鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湯寶

液力變矩器的結(jié)構(gòu)演變綜述

鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湯寶

液力變矩器是自動變速器的重要元件，本文將對液力變矩器的結(jié)構(gòu)演變及具體性能進行詳細(xì)的綜述。

耦合器；變矩器；特性曲線

引言

對于自動擋的汽車，其發(fā)動機和變速箱之間的連接是靠液力變矩器來實現(xiàn)的，液力變矩器的作用一是傳遞轉(zhuǎn)速和扭矩、二是實現(xiàn)發(fā)動機和變速箱之間的軟連接作用，類似于手動擋離合器的半聯(lián)動狀態(tài)。所以說液力變矩器是自動變速器中比較重要的連接元件。本文將對其演變過程進行詳細(xì)的綜述，以便于更好的理解其工作性能。

1 液力耦合器

液力耦合器主要由泵輪和渦輪組成，動力由泵輪輸入，渦輪輸出，以液體為介質(zhì)傳遞扭矩動力。泵輪和渦輪的轉(zhuǎn)速差越大，耦合器傳遞的扭矩越大，當(dāng)不存在轉(zhuǎn)速差時，不傳遞扭矩。其主要的參數(shù)特征為：

其中，nw為渦輪轉(zhuǎn)速，nb為泵輪轉(zhuǎn)速，Mw為渦輪扭矩，Mb為泵輪扭矩，Pw為渦輪功率，Pb為泵輪功率。

2 液力變矩器

由于耦合器只能傳遞扭矩，而不能改變扭矩，所以在耦合器泵輪和渦輪之間加上一個導(dǎo)輪，通過導(dǎo)輪反作用力Md的作用，達到改變扭矩的作用，如圖1所示。導(dǎo)輪起作用過程可以分析為：

a.渦輪轉(zhuǎn)速低時（nw=0），nb＞nw，渦輪出口處工作油沖擊導(dǎo)輪正面，Md＞0，Mw=Mb+Md，渦輪扭矩大于泵輪扭矩；

b.隨著渦輪轉(zhuǎn)速的升高（nw＞0），接近0.85nb時，渦輪出口處工作油流向與導(dǎo)輪葉片相切，Md=0，Mw=Mb（耦合點），渦輪扭矩等于泵輪扭矩；

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，Md＜0，Mw=Mb-Md，此時渦輪轉(zhuǎn)矩小于泵輪輸入轉(zhuǎn)矩；

d.當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速與泵輪轉(zhuǎn)速相等時，即nB=nw時，不再傳遞扭矩，Mw=0。

圖1 液力變矩器結(jié)構(gòu)

相比于液力耦合器，液力變矩器雖然具有變矩的作用，但是在耦合點以后的傳遞效率較低。其輸出力矩Mw、效率、變矩系數(shù)K的曲線如圖2所示。

圖2 液力變矩器的特性曲線

3 綜合式液力變矩器

為了增加耦合點之后的變矩器效率，設(shè)計了綜合式液力變矩器，就是將導(dǎo)輪通過一個單向離合器固定于殼體上，只允許導(dǎo)輪單方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達到耦合點時，導(dǎo)輪可以自由旋轉(zhuǎn)，不給渦輪作用力從而使得耦合點之后的液力變矩器變?yōu)橐毫︸詈掀?。只有一個導(dǎo)輪的綜合式液力變矩器叫做三元件綜合式液力變矩器，三元件指的是泵輪、渦輪和一個導(dǎo)輪。其特性曲線如圖3（a）所示。

三元件由變矩狀態(tài)到耦合狀態(tài)突變較大，為避免這個缺點，將導(dǎo)輪分割成兩個，組成四元件。由于兩個導(dǎo)輪自由旋轉(zhuǎn)的作用點不同，從而達到減緩?fù)蛔兊淖饔谩Ｋ脑C合式液力變矩器的特性曲線如圖3（b）所示。

圖3 綜合式液力變矩器特性曲線

由于液力變矩器靠工作油傳遞動力，存在能量損失，傳動效率低，尤其在高速比時的能量損耗更大，所以在綜合式液力變矩器的基礎(chǔ)上增加一個由工作油操縱的鎖止離合器，用來將泵輪和渦輪剛性連接在一起，減少能量損耗，提高傳動效率，并防止油液過熱。

4 結(jié)語

本文對自動變速器中液力變矩器的發(fā)展演變過程進行了詳細(xì)的綜述，包括了液力耦合器、液力變矩器、三元件綜合式液力變矩器、四元件綜合式液力變矩器和帶鎖止離合器的綜合式液力變矩器。

[1]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：機械工業(yè)出版社,2013.

[2]楊曉波.汽車自動變速器結(jié)構(gòu)與維修[M].山東：中國海洋大學(xué)出版社,2014.

湯寶，女，1990年出生，碩士，教師，助教。