可调式液力变矩器可调导轮参数计算方法

　　1 可调导轮参数计算

　　在导叶可调式液力变矩器中，可调导轮的几何参数如进出口半径 R1DⅡ、R2DⅡ，进出口叶片角度β1DⅡ、β，进出口过流断面面积 Am1DⅡ、Am2DⅡ等都是随着开启角 θ 的变化而变化的，要计算变矩器的特性，必须建立可调导轮的几何参数随开启角的变化规律。本文研究的可调导轮的叶型与 LB －46 变矩器是一致的，循环圆直径为245 mm，可调导轮叶片的几何关系如图 1 所示。

　　为计算方便，以相邻两叶片转动中心连线与叶片出口部分中心线的夹角α为计算基准，它与文献［3］所定义的开启角θ不同，之间的关系为

　　α = θ + α0 　　(1)

　　式中α0———叶片刚好处于关闭位置时的 α 值，可由几何关系计算得出。

　　相邻两叶片的中心角Ψ = 360° /ZDⅡ，则γ =∠O2O1O =(180° － Ψ)/2

　　由图 1 有如下的几何关系

　　OD = R2sin(γ － α)

　　O1D = Rcos( γ － α)

　　可调导轮的出口半径

　　可调导轮的出口叶片角

　　式中 R2———可调导轮叶片回转中心分布圆半径;

　　O1C———可调导轮叶片回转中心到出口边长度。

　　由式(1) ～式(3)可计算出可调导轮的出口半径和出口叶片角随开启角的变化规模，计算是准确的。

　　由余弦定理可得可调导叶进口半径为

　　图中 AB 为叶片中间流线在进口处的切线，当已知叶片的叶型后，可由作图法或其它方法求出，则O1A 的长度和∠AO1B、∠BAO1也可得到。

　　∠OO1A = 180° － (γ － α) －∠AO1B 　　(5)

　　已知叶轮进口半径 R1DⅡ在△AO1O 中，由余弦定理，有

　　则可调导轮叶片进口角为

　　β1DⅡ= 90° + ∠O1AO + ∠BAO1 　　(7)

　　由式(4) ～ (7)可计算出可调导轮叶片的进口半径和进口叶片角，如叶片中间流线是由作图得到的，那末计算精度取决于作图精度，如果设计时能准确得到，计算就是精确的。

　　要计算出可调导轮的进口角、出口角、进口半径和出口半径随叶片转动角度的变化关系，必须知道导轮叶片在关闭位置时 α 的大小，下面计算可调导轮叶片的关闭位置时的α0角。

　　在图 1 中，从叶片回转中心 O2向叶片底部直线、相邻叶片背部尾端直线作垂线，依次交于 G、H点，并延长交中间平分线 I 点。当 GH =0 时的 α 角即为 α0，也即开启角θ = 0 时的位置。