39【相关文献】1.装载机发动机与液力变矩器匹配优化 [J], 于国红;杨翰元;刘俊平;陈惠贤2.基于典型工况的装载机发动机与液力变矩器匹配 [J], 徐礼超;侯学明3.基于性能评价网状图的装载机发动机与液力变矩器匹配优化 [J], 常绿4.装载机发动机与液力变矩器功率匹配优化 [J], 常绿5.装载机发动机与液力变矩器功率匹配优化 [J], 常绿;王国强;唐新星;李春然;杨涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。