自動(dòng)變速器液力變矩器

自動(dòng)變速器液力變矩器第1頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

汽車上所采用的液力傳動(dòng)裝置有液力偶合器和液力變矩器，兩者均是利用液體在循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中液流動(dòng)能的變化來(lái)傳遞動(dòng)力的，即動(dòng)液傳動(dòng)，俗稱液力傳動(dòng)。現(xiàn)代的汽車尤其是轎車上廣泛采用了液力變矩器。第2頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、液力耦合器的組成：泵輪、渦輪

發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸凸緣上裝有外殼，泵輪與外殼連接（或焊接）在一起，隨曲軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，為液力偶合器的主動(dòng)部分。與泵輪相對(duì)安裝的渦輪，與輸出軸連接在一起，為液力變矩器的從動(dòng)部分。第3頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、工作原理：液壓油就靠泵輪內(nèi)產(chǎn)生的離心力而沖向渦輪，并在泵輪與渦輪之間作循環(huán)流動(dòng)，于是就將在泵輪內(nèi)獲得的圓周運(yùn)動(dòng)的能量傳給渦輪，驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)而輸出第4頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、耦合器傳動(dòng)特點(diǎn)：如果不計(jì)液力損失，傳給泵輪的輸入轉(zhuǎn)矩與渦輪上的輸出轉(zhuǎn)矩相等液力偶合器的傳動(dòng)效率為渦輪軸上的輸出功率Pw與泵輪上的輸入功率Pb之比用η表示。

η＝Pw/Pb＝Ｍw·nw/（Ｍb·nb）因：Ｍb＝Ｍw故：η＝nw/nb=i式中:nb—泵輪轉(zhuǎn)速；

nw—渦輪轉(zhuǎn)速；

i—液力偶合器的傳動(dòng)比，即輸出軸轉(zhuǎn)速與輸入軸轉(zhuǎn)速之比。第5頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月耦合器只能傳遞扭矩，但“軟連接”給汽車帶來(lái)多方面的好處：①在沒(méi)有附加其他機(jī)械操縱裝置的情況下，能夠通過(guò)它平穩(wěn)地切斷和接通發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞，能夠很好地適應(yīng)汽車平穩(wěn)起步的要求。②“軟連接”可以通過(guò)液體為介質(zhì)，吸收傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng)，延長(zhǎng)零部件的壽命和減少噪聲

由于液力偶合器不能改變扭矩的大小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率低，故裝有此自動(dòng)變速器的車在低、高速行駛時(shí)，油耗非常大。缺點(diǎn)：第6頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2、變矩器的結(jié)構(gòu)

液力變矩器的三個(gè)基本部件：

泵輪（b)、渦輪(w)、導(dǎo)輪(d)

單向離合器作用是只允許導(dǎo)輪單向旋轉(zhuǎn)，不允許其逆轉(zhuǎn)。視頻第7頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.泵輪：泵輪與變矩器殼體連成一體，其內(nèi)部徑向裝有許多扭曲的葉片，葉片內(nèi)緣則裝有讓變速器油液平滑流過(guò)的導(dǎo)環(huán)。變矩器殼體與曲軸后端的飛輪相連接。第8頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.渦輪：渦輪上也裝有許多葉片。但渦輪葉片的扭曲方向與泵輪葉片的扭曲方向相反。渦輪中心有花鍵孔與變速器輸入軸相連。泵輪葉片與渦輪葉片相對(duì)安裝，中間有3～4mm的間隙。

第9頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.導(dǎo)輪：導(dǎo)輪位于泵輪與渦輪之間，通過(guò)單向離合器安裝在與自動(dòng)變速器殼體連接的導(dǎo)管軸上。它也是由許多扭曲葉片組成的，通常由鋁合金澆鑄而成，其目的是為了變矩器在某些工況下具有增大扭矩的功能。

第10頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

傳遞轉(zhuǎn)矩：發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)液力變矩器的主動(dòng)元件，再通過(guò)ATF傳給液力變矩器的從動(dòng)元件，最后傳給變速器。無(wú)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(wú)級(jí)變化。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)于離合器分離；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。驅(qū)動(dòng)油泵：ATF在工作的時(shí)候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。

二、變矩器作用第11頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、變矩器輸出扭矩增大的原理渦流:

從泵輪→渦輪→導(dǎo)輪→泵輪的液體流動(dòng)

環(huán)流:

液體繞軸線旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)

變矩器的液流方向是由渦流和環(huán)流合成的第12頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月增矩過(guò)程：MW=Mb+Md

變矩器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩，而且能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下，隨著渦輪的轉(zhuǎn)速(反映著汽車行駛速度)不同而改變渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值。

增矩原理：變矩器扭矩的增大值并不是一個(gè)恒定的值，扭矩增大值與汽車的速度有關(guān)第13頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

汽車起步工況

汽車起步前:nw=0,nb>0,nw<<nb(導(dǎo)輪固定)則Va（渦流）>Vb（環(huán)流）Mw=Md+Mb

渦輪轉(zhuǎn)矩Mw大于泵輪的轉(zhuǎn)矩Mb，即液力變矩器起了增大轉(zhuǎn)矩的作用當(dāng)汽車處于起步狀態(tài)，變矩器具有最大的扭矩增大值，通?？蛇_(dá)1．8－2．5倍第14頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)渦輪和泵輪轉(zhuǎn)速之比達(dá)到0．8－0．85左右時(shí)：

Md=0，Mb=Mw

汽車起步后開(kāi)始加速（起步后的中間狀態(tài)）渦輪轉(zhuǎn)速nw從零逐漸增加。速度vb的增加，沖向?qū)л喨~片的液流的絕對(duì)速度vc將隨著逐漸向上傾斜，使導(dǎo)輪上所受轉(zhuǎn)矩值逐漸減小。

第15頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

若渦輪轉(zhuǎn)速nw繼續(xù)增大，液流絕對(duì)速度vc的方向沖擊導(dǎo)輪的背面，導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩方向與泵輪轉(zhuǎn)矩方向相反

Mw=Mb-Md

即變矩器輸出轉(zhuǎn)矩反而比輸入轉(zhuǎn)矩小。

當(dāng)nw=nb，工作液在循環(huán)圓中的流動(dòng)停止，將不能傳遞動(dòng)力。

汽車高速運(yùn)行

第16頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a．當(dāng)nw=0時(shí)，nb>>nw，油液速度流向?qū)л喌恼?，Md>0，Mw=Mb+Md，可見(jiàn)Mw>Mb，起變矩作用。b．當(dāng)nw>0時(shí)，接近0.85nb轉(zhuǎn)速時(shí)，油液速度與導(dǎo)輪葉片相切，Md=0，Mw=Mb，為耦合器(液力聯(lián)軸器)。此轉(zhuǎn)速稱為“耦合工作點(diǎn)”。c．當(dāng)nw≈nb時(shí)，油液速度流向?qū)л喌谋趁?，Md

為負(fù)值，導(dǎo)輪欲隨泵輪同向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)輪對(duì)油液的反作用力沖向泵輪正面，故Mw=Mb-Md。d.當(dāng)nw=nb時(shí)，循環(huán)圓內(nèi)的液體停止流動(dòng)，停止扭矩的傳遞。故nw的增大是有限度的，它與nb的比值不可能達(dá)到1，一般小于0.9。小結(jié)

第17頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液力變矩器特性--變矩器在泵輪轉(zhuǎn)速nb和轉(zhuǎn)矩Mb不變的條件下，渦輪轉(zhuǎn)矩Mw隨其轉(zhuǎn)速nw變化的規(guī)律。

液力變矩器傳動(dòng)比i--輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速之比，即i=nw/nb≤1。0.8-0.9最佳。液力變矩器變矩系數(shù)--輸出轉(zhuǎn)矩Mw與轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)矩Mb)之比，用K表示，即K=Mw/Mb。液力變矩器特性：第18頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

為什么說(shuō)液力變矩器是一種能隨汽車行駛阻力的不同而自動(dòng)改變變矩系數(shù)的無(wú)級(jí)變速器？第19頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

變矩系數(shù)K是隨渦輪轉(zhuǎn)速的改變而連續(xù)變化的。當(dāng)汽車起步、上坡或遇到較大阻力時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷不變，車速將降低，即渦輪轉(zhuǎn)速降低。于是，變矩系數(shù)相應(yīng)增大，使驅(qū)動(dòng)輪獲得較大的轉(zhuǎn)矩，保證汽車能克服增大的阻力而繼續(xù)行駛。

為什么說(shuō)液力變矩器是一種能隨汽車行駛阻力的不同而自動(dòng)改變變矩系數(shù)的無(wú)級(jí)變速器？視頻第20頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單向離合器導(dǎo)輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱向外座圈和內(nèi)座圈形成的楔形槽的寬槽處滾動(dòng)，滾柱與外座圈（包括導(dǎo)輪）一起繞內(nèi)座圈轉(zhuǎn)動(dòng)。

導(dǎo)輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱向楔形槽窄槽處滾動(dòng)，從而阻止外座圈（包括導(dǎo)輪）的滾動(dòng)。①滾柱式單向離合器的構(gòu)造和工作原理視頻第21頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

內(nèi)座圈固定，當(dāng)外座圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔塊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，L1<L，外座圈可相對(duì)楔塊和內(nèi)座圈旋轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)外座圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔塊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，L2>L，楔塊阻止外座圈旋轉(zhuǎn)。

②楔塊式單向離合器的構(gòu)造和工作原理

第22頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、變矩器鎖止機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)速差液力損失傳動(dòng)效率低視頻第23頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

鎖止離合器的液力變矩器的主要功能是：

汽車在變工況下行駛時(shí)（如起步、經(jīng)常加減速），鎖止離合器分離，相當(dāng)于普通液力變矩器；當(dāng)汽車在穩(wěn)定工況下(達(dá)到耦合工況)行駛時(shí)，鎖止離合器接合，動(dòng)力不經(jīng)液力傳動(dòng)，直接通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)傳遞，變矩器效率為1。

第24頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月變矩器鎖止離合器的主要功能是：

在汽車低速時(shí)，利用變矩器低速扭矩增大的特性，提高汽車起步和壞路的加速性；在高速時(shí)，變矩器鎖止離合器作用，使液力偶合（“軟連接”）讓位于直接的機(jī)械傳動(dòng)（“硬連接”），提高傳動(dòng)效率，降低燃油消耗。第