汽车自动变速器及其检修 教学课件 刘步丰 王树云 第2章液力变矩器.ppt

第2章 液力变矩器 液体传动是用液体作为工作介质进行能量传递和控制的一种方式。液体传动按其工作原理的不同又可分为液压传动与液力传动两种不同的形式。 液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量和进行控制的一种液体传动，又称为静力式液体传动；液力传动则是利用液体的动能来传递能量的一种液体传动，又称为动力式液体传动。 两种传动方式在汽车自动变速系统中皆被采用。如液力变矩器中的动力传递即为液力传递，而控制离合器接合与脱开及控制阀的液压回路，其动力传递方式为液压传动。 2.1液力耦合器 液力耦合器（以下简称耦合器）和变矩器两者均属于液力传动机构，即通过液体的循环流动，利用液体动能的变化来传递动力。两者结构上最大的区别是有无导轮，后者有导轮，而前者则无。 耦合器又称为液力联轴器，主要由壳体、泵轮、涡轮3个部分组成。耦合器的主要功能有两个：一是防止发动机过载，二是调节工作机构的转速。耦合器的泵轮与壳体焊接在一起，并通过螺栓与发动机的飞轮连接，是耦合器的主动部分。 涡轮通过花键与输出轴连接，是耦合器的从动部分。在泵轮和涡轮上有径向排列的平直叶片，泵轮和涡轮相对安装且有约3～4mm的间隙；泵轮与涡轮装合成一个整体后，轴线断面一般为圆形，并在内腔中充满液压油（称为工作油液或工作介质，简称油液或介质）。 当发动机运转时，曲轴带动耦合器的壳体和泵轮转动，泵轮叶片内的油液在泵轮的带动下旋转；在离心力的作用下，油液被甩向泵轮叶片外缘处，并在外缘处冲向涡轮叶片，使涡轮在液压冲击力的作用下旋转；冲向涡轮叶片的油液沿涡轮叶片向内缘流动，返回到泵轮内缘；返回的油液又被泵轮再次甩向外缘。 以此循环， 油液形成了从泵轮流向涡轮，又从涡轮返回到泵轮的循环液流。由于泵轮的作用，耦合器中的油液在从泵轮叶片内缘流向外缘的过程中，速度和动能逐渐增大。 而油液在从涡轮叶片外缘流向内缘的过程中，由于油液自身对涡轮做功，速度和动能逐渐减小。因此，耦合器工作时，发动机的动能通过泵轮传给油液，油液在循环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。 耦合器要实现传动，必须在泵轮和涡轮之间有油液的循环流动。而油液循环流动的产生是由于泵轮和涡轮之间存在着转速差，如果泵轮和涡轮的转速相等，则耦合器不起传动作用。 汽车起步时，发动机驱动泵轮旋转，如果涡轮的转矩不足以克服汽车的起步阻力矩，则涡轮不会随泵轮的转动而转动；加大节气门开度到一定程度，作用在涡轮上的转矩使汽车克服起步阻力矩而起步。 随着发动机转速的继续增高，涡轮随着汽车的加速而不断加速，涡轮与泵轮转速差的数值逐渐减小。当涡轮开始旋转并逐步赶上泵轮的转速时，泵轮与涡轮间的相对转速差减小，油液对涡轮叶片的冲击力及冲击转矩减小，这将使输出元件产生滑动，直到有足够的循环油液对涡轮产生足够的冲击力为止。 因此，输出转速高时，输出转速赶上输入转速是一个连续不断的趋势，但总不会达到输入转速。除非在工作状况反过来（例如在下较长的陡坡）时，可能会齿轮变速机构变成主动件，飞轮变成从动件，出现涡轮的转速等于或高于泵轮转速，产生“倒拖”现象。 由于在耦合器内只有泵轮和涡轮两个工作轮，油液在循环流动的过程中除了受泵轮和涡轮之间的作用力之外，没有受到其他附加的外力。 如果不计机械损失，根据作用力与反作用力相等的原理，油液作用在涡轮上的转矩应等于泵轮作用在油液上的转矩，即传给泵轮的输入转矩与涡轮上的输出转矩相等，这就是耦合器的传动特点。因而，如果考虑到液力损失的实际存在，耦合器的输出转矩始终不会超过输入转矩。 2.2液力变矩器 2.2.1 液力变矩器的结构及工作原理 变矩器除了泵轮和涡轮外，还有导轮，其他构造与耦合器基本相同。 导轮位于泵轮和涡轮之间，并通过单向离合器固定于变速器壳体上，使导轮仅能沿发动机转动方向旋转，反向则被锁止。变矩器的结构如图2-2所示。 发动机运转时带动变矩器的壳体和泵轮与之一同旋转，泵轮内的油液在离心力的作用下，由泵轮叶片外缘冲向涡轮，并沿涡轮叶片流向导轮，再经导轮叶片内缘，形成循环的液流。 1．导轮 若无导轮，当泵轮与涡轮的转速差很大时，油液从涡轮回流到泵轮时会冲击泵轮叶片的前部，阻碍泵轮的旋转。 设置导轮后，改变了回流油液的流向，油液冲击泵轮叶片的背面，促使泵轮旋转。于是，作用在涡轮上的转矩由发动机的输入转矩和回流油液的转矩两部分组成。 可见，由于导轮的存在，涡轮上的输出转矩大于发动机输入转矩。可以想象，泵轮与涡轮的转速差越大，回流冲击越厉害，则转矩增加越多；而且随着转速差的缩小，增加转矩的作用越来越小。图2-3所示为导轮的结构。 2．单向离合器 （1）单向离合器的作用