液力變矩器的組成和功用教學(xué)文稿

1、液力變矩器的組成和功用液力變矩器的導(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，他們的差別就在有無導(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)達(dá)到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

2、環(huán)流動(dòng)。泵輪油液沖擊渦輪的力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=FFD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

3、器接合。（4）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。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，且能防止傳動(dòng)系過載。.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，則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

4、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)（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L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

5、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，因?yàn)閷?dǎo)輪上裝有單向離合器， 它可以防止導(dǎo)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)輪的葉片形狀使得AIF的流向改變?yōu)轫槙r(shí)針方向流回泵輪，即與泵輪的旋

6、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)速的不斷提高，從渦輪回流的AIF油會(huì)按順時(shí)針方向沖擊導(dǎo)輪。若導(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)速達(dá)到泵 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，

7、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4-9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B。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的放大，在兩臺(tái)電扇的背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的背面流回，這會(huì)加 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ATF。液力變矩器的液流如圖4 J0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,無級(jí)變速?gòu)纳厦娴姆治鑫覀?/p>

8、可以得出這樣的結(jié)論：隨著渦輪轉(zhuǎn)速的逐漸提高，渦輪輸出的轉(zhuǎn) 矩要逐漸下降，而且這種變化是連續(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)荷的增加鎖止離合器鎖止離合器簡(jiǎn)稱TCC 5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，提高了傳動(dòng)效率，提高汽車在正常行駛時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性，并防止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

9、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4-12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4- 12a）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

10、示由于短徑長(zhǎng)度小于圖4-12楔塊式單向離合器a）不可轉(zhuǎn)動(dòng)b）可以轉(zhuǎn)動(dòng)小楔塊結(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，若外圈試圖相對(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，則單向離合器出現(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，目的是提高液力變扭器的