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1、第二章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)原理,主要內(nèi)容： 液力耦合器和液力變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理； 典型液力變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理。,2.1 液力耦合器和液力變矩器,液力耦合器的基本原理 液力耦合器的基本結(jié)構(gòu) 液力耦合器的工作過(guò)程 液力耦合器的工作特性,本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容：,一、液力耦合器的基本原理：,1、液力耦合器的基本原理：,2、液力耦合器的結(jié)構(gòu)：,,由兩個(gè)基本元件組成：泵輪和渦輪。,泵輪,外殼,導(dǎo)輪,工作液,3、液力耦合器的工作過(guò)程：,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，泵 輪轉(zhuǎn)動(dòng)把發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換 成自動(dòng)變速器油的液體動(dòng)能。 當(dāng)自動(dòng)變速器油高速進(jìn)入渦輪 時(shí)，推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，就又把自 動(dòng)變速器油的液體動(dòng)能轉(zhuǎn)換成 機(jī)械能，由變
2、速器輸入軸輸出。,自動(dòng)變速器油的流動(dòng)形成兩種運(yùn)動(dòng)形式：渦流和環(huán)流，這 兩種運(yùn)動(dòng)最后以螺旋狀旋轉(zhuǎn)流動(dòng)方式來(lái)傳遞動(dòng)力。,4、液力耦合器的工作特性：,液力耦合器的傳動(dòng)效率與轉(zhuǎn)速差關(guān)系。,（1）轉(zhuǎn)速差：為了能形成沿循環(huán)圓的環(huán)流運(yùn)動(dòng)，泵輪和渦輪之間必須存在轉(zhuǎn)速差，即nBnW，轉(zhuǎn)速差越大，泵輪外緣處與渦輪外緣處能量差也越大，工作油液傳遞的動(dòng)力也越大。若泵輪與渦輪兩者轉(zhuǎn)速相等，泵輪外緣處與渦輪外緣處的能量差消失，循環(huán)圓內(nèi)油液的循環(huán)流即停止，液力耦合器就不再有傳遞動(dòng)力的作用。,（2）傳動(dòng)效率： 泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差越大，傳動(dòng)效率越低；反之則傳動(dòng)效率高。汽車起步后，隨渦輪轉(zhuǎn)速的增加，其傳動(dòng)效率提高
3、，轉(zhuǎn)矩減小。,二、液力變矩器：,1、基本結(jié)構(gòu)： 有3個(gè)工作輪，即泵輪、渦輪和導(dǎo)輪。,,液力變矩器的結(jié)構(gòu),泵輪,泵輪為主動(dòng)件，與液力變矩器殼體相連，殼體與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸后端的 驅(qū)動(dòng)盤相連。,,渦輪,渦輪為從動(dòng)件，中心有花鍵孔，與變速器花鍵軸相連，一般渦輪葉 片的數(shù)量少于泵輪，可以防止因泵輪與渦輪振動(dòng)的頻率相同而產(chǎn)生共振。,導(dǎo)輪,位于泵輪與渦輪之間，固定在與自動(dòng)變速器殼體連接的軸上，可改 變液流方向，是變矩器的反作用力零件，與泵輪和渦輪之間沒(méi)有機(jī)械連 接。,2、工作原理： 動(dòng)力傳遞：發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，工作液在泵輪的帶動(dòng)下以一定 速度沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)，再沿渦輪葉片沖向?qū)л?，最后返回?輪，形
4、成在液力變矩器環(huán)形腔內(nèi)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。,轉(zhuǎn)矩放大：在泵輪與渦輪轉(zhuǎn)速差較大的情況下，從渦輪流出的液 流沖擊導(dǎo)輪正面，由于導(dǎo)輪固定不動(dòng)，液流對(duì)渦輪產(chǎn)生反作用力，所以 此時(shí)液流對(duì)渦輪的沖擊力矩大于泵輪的輸入力矩。液力變矩器的轉(zhuǎn)矩放 大倍數(shù)一般為2.2左右。,3、工作過(guò)程： 起步時(shí)：發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，工作液在泵輪的帶動(dòng)下以一定速 度沖擊渦輪葉片，再沿渦輪葉片沖向?qū)л?，由于?dǎo)輪固定不動(dòng)，液流對(duì)渦輪產(chǎn)生反作用力，所以此時(shí)液流對(duì)渦輪的沖擊力矩大于泵輪的輸入力矩。 起步后： 隨著渦輪轉(zhuǎn)速的增加，沿著渦輪葉片沖向?qū)л喨~片的液流的方向 逐漸改變，液流對(duì)渦輪的反作用力逐漸減小。 渦輪達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，液流方向與導(dǎo)輪葉片
5、平行，導(dǎo)輪不起作用， 此時(shí)為耦合工況。 渦輪轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增大，液流沖擊導(dǎo)輪葉片背面，使渦輪輸出力矩 小于泵輪輸入力矩。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速增大至與泵輪轉(zhuǎn)速相等時(shí)，工作液循環(huán)停止，失去傳 遞動(dòng)力的能力。,總結(jié)： 可以把液力變矩器的工作過(guò)程概括為三個(gè)工況：增矩、耦合和減矩。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速低時(shí)，液力變矩器實(shí)現(xiàn)增矩；當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，液 力變矩器實(shí)現(xiàn)耦合傳動(dòng)，即輸出（渦輪）轉(zhuǎn)矩等于輸入（泵輪）轉(zhuǎn)矩； 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速高時(shí)，液力變矩器減矩傳動(dòng)，即輸出（渦輪）轉(zhuǎn)矩小于輸入 （泵輪）轉(zhuǎn)矩。,2.2液力變矩器的工作特性,,一、液力變矩器的特性參數(shù)：,1、轉(zhuǎn)速比iWB： nW渦輪轉(zhuǎn)速 nB泵輪轉(zhuǎn)速 2、變矩系
6、數(shù)K： MW渦輪轉(zhuǎn)矩 MB泵輪轉(zhuǎn)矩,3、效率： 4、穿透性： 變矩器和發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作時(shí)，在油門開度不夠的情況下，變矩器渦輪軸上的載荷變化對(duì)泵輪軸力矩和轉(zhuǎn)速影響的性能。 渦輪轉(zhuǎn)速變化，泵輪轉(zhuǎn)矩保持不變，稱為非穿透性。 泵輪轉(zhuǎn)矩隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而減小，稱為正穿透性。 泵輪轉(zhuǎn)矩隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而增大，稱為反穿透性。 泵輪轉(zhuǎn)矩開始隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而增大，隨后隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而減 小，稱為混合穿透性。,1、外特性及外特性曲線： 外特性是指泵輪轉(zhuǎn)速不變時(shí)，液力元件外特性參數(shù)與渦輪轉(zhuǎn)速的關(guān)系。 渦輪轉(zhuǎn)矩大于等于汽車行駛阻力矩，當(dāng)行駛阻力矩增大，則渦輪轉(zhuǎn)速減小，而渦輪輸出轉(zhuǎn)矩增大。 當(dāng)行駛阻力減小，則渦輪
7、轉(zhuǎn)速增大，渦輪輸出轉(zhuǎn)矩減小。 2、原始特性曲線： 泵輪轉(zhuǎn)速不變時(shí)，變矩系數(shù)K和效率隨轉(zhuǎn)速比iWB變化的規(guī)律曲線。 當(dāng)轉(zhuǎn)速比等于0時(shí)，變矩系數(shù)等于達(dá)到最大值，傳動(dòng)效率為0，當(dāng)轉(zhuǎn)速比等于1時(shí)，變矩系數(shù)和傳動(dòng)效率都為0。,二、特性曲線：,主要內(nèi)容： 典型液力變矩器的結(jié)構(gòu)； 帶單向離合器的導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)； 鎖上離合器的結(jié)構(gòu)與工作原理。,2.2 典型液力變矩器,由泵輪、渦輪、導(dǎo)輪、單向離合器和鎖止離合器組成。,一、結(jié)構(gòu)：,1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：導(dǎo)輪不是完全固定不動(dòng)，而是通過(guò)單向離合器支承在導(dǎo)輪固定套上，單向離合器可使導(dǎo)輪單方向運(yùn)轉(zhuǎn)。,二、帶單向離合器的導(dǎo)輪,疊片彈簧,外圈,滾柱,內(nèi)圈,2、單向離合器的作用：具有
8、單向接合的作用。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速較低時(shí)， 從渦輪流出的液流沖擊導(dǎo)輪正面，單向離合器處于接合狀態(tài)，導(dǎo)輪固定 不動(dòng)，對(duì)渦輪起增矩作用。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速升高到一定值時(shí)，從渦輪流出的 液流沖擊導(dǎo)輪背面，單向離合器處于分離狀態(tài)，導(dǎo)輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，消除了 導(dǎo)輪對(duì)渦輪的減矩作用。,3、結(jié)論：帶單向離合器的液力變矩器具有“變矩”和“耦合”兩種 工況，稱為綜合式液力變矩器,三、鎖止離合器：,1、作用：當(dāng)汽車以中、高速行駛時(shí)，將渦輪與泵輪鎖止成一體，使 傳動(dòng)效率提高。,2、結(jié)構(gòu)：由活塞、扭轉(zhuǎn)減振器和摩擦材料組成。,3、工作原理：當(dāng)車速較低時(shí)，液壓油從右側(cè)油道進(jìn)入變矩器，活 塞兩端油壓相同，鎖止離合器處于分離狀態(tài)；當(dāng)汽車在良好的路面上行 駛時(shí)，且車速與節(jié)氣門開度符合一定要求時(shí)，液壓油從左側(cè)油道流入， 活塞左側(cè)油腔通右側(cè)油道，活塞左側(cè)油壓小于右側(cè)油壓，被壓緊在殼體 上。,
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