變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理

變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理1耦合器兩個(gè)相互間沒(méi)有剛性連接的葉輪，同樣可以進(jìn)行能量的傳遞耦合器兩個(gè)相互間沒(méi)有剛性連接的葉輪，同樣可以進(jìn)行能量的傳遞2發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸凸緣上裝有外殼，泵輪及外殼連接（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。及泵輪相對(duì)安裝的渦輪，及輸出軸連接在一起，為液力變矩器的從動(dòng)部分。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，泵輪及外殼連接（或焊接）在一起，隨3變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理4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，并在泵輪及渦輪之間作循環(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，并在泵輪及5（1）“渦流”的產(chǎn)生當(dāng)泵輪隨飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于離心力的作用，液體沿泵輪葉片間的通道向外緣流動(dòng)，外緣油壓高于內(nèi)緣油壓，油液從泵輪外緣沖向渦輪外緣，又從渦輪內(nèi)緣流入泵輪內(nèi)緣，可見(jiàn)在軸向斷面（循環(huán)圓）內(nèi)，液體流動(dòng)形成循環(huán)流，稱為“渦流”。（1）“渦流”的產(chǎn)生6（2）環(huán)流的產(chǎn)生因渦流的產(chǎn)生，液體沖向渦輪使兩輪間產(chǎn)生牽連運(yùn)動(dòng)，渦輪產(chǎn)生繞軸旋轉(zhuǎn)的扭矩?？梢?jiàn)，循環(huán)圓內(nèi)的液體繞軸旋轉(zhuǎn)形成“環(huán)流”。上述兩種油流的合成，形成一條首尾相接的螺旋流。只有當(dāng)渦輪的扭矩大于汽車的行駛阻力矩時(shí)，汽車才能行駛。（2）環(huán)流的產(chǎn)生7（3）油液流動(dòng)（螺旋形路線）（3）油液流動(dòng)（螺旋形路線）8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)矩及渦輪上的輸出轉(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Pt及泵輪上的輸入功率Pp之比用η表示。η＝Pt/Pp＝Ｍt·nt/（Ｍp·np）因：Ｍp＝Ｍt故：η＝nt/np=i式中:np—泵輪轉(zhuǎn)速；nt—渦輪轉(zhuǎn)速；i—液力偶合器的傳動(dòng)比，即輸出軸轉(zhuǎn)速及輸入軸轉(zhuǎn)速之比耦合器傳動(dòng)特點(diǎn)：如果不計(jì)液力損失，傳給泵輪的輸入轉(zhuǎn)矩及渦輪上9液力耦合器優(yōu)缺點(diǎn)：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)：液力耦合器優(yōu)缺點(diǎn)：耦合器只能傳遞扭矩，但“軟連接”給汽車帶來(lái)10第二節(jié)液力變矩器1.結(jié)構(gòu)由泵輪、渦輪、導(dǎo)輪組成及變矩器的區(qū)別和偶合器相比，變矩器在結(jié)構(gòu)上多了導(dǎo)輪（stator）導(dǎo)輪通過(guò)導(dǎo)輪座固定于變速器殼體上第二節(jié)液力變矩器1.結(jié)構(gòu)11變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理12液力變矩器的實(shí)物圖液力變矩器的實(shí)物圖131.泵輪：泵輪及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)。變矩器殼體及曲軸后端的飛輪相連接。1.泵輪：泵輪及變矩器殼體連成一體，其內(nèi)部徑向裝有許多扭曲的142.渦輪：渦輪上也裝有許多葉片。但渦輪葉片的扭曲方向及泵輪葉片的扭曲方向相反。渦輪中心有花鍵孔及變速器輸入軸相連。泵輪葉片及渦輪葉片相對(duì)安裝，中間有3～4mm的間隙。

2.渦輪：渦輪上也裝有許多葉片。但渦輪葉片的扭曲方向及泵輪葉153.導(dǎo)輪：導(dǎo)輪位于泵輪及渦輪之間，通過(guò)單向離合器安裝在及自動(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。3.導(dǎo)輪：導(dǎo)輪位于泵輪及渦輪之間，通過(guò)單向離合器安裝在及自動(dòng)16導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)17各工作輪用鋁合金精密制造，或用鋼板沖壓焊接而成；泵輪：及液力變矩器殼連成一體，用螺栓固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸后端的凸緣或飛輪上，殼體做成兩半，裝配后焊成一體(有的用螺栓連接)；使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能液體能量渦輪：通過(guò)從動(dòng)軸及變速器的其他部件相連；將液體能量渦輪軸上機(jī)械能導(dǎo)輪：則通過(guò)導(dǎo)輪座及變速器的殼體相連，所有工作輪在裝配后，形成斷面為循環(huán)圓的環(huán)狀體。通過(guò)改變工作油的方向而起變矩作用各工作輪用鋁合金精密制造，或用鋼板沖壓焊接而成；182.工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)液力變矩器的殼體和泵輪一同旋轉(zhuǎn)，泵輪內(nèi)的工作油在離心力的作用下，由泵輪葉片外緣沖向渦輪，并沿渦輪葉片流向?qū)л啠俳?jīng)導(dǎo)輪葉片流回泵輪葉片內(nèi)緣，形成循環(huán)的工作油。在液體循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)輪給渦輪一個(gè)反作用力矩，從而使渦輪輸出力矩不同于泵輪輸入力矩，具有“變矩”功能。導(dǎo)輪的作用：改變渦輪的輸出力矩。2.工作原理19變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理20泵輪渦輪導(dǎo)輪泵輪渦輪導(dǎo)輪21渦流、環(huán)流、循環(huán)圓渦流、環(huán)流、循環(huán)圓222.工作原理2.工作原理23受力分析受力分析24變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理25受力分析受力分析26二、液力變矩器3.輸出轉(zhuǎn)矩——隨著渦輪轉(zhuǎn)速的變化而變化。a.渦輪轉(zhuǎn)速低時(shí)（nw=0），nB>nw，液體流向?qū)л喺妫瑴u輪轉(zhuǎn)矩大于泵輪轉(zhuǎn)矩，MD>0，MW=MB+MD，b.隨著渦輪轉(zhuǎn)速的升高（nw>0），接近0.85nB時(shí)，渦輪出口處工作油流向及導(dǎo)輪葉片相切，渦輪轉(zhuǎn)矩等于泵輪轉(zhuǎn)矩，MD=0，Mw=MB（耦合點(diǎn)）c.渦輪轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，渦輪出口處工作油沖擊導(dǎo)輪葉片背面，此時(shí)渦輪轉(zhuǎn)矩小于泵輪輸入轉(zhuǎn)矩，MD<0，Mw=MB-MDd.當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速及泵輪轉(zhuǎn)速（nB=nw）時(shí)，不再傳遞扭矩，Mw=0二、液力變矩器3.輸出轉(zhuǎn)矩——隨著渦輪轉(zhuǎn)速的變化而變化。27第三節(jié)綜合液力變矩器組成：泵輪、渦輪、導(dǎo)輪。第三節(jié)綜合液力變矩器組成：28不同之處：導(dǎo)輪通過(guò)單向離合器（one-wayoverrunningclutch）固定于變速器殼體上只允許導(dǎo)輪單方向旋轉(zhuǎn)不同之處：29液力變矩器的實(shí)物圖液力變矩器的實(shí)物圖30單向離合器單向離合器31常見(jiàn)形式：（1）滾柱斜槽式（液力變矩器常用）（2）楔塊式（行星齒輪變速器常用）楔塊式滾柱斜槽式常見(jiàn)形式：楔塊式滾柱斜槽式32（1）滾柱斜槽式單向離合器（1）滾柱斜槽式單向離合器33（2）楔塊式單向離合器（2）楔塊式單向離合器34變矩器作用傳遞轉(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。變矩器作用傳遞轉(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35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)變矩器輸出扭矩增大的原理

渦流:從泵輪→渦輪→導(dǎo)輪→泵輪36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)值增矩過(guò)程：MW=Mb+Md變矩器扭矩的增大值并不是一個(gè)恒定的值，扭矩增大值及汽車的速度有關(guān)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37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倍汽車起步工況汽車起步前:當(dāng)汽車處于起步狀態(tài)，變矩器具有最38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。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39汽車高速運(yùn)行若渦輪轉(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)矩方向及泵輪轉(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)行若渦輪轉(zhuǎn)速nw繼續(xù)增大，液流絕對(duì)速度vc的方40a．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)，油液速度及導(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，它及nb的比值不可能達(dá)到1，一般小于0.9。a．當(dāng)nw=0時(shí)，nb>>nw，油液速度流向?qū)л喌恼?，Md41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)速及輸入轉(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及轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)矩Mb)之比，用K表示，即K=Mw/Mb。液力變矩器特性：液力變矩器特性：42第四節(jié)帶鎖止離合器的液力變矩器鎖止離合器摩擦片、減震彈簧第四節(jié)帶鎖止離合器的液力變矩器鎖止離合器摩擦片、減震彈簧43減振盤(pán)：它及渦輪連接在一起，減振盤(pán)上裝有減振彈簧，在離合器接合時(shí)，可防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。

鎖止離合器壓盤(pán)：通過(guò)凸起卡在減振盤(pán)上，可在油壓的作用下軸向移動(dòng)。

離合器殼：它及泵輪連接在一起，前蓋上粘有一層摩擦材料，以增加離合器接合時(shí)的摩擦力。減振盤(pán)：它及渦輪連接在一起，減振盤(pán)上裝有減振彈簧，在離合器接44變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理45變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理46工作原理工作原理47工作原理工作原理48變矩器結(jié)構(gòu)與工作原理49工作原理當(dāng)鎖止離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，仍具有變矩和偶合兩種工作情況；當(dāng)鎖止離合器處于接合狀態(tài)時(shí)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率經(jīng)輸入軸、液力變矩器殼體和鎖止離合器直接傳至渦輪輸出軸，液力變矩器不起作用，這種工況稱為鎖止工況。既利用了液力變矩器在渦輪轉(zhuǎn)速較低時(shí)具有的增扭特性，又利用了液力偶合器在渦輪轉(zhuǎn)速較高時(shí)所具有的高傳動(dòng)效率的特性。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