变矩原理优化

在详细分析了简单液力变矩器的工作过程，各叶轮的作用及液流的速度、转矩、能头的变化过程后，可以较方便地研究液力变矩器的变矩原理及自动适应性的问题。

取液力变矩器循环圆中的整个液体为自由体，研究其转矩平衡，如图13.2.1所示。这里所分析的转矩平衡，是在变矩器的稳定工作情况下进行的（即不考虑加、减速工况下的惯性转矩）。

图13.2.1　液力变矩器中液体的受转矩情况

此时作用于液体的外转矩有：来自泵轮的主动转矩MB、涡轮的阻转矩MT和导轮的反作用转矩MD，三者均通过叶片作用于液体。在无叶片区段，液体没有外转矩的作用。

当整个循环圆中的液体处于稳定运动状态时（无加、减速运动），根据力学原理，则作用于液体的外转矩之和等于零，即

对液流来说，使其动量矩增大的转矩为正，反之为负。在正常工作情况下，MB为正，MT为负；MD在大部分工况下为正，有时为负。

将上式移项得

由式（13.2.2）可以看出，要使涡轮上取得的转矩MT大于泵轮的转矩MB，必须要求导轮有一个对液流正向作用（与泵轮转矩MB方向相同）的反作用转矩。没有导轮，则液力变矩器就不可能变矩。

液力耦合器没有导轮，则转矩平衡式变为(https://www.xing528.com)

因此，液力耦合器无变矩能力。

在液力变矩器中，当导轮随液流一起空转（或导轮自由转动）时，则导轮的反作用转矩MD=0，此时液力变矩器的工作相当于一个液力耦合器。因此，如果液力变矩器在结构上能够控制导轮固定和松开，这样一个变矩器就兼有变矩器和耦合器两种性能，一般称这种液力变矩器为综合式（或两相或多相）液力变矩器。

上面根据力学的一般原理，说明液力变矩器能够变矩的原因，也可以根据动量矩的变化和平衡说明液力变矩器的变矩原理（图13.2.2）。

前面已经由动量矩定理推导得到

图13.2.2　液力变矩器变矩原理

将上三式左右两边相加得

即液体由泵轮叶片入口开始，沿循环圆旋转一周，重新回到泵轮叶片入口时，总的动量矩的变化等于零，因而引起动量矩变化的外转矩之和也一定为零。根据动量矩的变化，也同样可以说明液力变矩器的变矩原理。