自動變速器-液力變矩器

1、1一、耦合器一、耦合器兩個相互間沒有剛性連接的葉輪，同樣可以進(jìn)行能量的傳遞第二節(jié)第二節(jié) 液力變矩器液力變矩器2 汽車上所采用的液力傳動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)流動過程中液流動能的變化來傳遞動力的，即動液傳動，俗稱液力傳動。 現(xiàn)代的汽車尤其是轎車上廣泛采用了液力變矩器。31、液力耦合器的組成：、液力耦合器的組成：泵輪、渦輪泵輪、渦輪 發(fā)動機(jī)曲軸凸緣上裝有外殼，泵輪泵輪與外殼連接（或焊接）在一起，隨曲軸一起轉(zhuǎn)動，為液力偶合器的主動部分。與泵輪相對安裝的渦輪渦輪，與輸出軸連接在一起，為液力變矩器的從動部分。42、工作原理：、工作原理： 液壓油就靠泵輪內(nèi)產(chǎn)生的離心力離心力而

2、沖向渦輪，并在泵輪與渦輪之間作循環(huán)流動，于是就將在泵輪內(nèi)獲得的圓周運動的能量傳給渦輪，驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)而輸出5 3、耦合器傳動特點：、耦合器傳動特點：如果不計液力損失，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之比用表示。 Pw/Pbwnw /（bnb） 因：bw 故：nw / nb=i 式中: nb泵輪轉(zhuǎn)速； nw渦輪轉(zhuǎn)速； i液力偶合器的傳動比，即輸出軸轉(zhuǎn)速與輸入軸轉(zhuǎn)速之比。6耦合器只能傳遞扭矩，但“軟連接”給汽車帶來多方面的好處： 在沒有附加其他機(jī)械操縱裝置的情況下，能夠通過它平穩(wěn)地切斷和接通發(fā)動機(jī)和驅(qū)動輪之間的動力傳遞，能夠

3、很好地適應(yīng)汽車平穩(wěn)起步的要求。“軟連接”可以通過液體為介質(zhì)，吸收傳動系統(tǒng)的沖擊和振動，延長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，故裝有此自動變速器的車在低、高速行駛時，油耗非常大。缺點：缺點：7 2 2、變矩器的結(jié)構(gòu)、變矩器的結(jié)構(gòu) 液力變矩器的三個基本部件： 泵輪（泵輪（b)b)、渦輪、渦輪(w)(w)、導(dǎo)輪、導(dǎo)輪(d) (d) 單向離合器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)。視頻視頻81.泵輪：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的導(dǎo)環(huán)。變矩器殼體與曲軸后端的飛輪相連接。 9

4、2.渦輪：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安裝，中間有34 mm的間隙。103.導(dǎo)輪：導(dǎo)輪：導(dǎo)輪位于泵輪與渦輪之間，通過單向離合器安裝在與自動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。11 傳遞轉(zhuǎn)矩：傳遞轉(zhuǎn)矩：發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過液力變矩器的主動元件，再通過ATF傳給液力變矩器的從動元件，最后傳給變速器。 無級變速：無級變速：根據(jù)工況的不同，液力變矩器可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的無級變化。 自動離合自動離合：液力

5、變矩器由于采用ATF傳遞動力，當(dāng)踩下制動踏板時，發(fā)動機(jī)也不會熄火，此時相當(dāng)于離合器分離；當(dāng)抬起制動踏板時，汽車可以起步，此時相當(dāng)于離合器接合。 驅(qū)動油泵：驅(qū)動油泵：ATF在工作的時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)動的。 二、變矩器作用二、變矩器作用12三、變矩器輸出扭矩增大的原理三、變矩器輸出扭矩增大的原理渦流渦流: 從泵輪渦輪導(dǎo)輪泵輪的液體流動 環(huán)流環(huán)流: 液體繞軸線旋轉(zhuǎn)的流動 變矩器的液流方向是由渦流和環(huán)流合成的變矩器的液流方向是由渦流和環(huán)流合成的13增矩過程：增矩過程：M MW W=M=Mb b+M+Md d 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

6、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)矩數(shù)值。 增矩原理：增矩原理： 變矩器扭矩的增大值并不是一個恒定的值，扭矩增大值與汽車的速度有關(guān) 14 汽車起步工況汽車起步工況 u 汽車起步前汽車起步前: :nw=0,nb0,nwVb（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，通常可達(dá)1825倍15 當(dāng)當(dāng)渦輪和泵輪轉(zhuǎn)速之比達(dá)到08085左右時： Md=0， Mb=Mw u 汽車起步后開始加速汽車起步后開始加速 （起步后的中間狀態(tài)）（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，

7、沖向?qū)л喨~片的液流的絕對速度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。 16 若渦輪轉(zhuǎn)速nw繼續(xù)增大，液流絕對速度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-MdMw=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)圓中的流動停止，將不能傳遞動力。 u 汽車高速運行汽車高速運行 17a當(dāng)nw=0時，nbnw，油液速度流向?qū)л喌恼?，Md0，Mw=Mb+Md，可見MwMb，起變矩作用。 b當(dāng)nw0時，接近0.85nb轉(zhuǎn)速時，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”。 c當(dāng)nwn

8、b時，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)輪對油液的反作用力沖向泵輪正面，故Mw=Mb-Md。 d. 當(dāng)nw=nb時，循環(huán)圓內(nèi)的液體停止流動，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)小結(jié) 18液力變矩器特性液力變矩器特性-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。 液力變矩器傳動比液力變矩器傳動比i-輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速之比，即i=nw/nb1。0.8-0.9最佳。 液力變矩器變矩系數(shù)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：

9、液力變矩器特性：19 為什么說液力變矩器是一種能隨汽車行駛阻力的不同而自動改變變矩系數(shù)的無級變速器？ 20 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，如果發(fā)動機(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。 為什么說液力變矩器是一種能隨汽車行駛阻力的不同而自動改變變矩系數(shù)的無級變速器？ 視頻視頻21 單向離合器單向離合器 導(dǎo)輪逆時針旋轉(zhuǎn)時，滾柱向外座圈和內(nèi)座圈形成的楔形槽的寬槽處滾動，滾柱與外座圈（包括導(dǎo)輪）一起繞內(nèi)座圈轉(zhuǎn)動。 導(dǎo)輪順時針旋轉(zhuǎn)時，滾柱向楔形槽窄槽處滾動，從而阻止

10、外座圈（包括導(dǎo)輪）的滾動。 滾柱式單向離合器的構(gòu)造和工作原理視頻視頻22 內(nèi)座圈固定，當(dāng)外座圈順時針旋轉(zhuǎn)時，楔塊順時針旋轉(zhuǎn)，L1L，楔塊阻止外座圈旋轉(zhuǎn)。 楔塊式單向離合器的構(gòu)造和工作原理233 3、變矩器鎖止機(jī)構(gòu)、變矩器鎖止機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)速差轉(zhuǎn)速差 液力損失液力損失傳動效傳動效率低率低視頻視頻24 鎖止離合器的液力變矩器的主要功能是：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（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，鎖止離合器接合，動力不經(jīng)液力傳動，直接通過機(jī)械傳動傳遞，變矩器效率為1。 25變矩器鎖止離合器的主要功能是： 在汽車低速時，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，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（