汽车自动变速箱液力变扭器培训课件(PPT39页)

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A.在汽车起步之前
MW MB MD 0 由于涡于涡轮对液压油作用扭用MW M' W, M 'W MB MD 由此可知，液力变扭器的输出扭矩 在数值上等于输入扭矩与导轮对液 压油的反作用扭矩之和。 液力变扭器的最大输出扭矩可达 输出扭矩的2.6倍左右。
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B.在汽车起步之后
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一、液力耦合器
1.结构 泵轮:主动元件,刚性连接在外壳上，与曲轴一起旋转。 涡轮:从动元件,连接在从动轴上。 循环圆：泵轮与涡轮装合后，其通过输入轴或者输出轴的断面 为环形。 2.原理 工作液体在离心力
的作用下，外端的动能 高于内端的动能；因此 工作液在绕轴线作圆周 运动的同时，沿工作轮 叶片由内部向外部流动。 其速度取决于曲轴的速 度和工作轮的半径。
第二章 液力变扭器
变扭器是自动变速器不可缺少的重要部分，它装在 发动机的飞轮上，其作用是将发动机的动力传递给自 动变速器中的齿轮变速机构，并具有一定的变速功能。 变扭器是在耦合器的基础上发展而来的，耦合器只是 起到一种传递扭矩的“耦合”作用，变扭器则不但能 传递扭矩并能改变传递扭矩的大小，即具有“变扭矩” 的功能。现代汽车采用的变扭器多为综合式液力变扭 器，综合利用了液力耦合器和液力变矩器的特点，不 但可以“变扭矩”，也可“耦合”，甚至具有“锁定” 功能，是输出效率几乎达到100%。
（3）液力变扭器的传动效率随涡轮转速的变化而变 化。
1）当nW=0时，增扭矩最大，M’W=MB+MD 。 2）当nW逐渐增大时，M’W则逐渐减少。 3）当nW达到一定值时，MD=0，则M’W=MB，此时液力变 扭器转化为液力耦合器。 4）当nW进一步增大时，涡轮出口处液流冲击导轮叶片的 背面， M’W=MB-MD，液力变扭器输出扭矩小于输入扭矩。 5）当nW= nB时，MB=0，液力变扭器失去传递动力的功 能。
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从能量转化角度看，耦合器就是实现
机械能→液能→机械能 即当油液从泵轮叶片内缘冲向外缘时，实现 了将发动机的机械能转化成工作油液的能量；当 油液冲击涡轮叶片并使涡轮旋转时，涡轮就实现 将液体的能量转换为涡轮输出轴上的机械能。
泵轮和涡轮封闭在一个整体内，它的过程是：
泵轮内缘→泵轮外缘→涡轮外缘→涡轮内缘→ 泵轮内缘 液体做循环运动是耦合器传递动力的必要条件。
参照前图知，汽车起步后与驱动轮相连接的涡轮开 始转动，转速随汽车的加速不断增加，液力变矩器 的增扭作用随之减少。并且车速愈高，涡轮转速愈 大，冲向导轮的液压油方向与导轮叶片的夹角愈小， 液力变扭器的增扭作用也愈小；反之，车速愈低， 液力变扭器的增扭作用就愈大。说明液力变扭器增 扭值随涡轮转速的提高而减少。因此，与液力耦合 器相比，液力变矩器在汽车低速行驶有较大的输出 扭矩，在汽车起步、上坡或遇到较大阻力时，能使 驱动轮获得较大的驱动力矩。
通过以上讨论得出如下三点重要结论：
（1）液力变扭器由泵轮、涡轮和导轮三个工作轮组 成，他们是能量转换、传递动力和改变扭矩必不可 少的基本元件。其中： 泵轮-将机械能转换为液体能量； 涡轮-将液体能量转换为涡轮轴上的机械能； 导轮-通过改变液流的方向而起变扭作用。
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（2）与液力耦合器一样，液体的循环运动是液力变 扭器传递动力的必要条件。
若涡轮转速进一步增大，冲向导轮的液压油绝对速度 的方向继续向前斜，使液压油冲击在导论叶片的背面，
导轮对液压油的反作用力矩的方向相反，涡轮输出的
扭矩
M 'W MB MD
液力变扭器输出扭矩反而小于输入扭矩，其传动效率
也随之减少。
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D.涡轮转速与泵轮转速相同时
当涡轮转速增大至与泵轮转速相同时，液压油 将停止做循环流动，涡轮所传递的扭矩为0，液 力变扭器将失去传递动力的能力。
传动效率（ ） M W nW
nB
M B nB
传动效率（
）
涡轮转速（ nW 泵轮转速（ n B
) )

传动比（ i)
式中：M B — 泵轮的输入扭矩；
M W — 涡轮的输出扭矩；
nB、nW — 泵轮、涡轮的转速
i — 液力耦合器的传动比
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由上述推导知，液力耦合器的传动效率等于涡 轮转速与泵轮转速之比。
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当涡轮转速随车速的加快而增大至某一数 值时，冲向导轮的液压油的液流绝对速度 UW的方向与导轮叶片之间的夹角为0，此 时导轮不再受液压油的冲击作用，即vD=0， 可知M’W=MB,即液力变扭器失去增扭作用， 输出扭矩等于输入扭矩。这种情况下，液 力变扭器相当于耦合器，进入耦合状态。
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C.涡轮转速进一步增大
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3.特性
1）耦合器的传动原理 发动机的动能通过泵轮传给液压油，液压油在
循环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。液 压油在流动过程中没有受其他的任何外力，根 据作用力与反作用力相等的原理，液压油作用 于涡轮上的扭矩与泵轮作用于液压油上的扭矩 大小相等。
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2）耦合器的传动效率
泵轮转速-nB 涡轮转速-nW 耦合器传动比 i nW
涡轮与泵轮的转速差越大，传动比越小，传动 效率也就越低；反之，涡轮与泵轮的转速差越 小，传动比越大，传动效率就越高。
液力耦合器由于在减速的同时不能增扭，而且 在汽车低速时的传动效率极低，目前采用液力 耦合器的车型很少。但是它所具有的高传动比 工况下有较高传动效率的特性在综合式液力变 性
（1）特性参数
1）转速比iWB
涡轮转速nW与泵轮转速nB之比成为液力变扭器的转动比，
2）变扭系数K
iW B

nW nB
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二、液力变矩器
（一）液力变矩器的构造与工作原理 1.组成： 泵轮：主动 涡轮：从动轮 导轮：固定不动
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2.工作原理： 设发动机转速及负荷不变，即变矩器泵轮的转速nb及转矩Mb为常
数。 设泵轮、涡轮和导轮对液流的作用转矩分别为Mb、Mw'和Md。
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1）Mw=Mb十Md nw↑、Md↓ 、Mw↓ 2）当nw＝nw1时， Md＝0， Mw=Mb 3）当nw>nw1时， Mw=Mb－Md 4）当nw＝nb时， 不传递动力。