專利名稱：液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液力傳動(dòng)技術(shù)，尤其涉及一種液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法。
背景技術(shù)：
在液力傳動(dòng)機(jī)車設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要根據(jù)機(jī)車運(yùn)用條件，設(shè)計(jì)動(dòng)力系統(tǒng)，然后根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)，選配輔助系統(tǒng)，設(shè)計(jì)走行部及鋼結(jié)構(gòu)，最終完成整車設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)動(dòng)力系統(tǒng)過(guò)程中，預(yù)期牽引曲線的計(jì)算必不可少，它可以表示機(jī)車的牽引性能，而牽引性能是機(jī)車最基本的特征參數(shù)。
動(dòng)力系統(tǒng)的傳動(dòng)關(guān)系如圖I所示，發(fā)動(dòng)機(jī)I作為動(dòng)力源通常有主輸出軸和輔輸出軸，輔輸出軸連接風(fēng)機(jī)等輔助設(shè)備2，主輸出軸連接液力傳動(dòng)箱10輸入端，液力傳動(dòng)箱10輸出端連接機(jī)車輪軸6，液力傳動(dòng)箱10內(nèi)部具有輸入端齒輪副3、變矩器4及輸出端齒輪副5， 變矩器4內(nèi)部具有泵輪41、導(dǎo)輪42及渦輪43，主輸出軸通過(guò)輸入端齒輪副3連接變矩器4 的泵輪41，泵輪41帶動(dòng)變矩器內(nèi)液體流動(dòng)再通過(guò)導(dǎo)輪42帶動(dòng)變矩器4的渦輪43轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪43通過(guò)輸出端齒輪副5將動(dòng)力輸出給機(jī)車輪軸6，其中導(dǎo)輪42固定在變矩器4內(nèi)部。
目前，預(yù)期牽引曲線一般根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)及液力傳動(dòng)箱的技術(shù)參數(shù)和機(jī)車本身特征參數(shù)的進(jìn)行，如圖2所示，具體步驟如下
Ml、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)性能曲線，得到發(fā)動(dòng)機(jī)扣除輔助功率后的凈功率和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，并求出發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線即轉(zhuǎn)速與扭矩、功率的關(guān)系曲線；
M2、根據(jù)液力傳動(dòng)箱中的變矩器的無(wú)因次參數(shù)，得到泵輪在各轉(zhuǎn)速比下的泵輪負(fù)荷拋物曲線；
M3、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線和泵輪負(fù)荷拋物曲線獲得發(fā)動(dòng)機(jī)與液力傳動(dòng)箱的共同輸入特性點(diǎn)；
M4、根據(jù)共同輸入特性點(diǎn)，獲得液力傳動(dòng)裝置渦輪輸出特性曲線；
M5、根據(jù)輸出特性曲線，結(jié)合機(jī)車參數(shù)，如車軸車輪箱檔位、速比、效率及車輪直徑等，獲得預(yù)期牽引曲線。
采用手工實(shí)現(xiàn)以上過(guò)程，計(jì)算煩瑣，工作量大，效率低；利用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)以上過(guò)程，速度快，但是應(yīng)用不太靈活，必須要輸入程序所定義的參數(shù)，有些參數(shù)因液力傳動(dòng)裝置的變矩器無(wú)因次參數(shù)難以獲得而無(wú)法確定，導(dǎo)致程序計(jì)算無(wú)法進(jìn)行。
從現(xiàn)有技術(shù)的以上步驟可以看出，無(wú)論手工計(jì)算還是程序計(jì)算均需要共同的參數(shù)即變矩器的無(wú)因次參數(shù)，針對(duì)某些液力傳動(dòng)裝置，制造商為了保密，不提供變矩器的無(wú)因次參數(shù)及尺寸參數(shù)，給牽引曲線的計(jì)算帶來(lái)了困難，如果變矩器的無(wú)因次參數(shù)無(wú)法獲得，均沒(méi)有辦法獲得液力傳動(dòng)機(jī)車預(yù)期牽引曲線，因此也就無(wú)法進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)的配置。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，簡(jiǎn)化步驟，實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化。
本發(fā)明提供一種液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，該方法包括以下步驟
I)利用試驗(yàn)獲得變矩器轉(zhuǎn)速比I1、效率Π、變扭比k及扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)C ;
2)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率Ne和輔助設(shè)備消耗的功率Nf獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的凈輸出功率Nc；
3)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。和發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速n。獲得發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩Mc,并核實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。是否超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩，發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。是否超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率；
4)如果發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩和/或發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率，則重新選定發(fā)動(dòng)機(jī)，并重復(fù)上述步驟2)和步驟3);如果發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。未超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩且發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。也未超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率，則進(jìn)行步驟5)；
5)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速n。和輸入端齒輪副的傳動(dòng)比i2獲得泵輪轉(zhuǎn)速nb ；
6)根據(jù)泵輪轉(zhuǎn)速nb和變矩器扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)C獲得泵輪力矩Mb ；
7)根據(jù)泵輪轉(zhuǎn)速nb及變矩器傳動(dòng)比I1獲得渦輪轉(zhuǎn)速nt，根據(jù)泵輪力矩Mb及變矩器變扭比k獲得渦輪力矩Mt，根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)速nt和渦輪力矩Mt獲得渦輪功率Nt ；
8)根據(jù)渦輪功率Nt、渦輪轉(zhuǎn)速nt、輸出齒輪副的傳動(dòng)比i3、變矩器效率η和車輪直徑r獲得輪軸牽引力F，根據(jù)渦輪功率Nt、輸出齒輪副的傳動(dòng)比i3和車輪直徑r獲得機(jī)車速度V，根據(jù)輪軸牽引力F的值和機(jī)車速度V的值獲得預(yù)期牽引曲線。
本發(fā)明提供的液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，用試驗(yàn)數(shù)據(jù)代替變矩器無(wú)因次參數(shù)，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算獲得輪軸牽引力和機(jī)車速度，最終得到預(yù)期牽引曲線，本發(fā)明提供的技術(shù)方案相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，過(guò)程簡(jiǎn)潔，且每個(gè)步驟均利用現(xiàn)有確定的參數(shù)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)，避開了利用無(wú)法得到的變矩器無(wú)因次參數(shù)獲取預(yù)期牽引曲線。


圖I為動(dòng)力系統(tǒng)的傳動(dòng)關(guān)系不意圖2為現(xiàn)有技術(shù)的流程圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的流程圖
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的預(yù)期牽引曲線與現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)期牽引曲線對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，該方法包括以下步驟
S I、通過(guò)試驗(yàn)獲得變矩器轉(zhuǎn)速比I1、效率Π、變扭比k及扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)C ;變矩器轉(zhuǎn)速比I1、效率H、變扭比k均為常數(shù)，扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)C是根據(jù)試驗(yàn)獲得的一系列值；
S2、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率凡和輔助設(shè)備消耗的功率Nf獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的凈輸出功率Nc；
S3、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。和發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速n。獲得發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。，并核實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。是否超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩，發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。是否超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率；
S4、如果發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩和/或發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率，則重新選定發(fā)動(dòng)機(jī)，并重復(fù)上述步驟2)和步驟3);如果發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。未超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩且發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。也未超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率，則進(jìn)行步驟5)；
S5、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速η。和輸入端齒輪副的傳動(dòng)比i2獲得泵輪轉(zhuǎn)速nb ；
S6、根據(jù)泵輪轉(zhuǎn)速nb和變矩器扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)C獲得泵輪力矩Mb ；
S7、根據(jù)泵輪轉(zhuǎn)速nb及變矩器傳動(dòng)比I1獲得渦輪轉(zhuǎn)速nt，根據(jù)泵輪力矩Mb及變矩器變扭比k獲得渦輪力矩Mt，根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)速nt和渦輪力矩Mt獲得渦輪功率Nt ；
S8、根據(jù)渦輪功率Nt、渦輪轉(zhuǎn)速nt、輸出齒輪副的傳動(dòng)比i3、變矩器效率Π和車輪直徑r獲得輪軸牽引力F，根據(jù)渦輪功率Nt、輸出齒輪副的傳動(dòng)比i3和車輪直徑r獲得機(jī)車速度V，根據(jù)輪軸牽引力F的值和機(jī)車速度V的值獲得預(yù)期牽引曲線。
本發(fā)明提供的液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，用試驗(yàn)數(shù)據(jù)代替變矩器無(wú)因次參數(shù)，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算獲得輪軸牽引力和機(jī)車速度，最終得到預(yù)期牽引曲線，本發(fā)明提供的技術(shù)方案相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，過(guò)程簡(jiǎn)潔，且每個(gè)步驟均利用現(xiàn)有確定的參數(shù)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)，避開了利用無(wú)法得到的變矩器無(wú)因次參數(shù)。
作為上述實(shí)施例的具體實(shí)現(xiàn)方式，步驟S2中若發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備消耗的功率為Nf， 則發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率滿足Nc=Ne-Nftl步驟S5中泵輪轉(zhuǎn)速滿足nb=i2n。。步驟S6中泵輪力矩滿足 Mb=Cnb2。
步驟S3中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩滿足
權(quán)利要求
1.一種液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，其特征在于，該方法包括以下步驟[1)通過(guò)試驗(yàn)獲得變矩器轉(zhuǎn)速比I1、效率η、變扭比k及扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)C；[2)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率凡和輔助設(shè)備消耗的功率Nf獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的凈輸出功率N。；[3)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。和發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速n。獲得發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。，并核實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。是否超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩，發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。是否超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率；[4)如果發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩和/或發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。 超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率，則重新選定發(fā)動(dòng)機(jī)，并重復(fù)上述步驟2)和步驟3);如果發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩M。未超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩且發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率N。也未超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率，則進(jìn)行步驟5)；[5)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速n。和輸入端齒輪副的傳動(dòng)比i2獲得泵輪轉(zhuǎn)速nb；[6)根據(jù)泵輪轉(zhuǎn)速nb和變矩器扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)C獲得泵輪力矩Mb；[7)根據(jù)泵輪轉(zhuǎn)速nb及變矩器傳動(dòng)比I1獲得渦輪轉(zhuǎn)速nt，根據(jù)泵輪力矩Mb及變矩器變扭比k獲得渦輪力矩Mt，根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)速nt和渦輪力矩Mt獲得渦輪功率Nt ；[8)根據(jù)渦輪功率Nt、渦輪轉(zhuǎn)速nt、輸出齒輪副的傳動(dòng)比i3、變矩器效率η和車輪直徑 r獲得輪軸牽引力F ;根據(jù)渦輪功率Nt、輸出齒輪副的傳動(dòng)比i3和車輪直徑r獲得機(jī)車速度 V ;根據(jù)輪軸牽引力F的值與機(jī)車速度V的值獲得預(yù)期牽引曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，其特征在于，獲得扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)C的步驟為[11)將變矩器安裝在試驗(yàn)臺(tái)上；[12)向變矩器上施加阻力矩M’，使試驗(yàn)臺(tái)輸出恒定功率，測(cè)試變矩器輸出轉(zhuǎn)速n;[13)由
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，其特征在于，步驟[2)中若發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備消耗的功率為Nf，則發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率滿足N。=凡-Nf。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，其特征在于，步驟[5)中泵輪轉(zhuǎn)速滿足nb=i2n。。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，其特征在于，步驟[6)中泵輪力矩滿足Mb=Cnb2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，其特征在于，步驟[3)中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩滿足
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，其特征在于，步驟中渦輪轉(zhuǎn)速滿足Iit=I1Iib ;渦輪力矩滿足Mt=kMb ;渦輪功率滿足Nt=C1MtIit,其中C1為常數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，其特征在于，步驟[ 8)中輪軸牽引力滿足
全文摘要
本發(fā)明提供一種液力傳動(dòng)機(jī)車牽引曲線的獲得方法，該方法包括利用試驗(yàn)獲得變矩器轉(zhuǎn)速比、效率、變扭比及扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)；計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率；計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩，并核實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩是否超出液力傳動(dòng)箱最大輸入力矩，發(fā)動(dòng)機(jī)凈輸出功率是否超出液力傳動(dòng)箱最大輸入功率；計(jì)算泵輪轉(zhuǎn)速；根據(jù)泵輪轉(zhuǎn)速和變矩器扭矩系數(shù)當(dāng)量參數(shù)獲得泵輪力矩；計(jì)算渦輪轉(zhuǎn)速和渦輪力矩，計(jì)算渦輪功率；計(jì)算輪軸牽引力和機(jī)車速度并根據(jù)輪軸牽引力和機(jī)車速度獲得預(yù)期牽引曲線。用試驗(yàn)數(shù)據(jù)代替變矩器無(wú)因次參數(shù)，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算獲得輪軸牽引力和機(jī)車速度，最終得到預(yù)期牽引曲線，本技術(shù)方案相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)過(guò)程簡(jiǎn)潔，避開了利用變矩器無(wú)因次參數(shù)獲取預(yù)期牽引曲線。
文檔編號(hào)G01M17/00GK102980779SQ20121047905
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者黃士衛(wèi) 申請(qǐng)人:北京二七軌道交通裝備有限責(zé)任公司