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(dòng)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(jìn)行詳細(xì)的綜述。

耦合器；變矩器；特性曲線

引言

對于自動(dòng)擋的汽車，其發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的連接是靠液力變矩器來實(shí)現(xiàn)的，液力變矩器的作用一是傳遞轉(zhuǎn)速和扭矩、二是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的軟連接作用，類似于手動(dòng)擋離合器的半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。所以說液力變矩器是自動(dòng)變速器中比較重要的連接元件。本文將對其演變過程進(jìn)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(dòng)力由泵輪輸入，渦輪輸出，以液體為介質(zhì)傳遞扭矩動(dòng)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(shí)，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(gè)導(dǎo)輪，通過導(dǎo)輪反作用力Md的作用，達(dá)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(shí)（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(shí)，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(diǎn)），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(shí)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(shí)，即nB=nw時(shí)，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(diǎn)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(diǎn)之后的變矩器效率，設(shè)計(jì)了綜合式液力變矩器，就是將導(dǎo)輪通過一個(gè)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(dá)到耦合點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)輪可以自由旋轉(zhuǎn)，不給渦輪作用力從而使得耦合點(diǎn)之后的液力變矩器變?yōu)橐毫︸詈掀?。只有一個(gè)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(gè)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(gè)缺點(diǎn)，將導(dǎo)輪分割成兩個(gè)，組成四元件。由于兩個(gè)導(dǎo)輪自由旋轉(zhuǎn)的作用點(diǎn)不同，從而達(dá)到減緩?fù)蛔兊淖饔?。四元件綜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(dòng)力，存在能量損失，傳動(dòng)效率低，尤其在高速比時(shí)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(gè)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(dòng)效率，并防止油液過熱。

4 結(jié)語

本文對自動(dòng)變速器中液力變矩器的發(fā)展演變過程進(jìn)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(jī)械工業(yè)出版社,2013.

[2]楊曉波.汽車自動(dòng)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。