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3.1 液力损失

液力损失分为两类：一类为摩擦阻力损失，另一类为局部阻力损失。

1.摩擦阻力损失

工作液体在循环圆内流动的过程中，各流层间和液体与流道壁间有一定的相对速度，由于液体有粘性，就会出现摩擦阻力，流速慢的流层对流速快的流层起阻碍作用。单位质量的液体为了克服这种阻力而损失的能量叫做摩擦阻力损失。在文献[2]中，通常以液流的速度头v2/2g的百分数来表示摩擦阻力损失的大小。液力传动中，液体质点相对叶轮的运动是相对运动，故摩擦阻力损失以相对速度ω的速度头表示。

式中：L—流道的长度，m;λ—摩擦阻力系数;

Rn—流道的水力半径，其数值等于过流断面面 积与湿周之比，m。

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由于泵轮、涡轮和导轮在传动过程中均存在摩擦现象，所以，摩擦损失的总和应该是三者的总和， 即：

∑hm=hmB+hmT+h mD (2)

2.局部阻力损失

(1)冲击损失

一般情况下，液流在叶轮进口处并不与叶片骨线进口方向一致。这样就会引起旋涡损失以及脱流区 使流道收缩而引起的附加摩擦损失。进口的相对速度ω 0与骨线间的夹角Δβc为冲角，见图2。 Δβc有正负之别。ω0流向叶片工作面时， Δβc正;ω0流向叶片背面时， Δβc负。叶片工作面压力高、背面的压力低。

a 泵轮进口冲角 b 涡轮进口冲角

图2 进口冲角

相对速度ω0与叶片骨线偏离时，往往会在叶 片的表面形成脱流区，使流道在脱流区收缩，冲击损失与冲击损失速度和冲击损失系数有关，冲击损失速度如图3所示。

图3 冲击损失速度

式中：hc—冲击损失能头，m;

φc—冲击损失系数;

ωc—冲击损失速度，m/s

同理，泵轮、涡轮和导轮同样有冲击损失，所以中的冲击损失为：

∑hc=hcB+hcT+h cD (3)

(2)突然扩大和突然收缩的损失

叶轮进口前无叶片区的过流断面大于进口后的过流断面。叶轮出口过流断面小于出口后无叶片区的过流断面。在叶轮进口处有突然收缩的损失， 而在出口处有突然扩大的损失。这是叶片排挤而引起的。这些损失根据文献 [3]的公式计算：

式中：htk—突然扩大的单位能量损失，m;

hts—突然缩小的单位能量损失，m;

ξts—突然缩小的损失系数，=0.4~0.5;

vm3—叶轮刚出口的轴面速度，m/s;

vm0—叶轮刚要进口的轴面速度，m/s。

因此，总的扩大和缩小的能量损失为：

∑ht=htK+htS (6)

(3)扩散损失

对液力传动来说，存在扩散管状的流道，如泵轮内的流道，涡轮内流道的前半段，综合式液力变 矩器导轮前半段流道等。扩散管的损失计算如下：

式中：vm1—扩散管道起始断面的轴面速度;

vm2—扩散管末端断面的轴面速度;

φk—扩散损失系数。

由上可知，对于总的液力损失为：

∑h=∑hm+∑hc+∑ht +∑hk (8)

3.2 机械损失

动力经液力传动传递时伴随着机械损失，这种机械损失包括泵轮轴的轴承和密封的损失，泵轮圆 盘摩擦损失——泵轮外表面与液体的摩擦损失，涡轮圆盘摩擦损失——涡轮外表面与液体的摩擦损 失。所有这些机械损失都要消耗动力机的能量，影响液力传动的效率。

对于轴承和密封的损失，通过提高配合精度、适当地选取润滑油和密封材料，可以把这种在额定 的工况下控制在1%以下[4]。而机械摩擦损失重要是泵轮、涡轮等旋转件的圆盘摩擦损失。当相对转数较高时，圆盘摩擦损失较大。另外，并非所有的 圆盘摩擦都消耗功率，必须对其进行具体分析。