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第二章 液力耦合器和液力变矩器 第一节 液力偶合器的结构及工作原理 第二节 液力变矩器的构造及工作原理 第三节 液力变矩器的性能参数 第四节 液力变矩器的类型和典型结构 液力耦合器和液力变矩器是利用液体为工作介质，二者均为动液传动，即通过液体在循环流动过程中，液体动能变化来传递动力，这种传动称为液力传动。 液力传动装置要完成能量转换与传递的过程，必须具有如下机构： 1、盛装与输送工作循环液体的密闭工作腔； 2、一定数量的带叶片的工作轮及输入输出轴，实现能量转换和传递； 3、满足一定性能要求的工作液体与其辅助装置，以实现能量的传递并保证正常工作。 液力传动的车辆具有如下优点： 能自动适应外阻力的变化，使车辆能在一定范围内无极的变更其输出轴转矩与转速，当阻力增加时，则自动的降低转速，增加转矩，从而提高了车辆的平均速度与生产率。 提高了车辆的使用寿命，液力变矩器使用油液传递动力，泵轮与涡轮之间不是刚性连接，能较好地缓和冲击，有利于提高车辆上各零部件的使用寿命。 简化了车辆的操纵，变矩器本身就相当于一个无极变速箱，可减少变速箱档位和换档次数，加上一般采用动力换档，故可简化变速箱结构和减轻驾驶员的劳动强度。 第一节 液力耦合器的结构和工作原理 液力耦合器的结构 液力耦合器的主要零件式两个直径相同的叶轮，称工作轮，由发动机曲轴通过输入轴4驱动的叶轮3为泵轮，与输出轴5装在一起得为涡轮2。叶轮内部装有许多半圆形的径向叶片 ，在各叶片之间充满工作液体。两轮装合后相对端面之间约有2-5mm间隙。它们的内腔共同构成圆形或椭圆形的环状空腔（称为循环圆）；循环圆的剖面图如下：该剖面图是通过输入轴与输出轴所作的截面（称轴截面） 液 力 耦 合 器 液力偶合器的工作原理 工作油液的螺旋形路线 涡轮转动时的油液螺旋路线 涡轮旋转后，由于涡轮内的离心力对液体环流的阻碍作用，使油液的绝对运动方向有改变。此时，螺旋线拉长如图所示，涡轮转速约稿，由液的螺旋形路线拉得越长。当 涡轮和泵轮转速相同时，两轮离心力相等，油液沿循环圆流动停止，油液随工作轮绕轴线作圆周运动,这时，偶合器不再传递动力。 第二节 液力变矩器的构造与 工作原理 一、液力变矩器的构造 液力变矩器是由泵轮1、涡轮2和导轮3等三个工作轮及其它零件组成。泵轮和涡轮都通过轴承装在壳体上，而导轮则与壳体固定不动。三个工作轮都密闭在有壳体形成的并充满油液的空间中。 各工作轮中装有弯曲成一定形状的叶片以利油液的流动，各工作轮中心部分成圆环形称之为循环圆内环。 液力变矩器的三个工作轮 1-泵轮 2-涡轮 3-导轮 变矩器循环圆示意图 三元件液力变矩器简图 右图所示为一种最简单的的变矩器，它只有泵轮1、涡轮2与导轮3等三个工作轮。当发动机带动泵轮1旋转时，油液自A端进入泵轮叶片间的通道，自b端流出冲向蜗轮2的叶片，使蜗轮转动在从蜗轮的c端流出后，经导论3在进入泵轮的a端如此循环实现动力的传递。 二、液力变矩器和偶合器的相异点 和偶合器相比，变矩器在结构上多了一个导轮。由于导轮的作用使变矩器不仅能传递转矩，而且能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮转速的不同（反映工作机械运行时的阻力），而改变涡论输出力矩，这就是变矩器与偶合器的不同点。 三、液力变矩器的工作原理 下面应用变矩器工作轮的展开图来说明变矩器的工作原理，为便于说明问题，设发动机转速及负荷不变，即变矩器泵轮的转速n1与力矩T1位常数，根据液力平衡方程 T`1+T`2+T`3=0 即 -T`2=T`1+T`3` 又根据作用于反作用公理，各工作轮加给油液的力矩与油液加给工作轮的力矩大小相等、方向相反。设油液加给涡轮的力矩为T2,则T2=-T`2 固有 T2=T`1+T`3 上式说明油液加给涡轮的力矩T2等于泵轮与导轮对油液的力矩之和。从而实现了变矩功能。 四、液力变矩器的工作轮原理图 下面结合图进一步说明涡轮力矩变化过程，当变矩器输出力矩经传动系产生的牵引力足以克服机械启动阻力时则机械启动便加速行驶同时涡轮转速n2也逐渐增加，这时液流在涡轮出口处不仅有沿叶片相对速度W还有沿圆周的方向的牵引速度U。因此冲向导轮的叶片的绝对速度V应是二者合成速度；因假设泵轮转速不变，液流在涡轮出口处相对速度不变，但因涡轮的转速在变化故牵引速度U也在变化。有图可见冲向导轮绝对速度V将随着牵引速度U增加而逐渐向左倾斜使导轮所受力矩逐渐减小，故涡轮的力矩也逐渐减小。 液力变矩器工作轮原理图 a)当n1=常数，n2=0时；b)当n1=常数，n2逐渐增加时