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第二章 液力变矩器的结构原理 主要内容： 液力耦合器和液力变矩器的结构和工作原理； 典型液力变矩器的结构和工作原理。 2.1 液力耦合器和液力变矩器 液力耦合器的基本原理 液力耦合器的基本结构 液力耦合器的工作过程 液力耦合器的工作特性 本节重点内容： 一、液力耦合器的基本原理： 1、液力耦合器的基本原理： 2、液力耦合器的结构： 由两个基本元件组成：泵轮和涡轮。 泵轮 外壳 导轮 工作液 3、液力耦合器的工作过程： 发动机带动泵轮旋转，泵 轮转动把发动机的机械能转换 成自动变速器油的液体动能。 当自动变速器油高速进入涡轮 时，推动涡轮转动，就又把自 动变速器油的液体动能转换成 机械能，由变速器输入轴输出。 自动变速器油的流动形成两种运动形式：涡流和环流，这 两种运动最后以螺旋状旋转流动方式来传递动力。 4、液力耦合器的工作特性： 液力耦合器的传动效率与转速差关系。 （1）转速差：为了能形成沿循环圆的环流运动，泵轮和涡轮之间必须存在转速差，即nB＞nW，转速差越大，泵轮外缘处与涡轮外缘处能量差也越大，工作油液传递的动力也越大。若泵轮与涡轮两者转速相等，泵轮外缘处与涡轮外缘处的能量差消失，循环圆内油液的循环流即停止，液力耦合器就不再有传递动力的作用。 （2）传动效率： 泵轮与涡轮的转速差越大，传动效率越低；反之则传动效率高。汽车起步后，随涡轮转速的增加，其传动效率提高，转矩减小。 二、液力变矩器： 1、基本结构： 有3个工作轮，即泵轮、涡轮和导轮。 液力变矩器的结构 泵轮 泵轮为主动件，与液力变矩器壳体相连，壳体与发动机曲轴后端的 驱动盘相连。 涡轮 涡轮为从动件，中心有花键孔，与变速器花键轴相连，一般涡轮叶 片的数量少于泵轮，可以防止因泵轮与涡轮振动的频率相同而产生共振。 导轮 位于泵轮与涡轮之间，固定在与自动变速器壳体连接的轴上，可改 变液流方向，是变矩器的反作用力零件，与泵轮和涡轮之间没有机械连 接。 2、工作原理： 动力传递：发动机带动泵轮旋转，工作液在泵轮的带动下以一定 速度冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，再沿涡轮叶片冲向导轮，最后返回泵 轮，形成在液力变矩器环形腔内的循环运动。 涡轮 导轮 泵轮 转矩放大：在泵轮与涡轮转速差较大的情况下，从涡轮流出的液 流冲击导轮正面，由于导轮固定不动，液流对涡轮产生反作用力，所以 此时液流对涡轮的冲击力矩大于泵轮的输入力矩。液力变矩器的转矩放 大倍数一般为2.2左右。 3、工作过程： 起步时：发动机带动泵轮旋转，工作液在泵轮的带动下以一定速 度冲击涡轮叶片，再沿涡轮叶片冲向导轮，由于导轮固定不动，液流对涡轮产生反作用力，所以此时液流对涡轮的冲击力矩大于泵轮的输入力矩。 起步后： 随着涡轮转速的增加，沿着涡轮叶片冲向导轮叶片的液流的方向 逐渐改变，液流对涡轮的反作用力逐渐减小。 涡轮达到一定转速时，液流方向与导轮叶片平行，导轮不起作用， 此时为耦合工况。 涡轮转速进一步增大，液流冲击导轮叶片背面，使涡轮输出力矩 小于泵轮输入力矩。 当涡轮转速增大至与泵轮转速相等时，工作液循环停止，失去传 递动力的能力。 总结： 可以把液力变矩器的工作过程概括为三个工况：增矩、耦合和减矩。 当涡轮转速低时，液力变矩器实现增矩；当涡轮转速达到一定值时，液 力变矩器实现耦合传动，即输出（涡轮）转矩等于输入（泵轮）转矩； 当涡轮转速高时，液力变矩器减矩传动，即输出（涡轮）转矩小于输入 （泵轮）转矩。 2.2液力变矩器的工作特性 一、液力变矩器的特性参数： 1、转速比iWB： nW—涡轮转速 nB—泵轮转速 2、变矩系数K： MW—涡轮转矩 MB—泵轮转矩 3、效率η： 4、穿透性： 变矩器和发动机共同工作时，在油门开度不够的情况下，变矩器涡轮轴上的载荷变化对泵轮轴力矩和转速影响的性能。 涡轮转速变化，泵轮转矩保持不变，称为非穿透性。 泵轮转矩随涡轮转速增大而减小，称为正穿透性。 泵轮转矩随涡轮转速增大而增大，称为反穿透性。 泵轮转矩开始随涡轮转速增大而增大，随后随涡轮转速增大而减 小，称为混合穿透性。 1、外特性及外特性曲线： 外特性是指泵轮转速不变时，液力元件外特性参数与涡轮转速的关系。 涡轮转矩大于等于汽车行驶阻力矩，当行驶阻力矩增大，则涡轮转速减小，而涡轮输出转矩增大。 当行驶阻力减小，则涡轮转速增大，涡轮输出转矩减小。 2、原始特性曲线： 泵轮转速不变时，变矩系数K和效率η