液力變矩器的組成和功用

1、液力變矩器的導(dǎo)輪有什么作用簡(jiǎn)單的說就是變矩液力變矩器 和液力耦合器 都有泵輪和渦輪,他們的差異就在有無導(dǎo)輪. 如果沒有導(dǎo)輪,液力 變矩器就是一個(gè)耦合器.耦合器泵輪和渦輪的轉(zhuǎn)速不同而 轉(zhuǎn)矩相等.由于導(dǎo)論的存在,變矩器能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下,隨著渦輪轉(zhuǎn)速不同而改變渦輪轉(zhuǎn)矩的輸出值.在汽車變矩器中當(dāng)變矩系數(shù)到達(dá)1之后由于單向離合器 的作用,泵輪停止轉(zhuǎn)動(dòng),變矩作用 消失,變矩器實(shí)際上就成為耦合器導(dǎo)輪在低速時(shí)起到增扭的作用,一般安裝在單向離合器上不能反轉(zhuǎn).泵輪由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)油液流動(dòng)形成 渦流沖擊渦輪旋轉(zhuǎn)將力傳給渦輪.在泵輪和渦輪上有導(dǎo)流板, 油液形成了環(huán)流在泵輪渦輪導(dǎo)輪之間循環(huán)流動(dòng).泵輪油液沖擊

2、渦輪的力 FB經(jīng)渦輪沖擊導(dǎo)輪導(dǎo)輪不能反轉(zhuǎn)或固定不動(dòng)形成反作用力FD作用在渦輪上.蝸輪得到的力FT=FB+FD就是導(dǎo)輪的增扭 作用1 .功用液力變矩器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械變速器之間,以自動(dòng)變速器油ATF為工作介質(zhì),主要完成以下功用：1傳遞轉(zhuǎn)矩.發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過液力變矩器的主動(dòng)元件,再通過ATF傳給液力變矩器的從動(dòng)元件,最后傳給變速器.2無級(jí)變速.根據(jù)工況的不同,液力變矩器可以在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變化.3自動(dòng)離合.液力變矩器由于采用ATF傳遞動(dòng)力,當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)也不會(huì)熄火,此時(shí)相當(dāng)于離合器別離； 當(dāng)抬起制動(dòng)踏板時(shí),汽車可以起步,此時(shí)相當(dāng)于離合器接合.4驅(qū)動(dòng)油泵.ATF在工作的時(shí)候

3、需要油泵提供一定的壓力,而油泵一般是由液力變矩器殼體驅(qū)動(dòng)的.同時(shí)由于采用ATF傳遞動(dòng)力,液力變矩器的動(dòng)力傳遞柔和,且能預(yù)防傳動(dòng)系過載.2 .組成如圖4-6所示,液力變矩器通常由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪三個(gè)元件組成,稱為三元件液力變矩器.也有的采用兩個(gè)導(dǎo)輪,那么稱為四元件液力變矩器. 液力變矩器總成封在一個(gè)鋼制殼體變矩器殼體中,內(nèi)部充滿 ATF.液力變矩器殼體通過螺栓與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸后端的飛輪連接,與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸一起旋轉(zhuǎn). 泵輪位于液力變矩器的后部,與變矩器殼體連在一起. 渦輪位于泵輪前,通過帶花鍵的從動(dòng)軸向后面的機(jī)械變速器輸出動(dòng)力.導(dǎo)輪位于泵輪與渦輪之間,通過單向離合器支承在固定套管上,使得導(dǎo)輪只能單向旋轉(zhuǎn)

4、順時(shí)針旋轉(zhuǎn).泵輪、渦輪和導(dǎo)輪上都帶有葉片,液力變矩器裝配好后形成環(huán)形內(nèi)腔,其 間充滿ATF 液力變矩器的工作原理 1 .動(dòng)力的傳遞液力變矩器工作時(shí),殼體內(nèi)充滿 ATF,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)殼體旋轉(zhuǎn),殼體帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn),泵輪的葉片將ATF帶動(dòng)起來,并沖擊到渦輪的葉片；如果作用在渦輪葉片上沖擊力大于作用在渦輪上阻力,渦輪將開始轉(zhuǎn)動(dòng),并使機(jī)械變速器的輸入軸一起轉(zhuǎn)動(dòng).由渦輪葉片流出的 ATF經(jīng)過導(dǎo)輪后再流回到泵輪,形成如圖4-7所示的循環(huán) 流動(dòng).具體來說,上述 ATF的循環(huán)流動(dòng)是兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).當(dāng)液力變矩器工作,泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí),泵輪葉片帶動(dòng)ATF旋轉(zhuǎn)起來,ATF繞著泵輪軸線作圓周運(yùn)動(dòng)；同樣隨著渦輪的旋轉(zhuǎn),ATF也繞

5、著渦輪軸線作圓周運(yùn)動(dòng). 旋轉(zhuǎn)起來的ATF在離心力的作用下,沿著泵輪和渦輪的葉片從內(nèi) 緣 流向外緣.當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速大于渦輪轉(zhuǎn)速時(shí),泵輪葉片外緣的液壓大于渦輪外緣的液壓.因此,ATF油在作圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí),在上述壓差的作用下由泵輪流向渦輪,再流向?qū)л?最后返回泵輪,形成在液力變矩器環(huán)形腔內(nèi)的循環(huán)運(yùn)動(dòng).2.轉(zhuǎn)矩的放大在泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差較大的情況下,由渦輪甩出的ATF以逆時(shí)針方向沖擊導(dǎo)輪葉片,如圖4-8所示,此時(shí)導(dǎo)輪是固定不動(dòng)的,由于導(dǎo)輪上裝有單向離合器,它可以預(yù)防導(dǎo)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).導(dǎo)輪的葉片形狀使得 ATF的流向改變?yōu)轫槙r(shí)針方向流回泵輪,即與泵輪的旋轉(zhuǎn)方向相同.泵輪將來自發(fā)動(dòng)機(jī)和從渦輪回流的能量一起傳遞給

6、渦輪,使渦輪輸出轉(zhuǎn)矩增大.液力變矩器的轉(zhuǎn)矩放大倍數(shù)一般為2.2左右.液力變矩器的變矩特性只有在泵輪與渦輪轉(zhuǎn)速相差較大的情況下才成立,隨著渦輪轉(zhuǎn)速的不斷提升,從渦輪回流的ATF油會(huì)按順時(shí)針方向沖擊導(dǎo)輪.假設(shè)導(dǎo)輪仍然固定不動(dòng),ATF油將會(huì)產(chǎn)生渦流,阻礙其自身的運(yùn)動(dòng).為此絕大多數(shù)液力變矩器在導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)中增設(shè)了單向離合器,也稱自由輪機(jī)構(gòu).當(dāng)渦輪與泵輪轉(zhuǎn)速相差較大時(shí),單向離合器處于鎖止?fàn)顟B(tài),導(dǎo)輪不能轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速到達(dá)泵輪轉(zhuǎn)速的85%90%時(shí),單向離合器導(dǎo)通,導(dǎo)輪空轉(zhuǎn),不起導(dǎo)流的作用,液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩不能增加,只能等于泵輪的轉(zhuǎn)矩,此時(shí)稱為偶合狀態(tài)液力變矩器的工作原理可以通過一對(duì)風(fēng)扇的工作來描述.如圖4

7、-9所示,將風(fēng)扇A通電,將氣流吹 動(dòng)起來,并使未通電的電扇B也轉(zhuǎn)動(dòng)起來,此時(shí)動(dòng)力由電扇A傳遞到電扇Bo為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的放大,在兩臺(tái)電扇的反面加上一條空氣通道,使穿過風(fēng)扇B的氣流通過 空氣通道的導(dǎo)向,從電扇A的反面流回,這會(huì)增強(qiáng)電扇 A吹動(dòng)的氣流,使吹向電扇B的轉(zhuǎn)矩增加. 即電扇A相當(dāng)于泵輪,電扇 B相當(dāng)于渦輪,空氣通道相當(dāng)于導(dǎo)輪,空氣相當(dāng)于ATE液力變矩器的液流如圖 4-10所示,由圖可以看出,渦輪回流的ATF油經(jīng)過導(dǎo)輪葉片后改變流動(dòng)方向,與泵輪旋轉(zhuǎn)方向相同,從而使液力變矩器具有轉(zhuǎn)矩放大的功用.3.無級(jí)變速從上面的分析我們可以得出這樣的結(jié)論：隨著渦輪轉(zhuǎn)速的逐漸提升, 渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩要逐漸下降,而

8、且這種變化是連續(xù)的.同樣,如果渦輪上的負(fù)荷增加了,渦輪的轉(zhuǎn)速要下降,而渦 輪輸出的轉(zhuǎn)矩增加正好適應(yīng)負(fù)荷的增加 2.鎖止離合器鎖止離合器簡(jiǎn)稱 TCC是英文Torque Converter Clutch的縮寫.鎖止離合器可以將泵輪和渦輪直接連接起來,即將發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)械變速器直接連接起來,這樣減少液力變矩器在高速比時(shí)的能量損耗,提升了傳動(dòng)效率,提升汽車在正常行駛時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性,并預(yù)防ATF油過熱.鎖止離合器接合時(shí),進(jìn)入液力變矩器中的ATF按圖415a所示的方向流動(dòng),使鎖止活塞向前移動(dòng),壓緊在液力變矩器殼體上,通過摩擦力矩使二者一起轉(zhuǎn)動(dòng).此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)液力變矩器殼體、鎖止活塞、扭轉(zhuǎn)減振器、渦輪輪轂傳

9、給后面的機(jī)械變速器,相當(dāng)于將泵輪 和渦輪剛性連在一起,傳動(dòng)效率為100%常見的單向離合器有楔塊式和滾柱式兩種結(jié)構(gòu)形式.楔塊式單向離合器如圖 412所示,由內(nèi)座圈、外座圈、楔塊、保持架等組成.導(dǎo)輪與外座 圈連為一體,內(nèi)座圈與固定套管剛性連接,不能轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)導(dǎo)輪帶動(dòng)外座圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),外座圈帶動(dòng)楔塊逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),楔塊的長(zhǎng)徑與內(nèi)、外座圈接觸,如圖412a所示由于長(zhǎng)徑長(zhǎng)度大于內(nèi)、外座圈之間的距離,所以外座圈被卡住而不能轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)導(dǎo)輪帶動(dòng)外座圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),外座圈帶動(dòng)楔塊順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),楔塊的短徑與內(nèi)、外座圈接觸,如圖 4 12b所示由 于短徑長(zhǎng)度小于內(nèi)、外座圈之 間的距離,所以外座圈可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)圖4-1Z楔塊式

10、單向離合器a不可轉(zhuǎn)動(dòng)匕可以轉(zhuǎn)動(dòng) 楔塊結(jié)構(gòu)d楔塊式單向離合器1 -內(nèi)座圈2-楔塊3-外座圈4-保持架楔塊的作用一般用于離合器鎖緊、 逆止作用,例如外圈相對(duì)于內(nèi)圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),楔塊被推動(dòng)發(fā)生傾斜,在內(nèi)、外圍之間讓出一定空間,因而不會(huì)鎖止離合器.換言之,圖示楔塊式單 向離合器在任何時(shí)候都允許其外圈相對(duì)于內(nèi)圈沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),或允許其內(nèi)圈相對(duì)于外圍沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn).然而,假設(shè)外圈試圖相對(duì)于內(nèi)圈沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),楔塊因幾何形狀的緣故,將卡在內(nèi)、外圈之間無法活動(dòng),從而將兩者鎖死在一起. 這就是說,一旦楔塊卡住內(nèi)、 外圈,那么單向離合器出現(xiàn)鎖止, 使外圈無法相對(duì)于內(nèi)圈按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),或內(nèi)圈相對(duì)于外圈按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn).在汽車液力變矩器導(dǎo)輪的軸上為什么要裝單向離合器？液力變扭器所以能變扭,就是比 液力耦合器 多了一個(gè)固定的導(dǎo)輪機(jī)構(gòu).但是從傳動(dòng)特性看, 渦輪與泵論轉(zhuǎn)速差較大時(shí)變扭器效率大于耦合器,當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速接近泵論時(shí)變扭器效率迅速下降,低于耦合器效率.所以采用一個(gè)自由輪斜面滾柱鎖銷機(jī)構(gòu),也就是你所說的單向離合器,其工作原理也就是一種 超越離合器.在兩輪傳動(dòng)比大時(shí)導(dǎo)輪固定不動(dòng),充分利用變扭器效率, 在傳動(dòng)比小時(shí)導(dǎo)輪隨渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),成為 耦合器,目的是提升液力變扭器的工作效率.變矩器的