液力變矩器的結(jié)構(gòu)原理

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1、第二章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)原理 主要內(nèi)容： 液力耦合器和液力變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理； 典型液力變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理。 2.1 液力耦合器和液力變矩器 液力耦合器的基本原理 液力耦合器的基本結(jié)構(gòu) 液力耦合器的工作過(guò)程 液力耦合器的工作特性 本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容： 一、液力耦合器的基本原理： 1、液力耦合器的基本原理： 2、液力耦合器的結(jié)構(gòu)： 由兩個(gè)基本元件組成：泵輪和渦輪。 泵輪 外殼 導(dǎo)輪 工作液 3、液力耦合器的工作過(guò)程： 發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，泵 輪轉(zhuǎn)動(dòng)把發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換 成自動(dòng)變速器油的液體動(dòng)能。 當(dāng)自動(dòng)變速器油高速進(jìn)入渦輪 時(shí)，推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，就又把自 動(dòng)變速器油的液體動(dòng)能轉(zhuǎn)換成 機(jī)械能，由變速

2、器輸入軸輸出 。 自動(dòng)變速器油的流動(dòng)形成兩種運(yùn)動(dòng)形式：渦流和環(huán)流，這 兩種運(yùn)動(dòng)最后以螺旋狀旋轉(zhuǎn)流動(dòng)方式來(lái)傳遞動(dòng)力。 4、液力耦合器的工作特性： 液力耦合器的傳動(dòng)效率與轉(zhuǎn)速差關(guān)系。 （ 1） 轉(zhuǎn)速差： 為了能形成沿循環(huán)圓的環(huán)流運(yùn)動(dòng)，泵輪和渦輪之間 必須存在轉(zhuǎn)速差，即 nB nW，轉(zhuǎn)速差越大，泵輪外緣處與渦輪外緣處 能量差也越大，工作油液傳遞的動(dòng)力也越大。若泵輪與渦輪兩者轉(zhuǎn)速 相等，泵輪外緣處與渦輪外緣處的能量差消失，循環(huán)圓內(nèi)油液的循環(huán) 流即停止，液力耦合器就不再有傳遞動(dòng)力的作用。 （ 2） 傳動(dòng)效率： 泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差越大，傳動(dòng)效率越低；反之則傳動(dòng)效率高。 汽車(chē)起步后，隨渦輪轉(zhuǎn)速的增加，其傳動(dòng)

3、效率提高，轉(zhuǎn)矩減小。 B W n n 二、液力變矩器： 1、基本結(jié)構(gòu)： 有 3個(gè)工作輪，即泵輪、渦輪和導(dǎo)輪。 液力變矩器的結(jié)構(gòu) 泵輪 泵輪為主動(dòng)件，與液力變矩器殼體相連，殼體與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸后端的 驅(qū)動(dòng)盤(pán)相連。 渦輪 渦輪為從動(dòng)件，中心有花鍵孔，與變速器花鍵軸相連，一般渦輪葉 片的數(shù)量少于泵輪，可以防止因泵輪與渦輪振動(dòng)的頻率相同而產(chǎn)生共振。 導(dǎo)輪 位于泵輪與渦輪之間，固定在與自動(dòng)變速器殼體連接的軸上，可改 變液流方向，是變矩器的反作用力零件，與泵輪和渦輪之間沒(méi)有機(jī)械連 接。 2、工作原理： 動(dòng)力傳遞：發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，工作液在泵輪的帶動(dòng)下以一定 速度沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)，再沿渦輪葉片沖向?qū)л?/p>

4、， 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)。 渦輪 導(dǎo)輪 泵輪 轉(zhuǎn)矩放大：在泵輪與渦輪轉(zhuǎn)速差較大的情況下，從渦輪流出的液 流沖擊導(dǎo)輪正面， 由于導(dǎo)輪固定不動(dòng)，液流對(duì)渦輪產(chǎn)生反作用力，所以 此時(shí)液流對(duì)渦輪的沖擊力矩大于泵輪的輸入力矩。液力變矩器的轉(zhuǎn)矩放 大倍數(shù)一般為 2.2左右。 3、工作過(guò)程： 起步時(shí)：發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，工作液在泵輪的帶動(dòng)下以一定速 度沖擊渦輪葉片，再沿渦輪葉片沖向?qū)л啠捎趯?dǎo)輪固定不動(dòng)，液流對(duì) 渦輪產(chǎn)生反作用力，所以此時(shí)液流對(duì)渦輪的沖擊力矩大于泵輪的輸入力 矩。 起步后： 隨著渦輪轉(zhuǎn)速的增加，沿著渦輪葉片沖向?qū)л喨~片的液流的方向 逐漸改變，液流對(duì)渦輪的反作用力逐

5、漸減小。 渦輪達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，液流方向與導(dǎo)輪葉片平行，導(dǎo)輪不起作用， 此時(shí)為耦合工況。 渦輪轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增大，液流沖擊導(dǎo)輪葉片背面，使渦輪輸出力矩 小于泵輪輸入力矩。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速增大至與泵輪轉(zhuǎn)速相等時(shí)，工作液循環(huán)停止，失去傳 遞動(dòng)力的能力。 總結(jié)： 可以把液力變矩器的工作過(guò)程概括為 三 個(gè)工況 ：增 矩 、耦 合 和減矩 。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速 低 時(shí)，液力變矩器實(shí)現(xiàn)增矩；當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速達(dá)到 一定值 時(shí)，液 力變矩器實(shí)現(xiàn) 耦 合傳動(dòng)，即輸出 （ 渦輪 ） 轉(zhuǎn)矩等于輸入（泵輪）轉(zhuǎn)矩 ； 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速高時(shí)，液力變矩器減矩傳動(dòng)， 即輸出 （ 渦輪 ） 轉(zhuǎn)矩 小 于輸入 （泵輪）轉(zhuǎn)矩 。 2.2液力變矩器的工作特性

6、一、液力變矩器的特性參數(shù)： 1、轉(zhuǎn)速比 iWB： nW 渦輪轉(zhuǎn)速 nB 泵輪轉(zhuǎn)速 2、變矩系數(shù) K： MW 渦輪轉(zhuǎn)矩 MB 泵輪轉(zhuǎn)矩 B W n ni B W M MK 3、效率 ： 4、穿透性： 變矩器和發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作時(shí)，在油門(mén)開(kāi)度不夠的情況下，變矩器渦 輪軸上的載荷變化對(duì)泵輪軸力矩和轉(zhuǎn)速影響的性能。 渦輪轉(zhuǎn)速變化，泵輪轉(zhuǎn)矩保持不變，稱(chēng)為非穿透性。 泵輪轉(zhuǎn)矩隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而減小，稱(chēng)為正穿透性。 泵輪轉(zhuǎn)矩隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而增大，稱(chēng)為反穿透性。 泵輪轉(zhuǎn)矩開(kāi)始隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而增大，隨后隨渦輪轉(zhuǎn)速增大而減 小，稱(chēng)為混合穿透性。 WB BB WW B W Ki nM nM N N 1、外特性及外特性曲線(xiàn)

7、： 外特性是指泵輪轉(zhuǎn)速不變時(shí)，液力元件外特性參數(shù)與渦輪轉(zhuǎn)速的關(guān) 系。 渦輪轉(zhuǎn)矩大于等于汽車(chē)行駛阻力矩，當(dāng)行駛阻力矩增大，則渦輪轉(zhuǎn) 速減小，而渦輪輸出轉(zhuǎn)矩增大。 當(dāng)行駛阻力減小，則渦輪轉(zhuǎn)速增大，渦輪輸出轉(zhuǎn)矩減小。 2、原始特性曲線(xiàn)： 泵輪轉(zhuǎn)速不變時(shí)，變矩系數(shù) K和效率 隨轉(zhuǎn)速比 iWB變化的規(guī)律曲線(xiàn)。 當(dāng)轉(zhuǎn)速比等于 0時(shí)，變矩系數(shù)等于達(dá)到最大值，傳動(dòng)效率為 0，當(dāng)轉(zhuǎn) 速比等于 1時(shí)，變矩系數(shù)和傳動(dòng)效率都為 0。 二、特性曲線(xiàn)： 主要內(nèi)容： 典型液力變矩器的結(jié)構(gòu)； 帶單向離合器的導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)； 鎖上離合器的結(jié)構(gòu)與工作原理。 2.2 典型液力變矩器 由泵輪、渦輪、導(dǎo)輪、單向離合器和鎖止離合器組成。

8、 一、結(jié)構(gòu)： 渦輪 泵輪 導(dǎo)輪 單向離合器 渦輪輪轂 輸出軸 起動(dòng)齒圈 伺服油缸 導(dǎo)向銷(xiāo) 曲軸凸緣 油道 活塞 從動(dòng)盤(pán) 傳力盤(pán) 鍵 1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：導(dǎo)輪不是 完全固定不動(dòng)，而是通過(guò)單向離合器支承 在導(dǎo)輪固定套上，單向離合器可使導(dǎo)輪單方向運(yùn)轉(zhuǎn)。 二、帶單向離合器的導(dǎo)輪 疊片彈簧 外圈 滾柱 內(nèi)圈 2、單向離合器的作用：具有單向接合的作用。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速較低時(shí)， 從渦輪流出的液流沖擊導(dǎo)輪正面，單向離合器處于接合狀態(tài)，導(dǎo)輪固定 不動(dòng)，對(duì)渦輪起增矩作用。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速升高到一定值時(shí)，從渦輪流出的 液流沖擊導(dǎo)輪背面，單向離合器處于分離狀態(tài)，導(dǎo)輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，消除了 導(dǎo)輪對(duì)渦輪的減矩作用。 3、結(jié)論：帶單向離合器的液力變矩器具有“變矩”和“耦合”兩種 工況，稱(chēng)為綜合式液力變矩器 三、鎖止離合器： 1、作用：當(dāng)汽車(chē)以中、高速行駛時(shí)，將渦輪與泵輪鎖止成一體，使 傳動(dòng)效率提高。 2、結(jié)構(gòu)：由活塞、扭轉(zhuǎn)減振器和摩擦材料組成。 活塞 殼體 渦輪輪轂 扭轉(zhuǎn)減振器 鎖止?fàn)顟B(tài) 分離狀態(tài) 扭轉(zhuǎn)減振器 活塞 殼體 渦輪 輪轂 3、工作原理：當(dāng)車(chē)速較低時(shí)，液壓油從右側(cè)油道進(jìn)入變矩器，活 塞兩端油壓相同，鎖止離合器處于分離狀態(tài)；當(dāng)汽車(chē)在良好的路面上行 駛時(shí)，且車(chē)速與節(jié)氣門(mén)開(kāi)度符合一定要求時(shí)，液壓油從左側(cè)油道流入， 活塞左側(cè)油腔通右側(cè)油道，活塞左側(cè)油壓小于右側(cè)油壓，被壓緊在殼體 上。