課題二 變矩器

1、課題二課題二 液力變矩器液力變矩器 在早期的自動變速器中，多數(shù)采用液力偶合器，現(xiàn)代汽車上都安裝液力變矩器而不采用液力偶合器，這是因為液力偶合器只能傳遞轉矩，不能改變轉矩。液力變矩器不但能傳遞轉矩，而且能改變轉矩。所以現(xiàn)代轎車基本上不采用液力偶合器，而是采用液力變矩器。但液力變矩器是由液力偶合器改進而來的，所以，學習液力變矩器應該先了解液力偶合器。 一、液力偶合器的作用、結構一、液力偶合器的作用、結構 液力偶合器安裝在汽車發(fā)動機和機械變速裝置之間，在不考慮機械損失的情況下，輸出力矩與輸入力矩相等，它的作用是利用液體將發(fā)動機動力傳遞給變速機構。液力偶合器主要由泵輪、渦輪、外殼三部分組成，如圖: 二

2、、液力偶合器的工作原二、液力偶合器的工作原理理 液力偶合器的工作完全取決于其內部液體的流動。液力偶合器內部發(fā)生兩種液體流動：圓周流動和循環(huán)流動。這兩種不同的流動相互合成而產生的流動，取決于泵輪與渦輪之間的速度差。圓周流動與泵輪的轉動方向一致，這是由泵輪葉片的運動推動油液引起的。當轉動的油液沖擊轉速較低或靜止的渦輪葉片時，把轉動的力施加到渦輪上。循環(huán)流動指的是油液由泵輪流向渦輪，而后又流回泵輪，在泵輪和渦輪之間所形成的油流的循環(huán)運動。這種循環(huán)流動僅發(fā)生在泵輪與渦輪之間轉速不相同時。項目項目2 液力變矩器液力變矩器 當在液力偶合器泵輪和渦輪之間增加導輪后，就成為了變矩器。液力變矩器像偶合器一樣能將

3、發(fā)動機動力傳遞給變速機構，還能使發(fā)動機與變速機構之間有滑轉（即所謂的失速），從而在汽車帶檔停車時維持發(fā)動機轉動。另外變矩器還有一個重要的功能，就是能在一定條件下增大輸出轉矩。 一、液力變矩器的結構一、液力變矩器的結構 液力變矩器的結構如圖所示，由泵輪、渦輪、導輪、鎖止離合器組成。 1泵輪 泵輪與變矩器殼體連成一體，變矩器殼體用螺栓固定在飛輪上，因為飛輪與曲軸相連，所以泵輪總是和曲軸一起轉動。泵輪內部沿徑向裝有許多較平直的葉片，葉片內緣裝有讓變速器油平滑流過的導環(huán)，其結構如圖所示： 2渦輪 渦輪與變速器輸入軸連接。與泵輪一樣，渦輪上也裝有許多彎曲的葉片，方向與泵輪葉片的相反，泵輪和渦輪之間約有3

4、mm的軸向間隙，作為從動件，渦輪接收泵輪通過油液傳遞的動力后傳給變速器。如圖所示： 3導輪 導輪位于泵輪與渦輪之間，通過單向離合器安裝在固定變速器殼體的導輪軸花健上。單向離合器只允許導輪沿發(fā)動機運轉方向轉動，反方向則被固定。導輪葉片截住離開渦輪的油液，改變其方向，回到泵輪轉動方向，使渦輪輸出扭矩得到增加。如圖所示： 4鎖止離合器 鎖止離合器的結構如圖所示， 減振盤：它與渦輪連接在一起，減振盤上裝有減振彈簧，在離合器接合時，防止產生扭轉振動。 鎖止離合器：通過凸起卡在減振盤上，可在油壓的作用下軸向移動。 離合器殼：它與泵輪連接在一起，前蓋上粘有一層摩擦材料，以增加離合器接合時的摩擦力。當鎖止離合

5、器工作時，可以使液力變矩器的油液傳遞動力改為機械傳動。 鎖止離合器摩擦片、減震彈簧 二、液力變矩器工作及增矩原理二、液力變矩器工作及增矩原理 和液力偶合器一樣，液力變矩器在正常工作時，里面的油液，除有繞變矩器軸線的圓周 運動外，還有在循環(huán)圓中如箭頭所示的循環(huán)流動，故可將轉矩從泵輪傳至渦輪。不同的是，變矩器不僅能傳遞扭矩，而且能在一定條件下改變渦輪的輸出扭矩，也即所謂的“變矩”。變矩器之所以能變矩，是因為在結構上比偶合器多了一個導輪機構。為了能便于對變矩器進行討論,我們把變矩器工作輪葉片平面展開，設泵輪轉速為nB，轉矩為MB；渦輪轉速nW,，轉矩為MW；導輪轉矩為MD。并假設發(fā)動機的轉速和負荷不

6、變。為方便分析，將汽車分為起步前工況，汽車后到中速工況和汽車高速工況。 （1）汽車起步工況 在汽車起步之前在汽車起步之前，渦輪轉速nW=0，發(fā)動機通過液力變矩器的殼體帶動泵輪旋轉，并對工作液產生一個大小為MB轉矩，該轉矩即為液力變矩器的輸入轉矩。液壓油液在泵輪葉片帶動下，以一定的速度B沖向渦輪葉片，如圖所示。速度uB是泵輪的圓周速度B1和沿泵輪葉片的相對速度B2的合成速度，因此時渦輪靜止不動，液流沿渦輪葉片流出沖向導輪葉片，如圖中箭頭W所示，這即是液流質點在渦輪葉片的相對速度，也是液流質點的絕對速度，然后液流再沿固定不動的導輪葉片沿箭頭D方向回到泵輪中。液流流經導輪葉片時，因受固定不動的葉片作

7、用，使液流的方向發(fā)生變化。以工作液作為研究對象，設泵輪、渦輪和導輪對液體的作用力矩分別為MB、MW、MD，并根據液流的力矩平衡條件，可得： MW = MB + MD液力變矩器的工作原理液力變矩器的工作原理增矩過程：增矩過程：MW=MB+MD （2）在汽車起步之后到中速工況 當渦輪輸出的力矩經傳動系傳到驅動輪上所產生的驅動力足以克服汽車起步阻力矩時，汽車即起步井開始加速，因而與之相連的渦輪轉速nW。也從零逐漸增加。在渦輪轉動之后，液流在渦輪出口處不僅具有沿葉片方向的相對速度w2，而且具有沿圓周切線方向的牽連速度W1，所以，此時沖向導輪葉片的液流速度W。是上述兩者的合成速度，如圖所示。 液力變矩器

8、的工作原理液力變矩器的工作原理偶合點：偶合點：MW=MB （3） 汽車高速工況 如果渦輪轉速進一步增大，渦輪出口處液流絕對速度W方向將進一步向左傾斜，如圖所示。當渦輪轉速超過前述偶合工況的轉速時，液流便沖擊到導輪葉片的背面，此時導輪對液流反作用力矩的方向與泵輪對液流的作用力矩的方向相反，即MW= MBMD，故渦輪輸出力矩反而小于泵輪輸入力矩。當渦輪轉速增大至與泵輪轉速相等時,油液中止渦流運動，全部變?yōu)檠h(huán)運動，失去傳遞動力的能力。液力變矩器的的工作原理液力變矩器的的工作原理減矩過程：減矩過程：MT=MP-MS （導輪不轉）（導輪不轉） MT=MP(加裝單向離合器后加裝單向離合器后 ，導輪轉動，

9、導輪轉動) 從以上分析，可以行到如下三點重要的結論： 其一，液力變矩器由泵輪、渦輪、導輪等三個工作輪組成，它們是傳遞動力和改變力矩不可缺少的基本元件。 其二，液力變矩器中液體同時繞工作輪軸線作旋轉運動和軸面循環(huán)按先經泵輪后經渦輪和導輪，最后又回到泵輪的順序，進行反復循環(huán)。 其三，液力變矩器效率隨渦輪的轉速而變化： 當渦輪轉速為零時，增矩值最大。 當渦輪和泵輪的轉速差由零逐漸減小時，增矩值隨之逐漸減少。 當渦輪和泵輪的轉速差達到某一值時，液力變矩器可變?yōu)橐毫ε己掀鳎瑴u輪輸出力矩等于泵輪輸入力矩。 當渦輪和泵輪的轉速差進一步增大一定值時，此時液力變矩器的渦輪輸出力矩小于泵輪的輸入力矩。 當渦輪轉速

10、與泵輪轉速相同時，液力變矩器失去傳遞動力的功能。 三、帶鎖止離合器的液力變矩器三、帶鎖止離合器的液力變矩器 在偶合區(qū)，變矩器以接近1 1的比例輸出轉矩傳遞至變速器。但在泵輪并不是將發(fā)動機的動力100地傳遞至變速器，而是有一定的能量損失。為了消除這種能量損失，當達到一定的車速時，通過機械機構將使液油傳遞動力變?yōu)闄C械傳動。這種機構就是鎖止離合器。其結構原理如圖所示。從圖可知，鎖止離合器內有一個鎖止離合器壓盤，壓盤外圈上粘有一種摩擦材料，鎖止離合器壓盤在渦輪架上可以軸向移動，但不能相對轉動。鎖止離合器的接合和分離由變矩器中的液壓油的流向改變來決定，其工作過程如下： 1離合器分離時 當車輛低速行駛時，

11、由鎖止繼動閥控制的油 液流動方向如圖所示。加壓油液流至鎖止離合器的前端，鎖止離合器前端壓力比后端的壓力大，鎖止離合器處于分離狀態(tài)。 2離合器接合時 當車輛以中高速(約50kmh以上)行駛時，鎖止繼動閥控制的油液流動方向如圖所示，加壓油液流至鎖止離合器的后端。這時，變矩器殼體受到鎖止活塞擠壓，從而使鎖止離合器和泵輪殼一起轉動，即鎖止離合器接合。由于這時泵輪與渦輪轉速差為零，沒有渦流產生，因而油液在變矩器內產生的熱量很小，流出變矩器的油液不需要冷卻，直接流回變速器。 四、液力變矩器的失速和失速點轉速四、液力變矩器的失速和失速點轉速 液力變矩器有一個非常有用的特性，即失速。所謂失速是指渦輪因負載過大

12、而停止轉動，但泵輪仍能保持旋轉的現(xiàn)象。此時，液力變矩器只有動力輸入而沒有輸出。當車輛在變速器位于前進檔的情況下進行制動時，液力變矩器將會出現(xiàn)失速現(xiàn)象。失速點轉速是指渦輪停止轉動時液力變矩器泵輪的輸入轉速。該轉速的高低取決于以下因素：發(fā)動機的轉矩、變矩器的尺寸和導輪、泵輪葉片的角度。 五、液力變矩器的檢五、液力變矩器的檢修修 1導輪單向離合器的檢修 判斷單向離合器是否卡滯，可以用以下方法檢查： （1）用手指沿單向離合器旋轉方向旋轉導輪花鍵應暢通無阻，反方向旋轉應卡住，但本田車的單向離合器與此相反。 （2）使用專用工具檢查導輪單向離合器，如圖所示。 2鎖止離合器的檢修 鎖止離合器發(fā)生故障時會引起超

13、速擋時車速超速不明顯，或鎖止離合器振動，有噪聲，鎖止離合器打滑時又易造成液力變矩器產生高溫。液力變矩器鎖止離合器鎖不分離，造成緊急制動時發(fā)動機熄火等故障。 3液力變矩器雜音 可用踏動和放松制動踏板的辦法判斷，當輕踩制動踏板后，雜音立刻消失，放松踏板后，雜音又立刻出現(xiàn)，反復測試現(xiàn)象依舊，則可斷定鎖止離合器有故障， 造成雜音的原因有：變矩器泄油，鎖止壓力不足，噪聲是由打滑引起；鎖止離合器鎖止壓盤與變矩器殼體因變形接觸不良造成打滑，或變矩器殼體端面擺動或失去動平衡造成旋轉時共振引起噪聲，檢查變矩器殼體是否偏擺時，可先將變速器拆下，然后將干分表架固定在發(fā)動機，而表針指在變矩器殼體外端面上，轉動變矩器殼

14、體一周，觀察干分表的擺動量，擺動量若大于o.20mm時，應更換新變矩器總成。 4檢修液力變矩器注意事項 若因變速器離合器或制動器片磨損而需更換或檢修變速器時，應特別注意變矩器內殘留雜質。若不清洗干凈，總裝后雜質從變矩器內流出后有可能堵塞濾網，造成變速器再次損壞。為此應注意對舊變矩器的清洗，為清洗徹底，應在對稱方向上鉆兩個8mm的孔，用清洗劑徹底沖出內部雜質，然后再用兩塊鐵皮焊封，但千萬注意變矩器的動平衡，盡量不要破壞原有的動平衡。 將變速器總成與變矩器組合時，要注意油泵驅動軸與油泵主動輪之間的配合鍵槽應確實對齊，插靠，否則在緊固固定螺絲時，必造成變矩器或油泵的損壞。思考與練習思考與練習1、泵輪有什么作