液力传动理论与设计

液力传动以其独特的优越性在汽车制造、工程机械、矿山机械、石油、化工、冶金、军工等领域得到了广泛应用。作者根据多年来在液力传动方面的研究经验和心得，并参考国内外有关资料，编著了这本《液力传动理论与设计》，希望对液力传动的教学、科研和生产能有所帮助。
本书系统介绍了液力传动知识，尽量做到理论严谨，结构合理，文字精练，易于理解，概念与物理现象相协调。全书理论联系实际，具有很宽的适用面。
全书分10个部分，在绪论之后，分别讨论了液力传动基础知识、液力变矩器、液力偶合器、液力减速器、液力变矩器设计、液力机械分流传动、液力传动装置、液力变矩器三维流动计算以及液力传动试验，每一部分内容都结合工程应用给出实例。
本书除了注重理论和设计方法的系统性和完整性以外，还特别注意工程应用。内容既重视理论又强调实际，包括了液力传动各个方面的知识及其发展和应用。书中一些章节涉及了液力传动的最新研究和发展动态，与实际液力传动的发展现状紧密联系。
本书由吉林大学马文星教授编著。参加本书编写工作的还有邓洪超、褚亚旭、徐振国、荆宝德、于青海、王辉、李风。王清松、才委、崔志军、赵刚、齐迎春参加了本书的绘图和书稿的整理工作。全书由吉林大学刘文同研究员主审。
书中疏漏和错误之处在所难免，敬请读者批评指正。


作者于吉林大学
2003年12月26日

本书系统深入地阐述了液力传动基础知识、液力变矩器、液力偶合器、液力减速器、液力变矩器设计、液力机械分流传动、液力传动装置、液力变矩器三维流动计算和液力传动试验等内容。本书新颖之处在于作者依据多年来研究液力传动的经验和心得并参考国内外相关资料，介绍了国内外液力传动研究的发展动态和部分最新研究成果。全书注重系统性、完整性，注重工程应用。

绪论1
01液力传动定义1
02液力传动发展简史1
021液力传动的出现与发展1
022液力传动在国外的应用2
03液力传动在我国的发展与应用3
04液力传动的优缺点4
041液力传动的优点4
042液力传动的缺点4
05液力传动的分类5
051液力偶合器5
052液力变矩器5
053液力机械变矩器6
06液力传动研究现状与发展趋势6
061多普勒激光测速(LDA)和粒子图像测速(PIV)技术6
062CFD专用软件对流场进行数值模拟与仿真6
063三维流动理论叶片设计方法6
064动态特性研究7
065动态匹配7
第1章液力传动基础知识8
11理想流体及实际流体运动微分方程8
12液体运动的流量方程和伯努利方程10
121流量方程10
122伯努利方程11
13液体在叶轮中的运动13
131液体在叶轮中的运动分析13
132一元束流理论的假设13
133速度的计算15
14叶片式机械的基本方程欧拉方程16
141动量矩方程和速度环量16
142欧拉方程的一般形式19
15相似原理20
151流动中的力学相似原则20
152根据相似原理建立的相似定律21
16叶片数目有限对液流的影响24
17液力传动的各种损失28
171液力损失28
172机械损失32
173容积损失34
18液力传动的工作液体36
181工作液体的密度和黏度36
182对工作液体的要求37
第2章液力变矩器39
21液力变矩器的结构和工作原理39
22液力变矩器的特性41
221液力变矩器的外特性41
222液力变矩器的原始特性42
223液力变矩器的全特性44
224液力变矩器的输入特性46
225液力变矩器的动态特性47
226动态特性辨识51
23液力变矩器的分类和结构特点68
231液力变矩器的分类68
232液力变矩器的结构特点69
24液力变矩器泵轮、涡轮、导轮的工作特性85
241液力变矩器泵轮的工作特性85
242液力变矩器涡轮的工作特性87
243液力变矩器导轮的工作特性89
25液力变矩器的转矩、功率及特性计算91
251液力变矩器的转矩和功率计算91
252液力变矩器的特性计算94
26液力变矩器与发动机的共同工作95
261液力变矩器与发动机的共同工作95
262变矩器与发动机的计算机辅助匹配96
263液力变矩器尺寸的选择98
27液力变矩器的各种性能及其评价标准101
271变矩性能101
272自动适应性能101
273经济性能102
274负荷特性102
275透穿性能103
276能容性能104
28液力变矩器补偿压力的选择及冷却系的计算106
281液力变矩器补偿压力的选择106
282液力变矩器冷却系的计算108
第3章液力偶合器109
31液力偶合器的工作原理109
311偶合器的基本工作过程109
312偶合器转矩的传递111
313偶合器的流量113
32偶合器的特性114
321偶合器的外特性114
322偶合器的基本计算方程116
323偶合器的原始特性116
324偶合器的通用特性118
325偶合器部分充液时的工作特性118
33偶合器和原动机的共同工作120
331偶合器和内燃机的共同工作120
332偶合器与异步电动机的共同工作122
34液力偶合器的结构及分类124
341牵引型偶合器124
342限矩型偶合器125
343调速型偶合器129
344斜叶片式偶合器131
第4章液力减速器133
41概述133
42车辆用液力减速器134
421机车用液力减速器134
422汽车用液力减速器134
43固定设备用液力减速器137
第5章液力变矩器设计142
51相似设计法142
52液力变矩器循环圆设计143
521循环圆形状的选择143
522工作轮在循环圆中的排列位置144
523循环圆尺寸的确定144
53叶片设计方法146
531环量分配法146
532等角射影法152
54叶片准三维设计164
541液力变矩器准三维流动设计计算的物理模型和基本方程164
542流线曲率法169
543准三维叶片设计175
55反求设计法178
56液力变矩器叶片参数和工艺因素对性能的影响182
561叶片参数对变矩器性能的影响182
562尺寸和工艺因素对变矩器性能的影响184
563叶片数z对性能的影响185
57叶轮上的轴向力分析186
571液力变矩器轴向力计算186
572降低轴向力的措施189
58液力变矩器的结构布置191
59单向离合器及锁止离合器设计195
591单向离合器设计195
592锁止离合器设计199
第6章液力机械分流传动201
61液力机械分流传动的分类201
62基本方程203
621功率方程203
622转速比方程203
623变矩比方程205
624用于输入分流的泵轮的转速和功率206
63用于特定变矩器的方程207
631输出分流的泵轮功率207
632输出分流的失速变矩比208
633效率209
634分流传动的转矩系数210
64分流传动特性的计算方法及实例212
641输入分流传动特性的计算方法212
642输出分流传动特性的计算方法213
第7章液力传动装置216
71动力换挡定轴变速器设计216
711确定离合器的布置位置216
712选配齿轮219
713特殊结构的设计221
714结构实例221
72动力换挡行星变速器的设计223
721行星变速器的特点与结构223
722行星变速器传动比的计算225
723选配齿轮226
724行星传动的动力学分析229
725行星变速器设计234
73操纵系统与自动换挡236
74电子液压操纵系统240
741电子液压操纵系统的组成240
742电子液压操纵系统示例242
第8章液力变矩器三维流动计算245
81引言245
82基本控制方程245
821连续性方程245
822黏性流体运动微分方程246
83湍流模型248
831雷诺方程248
832湍流的计算方法249
833控制方程统一计算形式253
84模型的建立254
85分析方法的选择255
851各种数值方法求解对流扩散方程的特点255
852有限体积法的基本原理259
853计算分析中的假定260
86仿真计算模型的网格划分261
87湍流模型的选择261
88液力变矩器流场计算模型的边界条件262
89三维流场计算结果分析263
891泵轮流场的计算结果263
892涡轮流场的计算265
893导轮流场的分析268
第9章液力传动试验271
91试验目的和试验项目271
911试验目的271
912试验项目271
92主要试验设备和测试仪器272
921试验设备272
922测试仪器276
923其他辅助试验设备279
93液力变矩器基本性能试验方法280
931外特性试验280
932内特性试验285
94实用性能试验和生产检验性试验291
941实用性能试验291
942生产检验性试验293
参考文献295