液力变矩器结构与原理资料
液力变矩器的原理
液力变矩器的原理液力变矩器是一种常见的动力传动装置，广泛应用于各种车辆和机械设备中。
它的主要作用是将发动机输出的旋转动力转化为适合驱动车轮或机械设备的转矩，并且能够在不同负载下保持恒定的输出转速。
本文将详细介绍液力变矩器的原理。
一、液力变矩器的结构液力变矩器由泵轮、涡轮、导向叶片和油箱等组成。
其中，泵轮和涡轮分别位于两个相邻的腔室中，通过导向叶片使工作介质（通常为油）在两个腔室之间流动，从而实现传递功率。
1. 泵轮泵轮通常由几个弯曲叶片组成，呈现出类似风扇的形状。
当发动机输出旋转动力时，驱动泵轮旋转。
泵轮内部有许多小凸起，这些凸起可以捕捉工作介质并将其加速。
2. 涡轮涡轮与泵轮相对应，也由几个弯曲叶片组成。
当工作介质在泵轮中被加速后，会流向涡轮，并且推动涡轮旋转。
涡轮内部也有许多小凸起，这些凸起可以将动能转化为转矩。
3. 导向叶片导向叶片位于泵轮和涡轮之间的腔室内，用于引导工作介质的流动方向。
导向叶片的角度可以根据需要进行调整，以改变液力变矩器的输出特性。
4. 油箱油箱是存放工作介质的容器，通常位于液力变矩器的底部。
油箱还可以起到冷却和过滤工作介质的作用。
二、液力变矩器的工作原理当发动机启动时，发动机输出旋转动力驱动泵轮旋转。
泵轮内部的小凸起捕捉到工作介质并将其加速，使其流入导向叶片中。
导向叶片将工作介质引导到相邻的腔室中，并且使其流入涡轮中。
当工作介质在涡轮中被推动旋转时，会产生一个转矩输出。
这个转矩由涡轮内部的小凸起转化为动能，并且传递到液力变矩器的输出轴上。
输出轴会带动车轮或机械设备旋转，从而实现动力传递。
由于液力变矩器内部的工作介质是不可压缩的，因此当负载增加时，液力变矩器会自动调整泵轮和涡轮之间的工作介质流量，以保持恒定的输出转速。
这种特性使得液力变矩器在各种负载下都能够提供稳定的动力输出。
三、液力变矩器的优缺点液力变矩器具有以下优点：1. 能够在不同负载下提供恒定的输出转速。
2. 具有较高的扭矩放大比，能够提供较大的驱动力。
液力变矩器的结构与工作原理
液力变矩器是一种机械传动装置，主要用于汽车、船舶和工程机械等领域。 它能使发动机的转速稳定在一个合适的范围内，具有防止过载、减少磨损和 提高起步加速度等作用。
定义和作用
作用
液力变矩器是一个重要的启 动装置。通过变换扭矩比， 它可以在驱动轮与负载之间 提供平滑的动力传递。
2 建筑机械
3 农业机械
液力变矩器在建筑机械中 也非常常见。例如，装载 机、挖掘机等设备，使用 液力变矩器可以有效地提 高操作效率和工作稳定性。
农业机械中，液力变矩器 主要用于拖拉机和收割机 等设备中。容易掌握和使 用，而且使用寿命较长。
液力变矩器的常见故障与维修方法
故障
常见故障包括液压系统漏油、齿轮和轴承损坏、控制阀故障等。这些故障要及时维修，否则 会影响装置的性能。
维修方法
维修液力变矩器需要注意细节，例如：更换密封件、修复齿轮或轴承等。维修过程必须按照 液力变矩器的设计图纸和维护手册来进行，以确保维修质量。
保养方法
液力变矩器的日常保养方法包括更换液压油、润滑油、清洗液压系统、定期检查设备等。这 些措施可以帮助提高液力变矩器的寿命和性能。
液力变矩器的发展趋势
环保节能
优点
• 起步平稳，减少功率亏损； • 自动变速，适合各种工况； • 液力变矩器寿命比机械变速箱更长。
缺点
• 效率较低，消耗油量多； • 液压控制成本高，维护成本较高； • 效果会受外界因素影响。
液力变矩器的应用领域
1 混合动力汽车
混合动力汽车中，液力变 矩器的作用非常突出。它 可以与发动机和电动机配 合，在高效转换和节省能 源方面发挥重要作用。
当发动机启动时，液力泵便开始工作。液压系统从油箱中吸取液体，并将其压送 到液力泵。
液力变矩器结构与原理
液力变矩器（Fluid Coupling）是一种能将输入和输出轴传递到旋转机械的扭 矩传递装置。通过利用液体的流体动力转换能力，实现了转矩的自动变功， 保护了机械的传动系统。
液力变矩器的定义和作用
1 定义
液力变矩器是一种基于流体动力学原理，利用液体作为工质传递扭矩的能量转换装置。
3
应用广泛
汽车、工程机械、船舶、起重机械等领域中的动力传输装置。
液力变矩器的主要部件
壳体
液力变矩器的外壳，内部容纳几乎全部的组 件。
均压器
均压器位于油量调节阀和输油腔之间，用于 平衡液力传递的压力。
液力曲轴
连接变矩器和发动机的一根轴，通过其中的 凸轮套与转子相连接。
转子叶片
挪动液体，实现液体动能转换为机械能。
传动轴想要转动液力变矩器， 需要驱动内部液体旋转，形成 池流。
涡流的产生
涡流是液体在旋转容器中形成 的一个环流，是液压变矩器传 递功率的关键。
液力变矩器的输出
通过液流转动传动轴输出扭矩。
液力变矩器的优势和应用
1
自动变矩
通过流ห้องสมุดไป่ตู้动力学原理，变矩自动调整，保证传动系统的平稳工作。
2
能耗高效
自带液力储存元件，当液力传递完成后立即储存，能量损失少。
液力变矩器的维护和故障排查
1
定期检查
液力变矩器使用一段时间后，应该进行常规检修，包括检查油封和散热器等。
2
故障排查
液力变矩器常见故障包括漏油和工作温度过高，需要根据具体情况进行维修。
3
维修保养
需要在使用中定期更换液压油、油封和防尘套等关键零部件。
总结和展望
液力变矩器减少了传动系统中的冲击和振动，保护了机械设备的运行。它 的高效和广泛应用成为了动力传输领域的重要组成部分，也对未来机械制 造产业发展提供了重要的启示。
液力变矩器的结构与工作原理
液⼒变矩器的结构与⼯作原理液⼒变矩器的结构与⼯作原理（⼀）液⼒变矩器的结构液⼒变矩器以液体作为介质，传递和增⼤来⾃发动机的扭矩液⼒变矩器由可转动的泵轮和涡轮，以及固定不动的导轮三元件构成。
各件⽤铝合⾦精密铸造或⽤钢板冲压焊接⽽成。
泵轮与变矩器壳成⼀体。
⽤螺栓固定在飞轮上，涡轮通过从动轴与传动系各件相连。
所有⼯作轮在装配后，形成断⾯为循环圆的环状体。
（⼆）液⼒变矩器的⼯作原理导涡泵液⼒变矩器⼯作原理可以⽤两台电风扇作形象描述，两风扇对置，⼀台通电转动，产⽣的⽓流可吹动不通电的风扇，如果给其添加⼀个管道这就成了液⼒偶合器，它能传轴，并不增扭。
变矩器⼯作时，发动机带动泵轮转动，叶轮带动液流冲向涡轮，从⽽驱动涡轮转动，刚起动时扭矩最⼤，此时冲击⼒为F1,冲到涡轮的液流驱动涡轮后，由于叶⽚形状，冲向导轮，⽽导轮不动，冲击导轮的液流受到阻碍，可使涡轮受到反作⽤⼒F2,由于F1、F2都作⽤于涡轮，所以使涡轮所受扭矩得到增⼤。
涡轮转速升⾼后，液流变向会冲击导轮叶背，⽽失去增扭，并有⼀定阻⼒。
所以现在所⽤导轮都使⽤单向离合器，使去冲击叶背时，导轮转过⼀个⾓度，使其继续增扭。
导轮下端装有单向离合器，可增⼤其变扭范围。
（三）锁⽌式变矩器是⽤液⼒来传递汽车动⼒的，⽽液压油的内部摩擦会造成⼀定的能量损失，因此传动效率较低。
为提⾼汽车的传动效率，减少燃油消耗，现代很多轿车的⾃动变速器采⽤⼀种带锁⽌离合器的综合式液⼒变矩器。
这种变矩器内有⼀个由液压油操纵的锁⽌离合器。
锁⽌离合器的主动盘即为变矩器壳体，从动盘是⼀个可作轴向移动的压盘，它通过花键套与涡轮连接（如图2.3）.压盘背⾯（如图2.3右侧）的液压油与变矩器泵轮、涡轮中的液压油相通，保持⼀定的油压（该压⼒称为变矩器压⼒）;压盘左侧（压盘与变矩器壳体之间）的液压油通过变矩器输出轴中间的控制油道与阀板总成上的锁⽌控制阀相通。
锁⽌控制阀由⾃动变速器电脑通过锁⽌电磁阀来控制。
⾃动变速器电脑根据车速、节⽓门开度、发动机转速、变速器液压油温度、操纵⼿柄位置、控制模式等因素，按照设定的锁⽌控制程序向锁⽌电磁阀发出控制信号，操纵锁⽌控制阀，以改变锁⽌离合器压盘两侧的油压，从⽽控制锁⽌离合器的⼯作。
液力变矩器结构与原理
液力变矩器结构与原理液力变矩器（Torque Converter）是一种被广泛应用于汽车、船舶等动力传动系统中的液力传动装置。
它的主要作用是将发动机输出的高速低扭矩转化成低速大扭矩，从而实现汽车启动、加速、变速和传动的功能。
液力变矩器的结构复杂而精密，它包含了泵轮、涡轮、导叶轮等不同的部件，其中每个部件都扮演着特定的角色。
本文将详细介绍液力变矩器的结构与原理。
一、液力变矩器的结构液力变矩器是由泵轮、涡轮、导叶轮和油封等部件组成的。
泵轮和涡轮是液力变矩器的两个主要组成部分，其结构和相互配合决定液力变矩器的工作性能。
1. 泵轮（Pump Impeller）泵轮是液力变矩器的输入元件，它由一定数量的楔形叶片组成，其主要作用是将发动机输出的动力转化成液力。
当发动机运转时，泵轮产生旋转的动力，它通过离心力作用将工作介质（液体）强制送入涡轮。
2. 涡轮（Turbine Runner）涡轮是液力变矩器的输出元件，它与泵轮相对应，也由楔形叶片组成。
当泵轮发送液力流入涡轮时，涡轮受到液压的作用转动，从而输出扭矩。
涡轮的运转速度受到扭矩的大小以及返转器的变矩比的影响。
3. 导叶轮（Stator）导叶轮是液力变矩器的第三个组成部分，它位于泵轮和涡轮之间，主要用于改变流体的流向。
导叶轮的叶片可以自由调节，可以根据工作状态的需求来改变流体的流向，协助转化扭矩和提高效率。
4. 油封（Oil Seal）油封是用于保持液力变矩器内压力稳定的部件，它位于泵轮和涡轮之间，防止液体泄漏。
油封的质量和性能直接影响液力变矩器的工作效果和寿命。
二、液力变矩器的工作原理液力变矩器主要依靠流体的转化和涡旋流的原理来工作，通过泵轮、涡轮和导叶轮之间复杂的相互作用来实现转矩的变化。
液力变矩器的工作原理分为四个工作区域：冲击区、变矩区、松开区和高效率区。
1. 冲击区当发动机启动并带动泵轮开始旋转时，泵轮产生的涡旋流体流向涡轮，但此时导叶轮的叶片处于开启状态。
第三章 液力变矩器
按涡轮的型式分类
1. 向心涡轮变矩器 循环圆如图3-21（a）所示 . 正透穿 2. 轴流涡轮变矩器 循环圆如图3-21（b）所示 .接近非透穿 3.离心涡轮变矩器 循环圆如图3-21（c）所示。具有负透穿的 无因次特性.
按循环圆中各叶轮的衔接序分类
1.泵轮—涡轮—导轮—泵轮型 记作“B—T—D—B”，绝大多数变矩器为此型。 2.泵轮—导轮—涡轮—泵轮型 记作“B—D—T—B”,由于位于涡轮前面的导轮叶 片，改变了进入涡轮的液流方向，使损失增大， 效率低 。此外由于涡轮位于泵轮之前，涡轮的转 速使其出口速度矩的改变，直接影响泵轮入口， 使泵轮力矩有很大的改变，所以透穿性特别强， 只适用于特殊的场合。 工程机械绝大多数使用泵轮—涡轮—导轮—泵轮 型变矩器
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正透穿型变矩器与汽油机特性配合很合理 。因为： 1）因为起动工况i=i0时，共同工作使原动机在力矩 最大点工作，同时，在该点的变矩系数也是最大 值，那么涡轮力矩也可达到最大，因为
2） i0工况也是机器工作机的由静止起动的工况， 负载的惯性阻力矩最大，需要涡轮有最大的驱动 力矩. 3) 变矩器的最高效率工况与原动机最低油耗工况 为同一工况，这样，使整个机器在最经济工况下 运行。
液力变矩器的特性曲线
什么是液力变矩器的特性曲线 ？ 液力变矩器的特性曲线有： 1.输出特性曲线（外特性曲线） 2.原始（类型）特性曲线 3.输入特性曲线 4.通用特性曲线 5.液力变矩器系列型谱
变矩器特性理论分析 :
输出特性曲线——外特性曲线
输出特性是指液力变矩器各参数与涡轮转速之间的关系； 它们是由试验和计算得出来的。
简述液力变矩器的组成及工作原理
简述液力变矩器的组成及工作原理液力变矩器（torque converter）是一种广泛应用于自动变速器中的液压传动装置。
它利用液体传递动力，起到变速和传递转矩的作用。
液力变矩器通过流体（通常是液压油）的流动来实现动力传递，其主要组成部分包括泵轮、涡轮和液力变矩器壳体。
液力变矩器具有结构简单、传动平稳、无级变速和自动调节功率输出等特点，因此在汽车、工程机械、船舶等领域得到广泛应用。
液力变矩器的主要组成包括泵轮、涡轮、锁止装置和液力变矩器壳体。
泵轮是液力变矩器的动力输入装置，它通常安装在发动机的曲轴上。
当发动机工作时，驱动泵轮旋转，泵轮的转动产生液体流入液力变矩器。
涡轮是液力变矩器的动力输出装置。
它紧密连接在变速器输入轴上，通过泵轮传递来的流体驱动涡轮旋转，从而实现动力输出。
液力变矩器还包括了一个液力变矩器壳体，它起到承载和固定泵轮和涡轮的作用，并且通过内部构造使液体能够流动，从而实现动力传递。
液力变矩器通常还配备了一个锁止装置，用来提高传输效率和防止内部滑动损失。
在高速行驶或特定工况下，锁止装置可以将泵轮和涡轮固定在一起，形成一个刚性连接，而不再依靠液体的流动传递动力。
液力变矩器的工作原理是基于液体的动力传递。
当发动机工作时，驱动泵轮旋转，泵轮内的液体随之旋转，并通过转动的液体来传递动力。
涡轮与泵轮相连，涡轮受到液体流动带来的动力，从而实现输出动力，驱动车辆或机械的运动。
在这个过程中，液体的流动和压力变化起到了关键作用，使得动力能够顺利地传递。
液力变矩器的工作过程可以简单描述为：发动机驱动泵轮旋转，形成液体的流动，液体的动能被传递到涡轮上，从而实现动力输出。
根据流体动力学原理，液体的流动和转动会产生动能和动量的转换，从而实现了液力变矩器的功率传递。
液力变矩器是一种利用液体传递动力的装置，通过泵轮和涡轮的结构设计和液体流动的原理，实现了对动力的变速和传递。
它的结构简单、传动平稳、无级变速和自动调节功率输出的特点，使其在汽车、工程机械、船舶等领域得到广泛应用。
液力变矩器结构与原理
受力分析ห้องสมุดไป่ตู้
受力分析
液力变矩器结论
3.输出转矩——随着涡轮转速的变化而变化。 a.涡轮转速低时（nw=0），nB>nw，液体流向导轮正面，涡轮 转矩大于泵轮转矩，MD>0，MW=MB+MD， b.随着涡轮转速的升高（nw>0），接近0.85nB时，涡轮出口 处工作油流向与导轮叶片相切，涡轮转矩等于泵轮转矩， MD=0，Mw=MB（耦合点） c.涡轮转速继续升高，涡轮出口处工作油冲击导轮叶片背面， 此时涡轮转矩小于泵轮输入转矩，MD<0，Mw=MB-MD
d.当涡轮转速与泵轮转速（ nB=nw ）时，不再传递扭矩， Mw=0
泵轮内的工作油在离心力的作用下，由泵轮叶片外缘冲 向涡轮，并沿涡轮叶片流向导轮，再经导轮叶片流回泵 轮叶片内缘，形成循环的工作油。
②在液体循环流动过程中，导轮给涡轮一个反作用力矩，
从而使涡轮输出力矩不同于泵轮输入力矩，具有“变矩” 功能。
③导轮的作用：改变涡轮的输出力矩。
液力变矩器
涡流、环流、循环圆
液力变矩器的组成
2.组成：主要由泵轮、涡轮、导轮组成
液力变矩器的实物图
液力变矩器的剖视图
液力变矩器的组成—泵轮
①泵轮
使发动机机械能 液体能量
液力变矩器的组成—涡轮
②涡轮
将液体能量 机械能 涡轮轴上
液力变矩器的组成—导轮
③导轮 通过改变工作 油的方向而起变 矩作用
液力变矩器
涡轮
导轮
泵轮
液力变矩器—工作原理 ①发动机运转时带动液力变矩器的壳体和泵轮一同旋转，
第十三章 液力变矩器
第十三章 液力变矩器
液压与液力传动
§13-3 综合式变矩器 1、工况转换元件（单向离合器） 单向离合器安装在导轮与固定不动的空心轴套之间，当液体冲击导轮 时使导轮旋转。 2、工况转换原理 【分析】设：车辆用变矩器代替离合器，行驶阻力由大逐步减小。 则：涡轮转速增加。涡轮出口牵连速度增加，相对速度减小，使涡轮 出口液体由冲击导轮正面（凸面）转变为冲击导轮背面。由于液体冲击导 轮背面时导轮旋转，故变矩器先后呈现为有固定导轮的变矩器工况和无固 定导轮的偶合器工况，效率逐步提高。
第十三章 液力变矩器
液压与液力传动
三、自动变矩原理 【分析】设：车辆用变矩器代替离合器，行驶阻力由大逐步减小。 则：涡轮转速增加。一方面，循环圆流量下降，使输入、输出扭矩均 下降，另一方面，涡轮出口牵连速度增加，相对速度减小，使涡轮出口液 体由冲击导轮正面（凸面）转变为冲击导轮背面，扭矩由输出大于输入逐 步转变输入大于输出。 【结论】装有变矩器的车辆能根据行驶阻力的变化，实现自动地、无 级地变速和变矩。
第十三章 液力力变矩器
液压与液力传动
第十三章 液力变矩器 §13-1 液力变矩器的工作原理 一、能量传递原理 【分析】液力变矩器的结构和工作过程。 【结论】泵轮出口液体斜向冲击涡轮叶片，使涡轮旋转（同偶合器）。 二、液力变矩器的扭矩 【分析】 MB+ MT+ MD=0 【结论】 M2 = MT/ = - MT = MB+ MD = M1+ MD 【推论】 变矩系数K= M2/ M1大于、等于、小于均有可能。
液力变矩器的结构与原理
3 定期检查油封
及时更换磨损的油封， 防止液体泄漏。
液力变矩器的发展趋势和未来展望
1 高效能
未来的液力变矩器将更加注重能量转换效率的提高，减少动力损失。
2 轻量化
技术的发展将使液力变矩器更轻巧，提升整车的燃油经济性。
3 电力化
液力变矩器与电动技术的结合，将实现更高效的动力传递和车辆控制。
3 传达动力
液力变矩器能自动适应发动机和负载的需求，确保动力传递的平稳性和效率。
液力变矩器的组成部分
泵轮
由叶片和驱动轴组成，将动力 从发动机传递给液体。
涡轮
导向叶片
由叶片和驱动轴组成，接收液 体动力并将其传递给传动系统。
用于调整液体的流动方向，增 加能量转换效率。
液力变矩器的工作原理
1
启动
当发动机启动时，泵轮开始转动，引起液体的流动。
液力变矩器在挖掘机、装载机等工程机械中应用，提供强大的牵引力和灵活的操控性。
3 发电设备
液力变矩器也被用于风力发电机组、水力发电机组等发电设备中，提高传动效率。
液力变矩器的维护与保养
1 定期更换液体
保持液力传动系统的正 常运行，延长液力变矩 器的使用寿命。
2 注意冷却系统
保持冷却系统的良好状 态，避免液力变矩器过 热。
液力变矩器的结构与原理
液力变矩器是一种智能变速装置，由泵轮、涡轮和导向叶片组成。它通过液 体的流动将动力传递给驱动轴，实现起动、换挡和减速。液力变矩器在汽车 和工程机械中广泛应用。
液力变矩器的作用
1 平滑启动
液力变矩器通过液体流动提供平缓的启动，减少对传动系统的冲击。
2 变速传输
液力变矩器能够自动调整齿轮比例，提供高扭矩和低速度的启动，同时保证高速行驶时 的经济性。
液力变矩器的结构与工作原理
液力变矩器（Hydraulic Torque Converter）是一种运用液体介质传递扭矩和变 速的机械变速装置。
液力变矩器的定义
液流定向装置
用于控制工作流体的流动方向和流量。
液力液压提供装置
按照要求为工传动比和调节扭矩比。
2 热平衡检查
检查液力变矩器内部的热平衡情况，防止局部过热导致变矩器损坏。
3 空载试运
定期进行空载试运行，检查是否有噪音、过热、异味等异常情况。
液力变矩器的未来发展趋势
当前，我国正在积极开发适用于节能环保的新型液力变矩器技术。近期研发的静压流变机理的液力变矩器已经 实现了轻量化和降噪两大突破，未来在空间自适应、跨终端多模引领下将实现更高效率、更安全可靠的液力变 矩器应用。
3
制动时
逆向工作流体流出，通过反作用力制动液力涡轮，使其受到更大的阻力，实现制 动效果，将功率转移到固定轮上，从而将动力输出。
液力变矩器的优缺点
• 优点：传递平稳无级变速，能够适应多种工况；比机械变速器结构简 单、体积小、质量轻；无摩擦零件，摩擦损失小，效率较高。
• 缺点：变效率随输入转速和负载的不同而变化，部分载荷下效率较低； 其建造和维护成本高。
传动轮和液力涡轮
用于传递扭矩和变速。
液力变矩器的结构组成
动力轴
输入动力的轴（发动机）。
定向装置
用于改变工作流体流动方向和流量。
液力涡轮轴
用于传递动力的主动轴。
驱动轮
吸取工作流体动能，驱动动力轴。
液力变矩器的工作原理
1
启动时
动力轴转动，启动液压泵，使工作流体运动产生旋转，驱动驱动轮旋转。
2
变速中
液力涡轮通过工作流体的离心力带动固定液力涡轮旋转，使其输出扭矩。
液力变矩器的结构和工作原理
液力变矩器的结构和工作原理1. 液力变矩器的简介液力变矩器，听起来有点高大上，其实它就像汽车的“肚子”，负责传递动力，控制转速。
我们平时开车，尤其是自动挡的车，几乎每天都在跟这个小家伙打交道。
你知道吗？在你轻轻踩下油门的一瞬间，液力变矩器就开始发挥它的魔法了，让车子如同飞一样顺畅。
就像打了一针兴奋剂，车子在起步时，竟然能比我们想象的更快，真是神奇得让人瞠目结舌。
2. 液力变矩器的结构2.1 主要部件液力变矩器主要有三个关键部分：泵轮、涡轮和定子。
首先，泵轮就像一个健身教练，负责将发动机的动力转换成液体的流动。
它一转，油液就开始欢快地舞动，冲向涡轮。
涡轮呢，就像个追求者，拼命追赶泵轮，把动力接住，然后将其转化为车轮的旋转。
再说说定子，定子就像个调皮的孩子，负责改变液体流动的方向，确保动力的输出更有效。
各个部件就像一场默契的舞蹈，步伐一致，配合得天衣无缝。
2.2 工作过程说到液力变矩器的工作过程，那可真是千姿百态。
简单来说，当你踩下油门，泵轮的转速瞬间飙升，油液被猛地甩出，形成强大的液体动力。
这个时候，涡轮会接收这股力量，开始转动，带动车轮。
而且呀，液力变矩器可以根据车速和负载的变化自动调节动力传递的比例，让你在不同的路况下，都能感觉到如同飞翔的感觉，真是顺风顺水。
3. 液力变矩器的工作原理3.1 动力传递液力变矩器的核心就是利用液体的流动来传递动力。
当泵轮转动时，油液被加速，形成一个强大的液压流。
涡轮接收到这个液流后，开始转动，这时候就好比是一场能量的接力赛。
无论你是从静止到加速，还是在高速公路上风驰电掣，液力变矩器都能灵活应对，让你在各种情况下都能获得最佳的驾驶体验。
更牛的是，它还能在你停车时，自动切断动力传递，这样就不会让你在红灯前“煎熬”了。
3.2 效率与优势说到效率，液力变矩器也有一套自己的诀窍。
它通过调节液体的流动，实现无级变速。
你想想看，这种不依赖于齿轮的设计，减少了机械磨损，延长了使用寿命。
《工程机械设计》第4章-液力变矩器
速称为标定功率和标定转速(也称额定全功率和额定转速）。 标定功率和标定转速是根据内燃机工作特性、使用特点、
寿命和可靠性等各种要求确定的。我国1973年颁布的国家 标准《内燃机台架试验方法》规定，内燃机功率标定分为 下列四级：
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
相同的内燃机与不同类型液力变矩器匹配或不同内燃机与同 一液力变矩器相匹配时，液力变矩器涡轮轴的平均输出功率 最大，平均单位燃油消耗量最小的匹配是最合理的。
目前常见的匹配原则有以下三种。
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
采用液力传动的机械不仅与所用的发动机、变矩器、变速箱 和工作装置、行走装置等的性能（特别是牵引性能和燃料经 济性）有关，而且与它们共同工作特性有关。
共同工作与匹配有着不同的含义，前者只研究连接在一起的 工作情况，后者则研究共同工作时应采用怎样的配合才能获 得理想的性能（工作机的优异工作性能）。
3）12h功率：允许内燃机连续运转12h的最大有效功率（包括在超过 12h功率10%的情况下连续运转1h，为最大功率的77%~80%），适用 于在一个工作日中保持不变负荷工作的内燃机（如工程机械、发电机及 农用拖拉机所用的内燃机）。
4）持续功率：允许内燃机长期连续运转的最大有效功率，适用于长期 以恒定负荷工作的内燃机（如长期排灌用或船用内燃机）。
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
第2章 液力自动变矩器的结构和工作原理
工作原理：以ATF作为传动介质， 利用液体在主、从动元件之间循 环流动过程中动能的变化来传递 动力。
能量传递的线路：
发动机飞轮——液力耦合器外壳——泵轮——ATF——涡轮— —齿轮机构输入轴
2.1.2 液力耦合器的工作原理
2.1.2 液力耦合器的工作原理
⑵液力偶合器的工作原理 ①动力传输：将电扇A与电扇B隔开 几厘米，相对放置，然后打开电扇A， 则A会在两电扇间产生流动的空气，由 电扇A产生的气流冲击电扇B的叶片，使 电扇B转动。 换句话说，电扇A与B之间的动力传 送是以空气为介质而实现的。偶合器的 工作原理也是如此，泵轮相当于电扇A， 涡轮相当于电扇B。只是现在是以变速 器液为介质，而不是以空气。
2.2.4 典型液力变矩器介绍
1.三元件综合式液力变矩器
综合式液力变矩器：可以转入液力
偶合器工况工作的变矩器。 组成：泵轮、涡轮、导轮、单向离合器 特点：变矩器壳体由前半部外壳与泵轮两
部分焊接而成。
图2-9 液力变矩器的单向离合器
图2-8 三元件综合式液力变矩器
为什么要使用综合式液力变矩器？ 因为当涡轮处于低速和中速段时，可利用 液力变矩器能增大输入转矩的特点，而在涡轮 处于高速段时，可利用液力偶合器高效率的特 点，即结合了普通液力变矩器和偶合器的优点 。
致变矩器不能工作，因此必须对变矩器内的油
液进行强制冷却。
图2-13 变矩器冷却补偿油路系统图
本章小结
1.液力偶合器只传递转矩而不能改变转矩，而液力 变矩器，既可传递转矩又可改变转矩。 2.液力偶合器传递动力的过程是：泵轮接受发动机 传来的机械能，在液体从泵轮叶片内缘向外缘流 动的过程中，将能量传给油液，使其动能提高工 作效率然后再通过高速流动的油液冲击涡轮叶片 ，将动能传给涡轮。 3.与液力偶合器不同的是，在液力变矩器的泵轮和 涡轮之间，安装有导轮。
第二讲液力变矩器的构造及原理
第二讲:液力变矩器的构造及原理（一）液力变矩器的构造(如图所示)：(1)驱动轮(2)罩壳(3)涡轮(4)变矩器壳(5)泵轮(6)过桥轮(7)导轮座(8)油封座(9)接盘(10)输出轴(11)导轮接盘(12)导轮(13)回油泵(14)主动轮(15)滤清器(16)放油堵(17)涡轮接盘(18)挡板(19)支撑盘。
变矩器常见的结构型式有：(1)正转型(又称1﹑2﹑3型)和反转型(又称132型)。
变矩器的泵轮1﹑涡轮2﹑导轮3在液体循环圆中的排列顺序不同，有的变矩器，泵轮1把油打到涡轮2上，经导轮3再回到泵轮1。
泵轮和涡轮的旋转方向相同。
这种结构叫｀正转＇型，或叫｀1﹑2﹑3＇型；另一种是泵轮1把油打到导轮3上，经涡轮2再反回泵轮1，泵轮和涡轮的旋转方向相反。
这种结构叫｀反转＇型，或叫｀1﹑3﹑2＇型。
(2)级数：液力变矩器的级数，是指安置在泵轮与导轮之间，或导轮与导轮之间，而且是刚性连结的涡轮叶片的栅数。
有些结构的涡轮虽然是两个，甚至两个以上，但并非安装在泵轮与导轮之间，或导轮与导轮之间，或涡轮的叶栅组并非刚性连接，则仍为单级变矩器。
(3)相数：根据变矩器的泵论﹑涡轮﹑导轮相互配合作用，所能组成的不同工况的种类数就是变矩器的｀相＇数。
(4)元件数：变矩器是由泵轮﹑涡轮﹑导轮组成的。
这些轮统称为｀元件＇。
但各种轮数不一定是每样一个。
有的变矩器可能有两个导轮或两个涡轮，各种轮的总数就叫作｀元件数＇。
（二）液力变矩器的安装与拆卸：（1）液力变矩器组件的拆卸将2个垫块（由钢铁制成，高约300mm）放在车体前方;慢慢开动车体，待车体登上垫后踏住制动器，利用松土机作用使车体后部浮起，将车体定置在垫块上。
将变速箱内的油放尽。
拆去变速箱下护板。
液力变矩器内的油放出。
将变矩器上方的驾驶室底板拆去，将减速踏板连杆从踏板分离。
拆卸液力变矩器入口U形螺栓管夹，再拆卸调节阀组件。
将液压变矩器油温计布线从传感器卸下。
拆卸液力变矩器通气管。
液力变矩器结构与原理课件
电动化与智能化
随着电动汽车的普及，液力变矩器也面临着电动化与智能 化的挑战。需要与电动汽车的动力系统相匹配，同时也需 要融入智能化的控制策略。
液力变矩器的新型技术与挑战
新型材料
为了提高液力变矩器的性能和使用寿命，新型材料如高强度合金、陶瓷等被引入到液力变矩器的制造中。
先进制造技术
采用先进的制造技术，如3D打印、精密铸造等，能够提高液力变矩器的制造精度和效率，降低成本。
扭矩调节
通过调节液力变矩器内部 的液体流量和叶片角度， 可以实现扭矩的调节。
液力变矩器的效率与特性
效率定义 效率影响因素
特性曲线 高效区域
液力变矩器的效率是指输出功率与输入功率之比，反映了液力 变矩器的能量转换效率。
液力变矩器的效率受多种因素影响，包括液体黏性、叶片角度 、转速比等。
液力变矩器的特性曲线描述了其输入输出扭矩、转速比和效率 之间的关系，为液力变矩器的选型和匹配提供依据。
在特性曲线上存在高效区域，液力变矩器在该区域内工作时效 率较高，应优先考虑工作在该区域。
04 液力变矩器的应用与发展
液力变矩器在自动变速器中的应用
自动变速核心
液力变矩器是自动变速器中的核 心部件，通过液体的动量传递来 实现发动机与变速器之间的无级
变速。
平稳性与效率
液力变矩器能够吸收发动机的扭 矩振动，提供平稳的输出。同时 ，其内部叶轮的设计也影响着变
03
设计与优化
泵轮的设计需要考虑与涡轮的匹配，以实现高效的扭矩传递和变矩效果
，同时泵轮的叶片形状、数量和角度等参数也需要经过优化，以减少液
压损失和提高效率。
涡轮
结构组成
涡轮是液力变矩器的输出元件，由涡轮轴、径向叶片和轮毂组成。
液力变矩器
五、液力变矩器的清洗与装配
清洗 方法是： 先倒出残留的液压油，再向变矩器内加入2L干净的液压油，
摇动后倒出。如果液压油过脏，可再清洗一遍。也可借助于专 用工具将油抽出换掉。
泵轮 涡轮
导轮 锁止离合器
HIVEC自动变速箱——液力变矩器
自动挡的汽车由于发动机和变速箱之间没有离合器，他们之 间的连接是靠液力变矩器来实现的，液力变矩器的作用一是 传递转速和扭矩、二是使发动机和自动变速箱之间的连接成 为非刚性的以方便自动变速箱自动换挡。
目录
液力变矩器的结构组成 液力变矩器的分类 液力变矩器的工作原理 变矩器的作用 液力变矩器的清洗与装配
装配：更换液力变矩器时，一定要保证变矩器与变速器装配到 位。 方法是： 当液力变矩器与变速器一起从车上拆下时，在移去变矩器之 前，要检查变矩器在变速器前壳内的安装深度。 如果测得的深度小于标准值，说明变矩器未安装到位，其后 端的轴套上的缺口未插入油泵驱动齿轮中间的凸块内。对此， 应取出变矩器，让变矩器后端轴套上的缺口与油泵驱动齿轮中 间的凸块对准后装入，否则，在装上汽车时会压坏自动变速器 的油泵齿轮。（要求操作零失误）
4、液流
涡流：由泵轮到涡轮再到导轮，然后回到泵轮的液流。 环流：沿液力变矩器旋转方向的液流。 螺旋流：实际的液流方向是涡流与环流的合成呈螺旋状。
5、锁止离合器工作原理
锁止离合器分离状态：
5、锁止离合器工作原理
锁止离合器接合状态：
四、液力变矩器的作用
（1）起离合器作用。 （2）无级变速。 （3）低速增加转矩： 用于汽车起步和低
三、液力变矩器的工作原理
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（2）环流的产生
因涡流的产生，液体冲向涡轮使两轮间 产生牵连运动，涡轮产生绕轴旋转的扭矩。 可见，循环圆内的液体绕轴旋转形成“环 流”。
上述两种油流的合成，形成一条首尾相 接的螺旋流。只有当涡轮的扭矩大于汽车 的行驶阻力矩时，汽车才能行驶。
一、液力耦合器
3.油液流动（螺旋形路线）
一、液力耦合器
液力变矩器的实物图
泵轮
涡轮
导轮
二、液力变矩器
导轮结构
各工作轮用铝合金精密制造，或用钢板冲压焊接而成；
• 泵轮：与液力变矩器壳连成一体，用螺栓固定在发动机曲
轴后端的凸缘或飞轮上，壳体做成两半，装配后焊成一体 (有的用螺栓连接)；
使发动机机械能 液体能量
• 涡轮：通过从动轴与变速器的其他部件相连；
将液体能量 涡轮轴上机械能
• 导轮：则通过导轮座与变速器的壳体相连，所有工作轮在
装配后，形成断面为循环圆的环状体。
通过改变工作油的方向而起变矩作机运转时带动液力变矩器的壳体和泵轮一同旋转，
泵轮内的工作油在离心力的作用下，由泵轮叶片外缘冲 向涡轮，并沿涡轮叶片流向导轮，再经导轮叶片流回泵 轮叶片内缘，形成循环的工作油。
冷却系统、壳体等几个部分。
第2讲 液力变矩器
发动机
思 考
液力变矩器作用？
车轮
液力变矩器安装的位置识别
自动变速驱动桥
自动变速器
主要内容
• 液力耦合器 • 液力变矩器的结构与工作原理 • 综合式液力变矩器
一、液力耦合器
1.结构 主动的泵轮 从动的涡轮
一、液力耦合器
1.结构
泵轮和涡轮统称为工作轮，相对安装且互不接触，两 轮装合后相对端面之间有3～4mm的间隙； 各工作轮用铝合金精密制造，或用钢板冲压焊接而成, 叶轮内部有许多径向叶片，叶片有一定的曲率； 它们的内腔共同构成圆形或椭圆形的环状空腔，其轴 线断面一般为圆形，此环状空腔称为循环圆，该剖面 是位于通过包含泵轮、涡轮轴所作的截面，也称轴截 面。
汽车自动变速器特点
1）操作简单且省力 2）提高了行车安全和降低了劳动强度 3）提高了乘坐舒适性 4）延长了机件的使用寿命 5）提高了汽车的动力性 6）减少空气污染 7）具有良好的自适应性 8）结构复杂 9）传动效率低
液力机械式自动变速器—AT
• 不同车型的自动变速器总体来说，主要包括： • 液力变矩器、齿轮变速器、油泵、控制系统、手控连杆机构、
d.当涡轮转速与泵轮转速（ nB=nw ）时，不再传递扭矩， Mw=0
液力变矩器的扭矩曲线
液力变矩器的效率曲线
二、液力变矩器
结论： 液力变矩器不仅传递力矩，且能在泵轮力矩不变的情
况下，随着涡轮的转速不同而改变涡轮输出的力矩。 存在问题：
液力变矩器只在中等转速比范围内具有较高效率，但 汽车经常需要在高传动比情况下行驶，此时液力变矩器效 率反而下降。 解决办法：
• 在液体循环流动过程中，导轮给涡轮一个反作用力矩，
从而使涡轮输出力矩不同于泵轮输入力矩，具有“变矩” 功能。
• 导轮的作用：改变涡轮的输出力矩。
二、液力变矩器
涡轮
导轮
泵轮
液力变矩器
涡流、环流、循环圆
二、液力变矩器
2.工作原理
受力分析
受力分析
二、液力变矩器
3.输出转矩——随着涡轮转速的变化而变化。
动变速器和手自一体；
• 按结构形式，自动变速器可分为液力机械式AT、电控机械式
AMT、无级式CVT；
• 按照控制形式来分：液压控制式、电子控制式 • 按照汽车驱动方式来分：后驱动自动变速器、前驱动自动变
速器
• 按照前进挡的档位数来分： • 按照齿轮变速器的类型来分：定轴齿轮式和行星齿轮式
后驱动自动变速器 前驱动自动变速器
汽车自动变速器理论
第2讲 液力变矩器结构与原理
复习：第1讲 汽车自动变速器概述
1.汽车的传动方式 2.汽车变速器分类 3.汽车自动变速器类型 4.汽车自动变速器特点 5.汽车自动变速器发展趋势
变速器分类
• 按传动比变化方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式； • 按操纵方式，变速器可分为手动变速器、自动变速器、半自
一、液力耦合器
2.工作原理
水泵带动水轮机
一对风扇
一、液力耦合器
2.工作原理
传动原理：输入轴输入的动能通过泵轮传给工作油， 工作油在循环流动过程中又将动能传给涡轮输出。
输入轴传给泵轮的力矩与涡轮输出的力矩相等。
液力偶合器涡流、环流的产生
（1）“涡流”的产生
当泵轮随飞轮转动时，由于离心力的作用， 液体沿泵轮叶片间的通道向外缘流动，外缘油 压高于内缘油压，油液从泵轮外缘冲向涡轮外 缘，又从涡轮内缘流入泵轮内缘，可见在轴向 断面（循环圆）内，液体流动形成循环流，称 为“涡流”。
4.总结 只有存在环流运动时才能传递动力； 只有存在转速差（nB>nw）才能存在环流运动；（转速 差越大，传递的转矩越大） nW < nB， MW = MB ； nw=nB， MW = 0 。 η = PW/PB = nW/nB = I 只能传递扭矩，不能改变扭矩（缺点）
二、液力变矩器
1.结构 由泵轮、涡轮、导轮 组成 与变矩器的区别 和偶合器相比，变矩 器在结构上多了导轮 （stator） 导轮 通过导轮座固定于变 速器壳体上
（1）滚柱斜槽式单向离合器
（1）滚柱斜槽式单向离合器
• 外座圈与导轮连为一体 • 内座圈与导轮轴刚性连接（导轮轴固定不动） • 若工作油冲击导轮叶片正面，外座圈按顺时针方向转动，
a.涡轮转速低时（nw=0），nB>nw，液体流向导轮正面，涡轮 转矩大于泵轮转矩，MD>0，MW=MB+MD，
b.随着涡轮转速的升高（nw>0），接近0.85nB时，涡轮出口 处工作油流向与导轮叶片相切，涡轮转矩等于泵轮转矩， MD=0，Mw=MB（耦合点）
c.涡轮转速继续升高，涡轮出口处工作油冲击导轮叶片背面， 此时涡轮转矩小于泵轮输入转矩，MD<0，Mw=MB-MD
综合式液力变矩器
三、综合式液力变矩器
• 不同之处：
导轮通过单向离合器（oneway overrunning clutch） 固定于变速器壳体上
• 只允许导轮单方向旋转
三、综合式液力变矩器
单向离合器
单向离合器
常见形式： （1）滚柱斜槽式（液力变矩器常用） （2）楔块式（行星齿轮变速器常用）
（1）滚柱斜槽式单向离合器