液力变矩器

4.1.1液力变矩器构造

1、三元一级双相型液力变矩器

三元是指液力变矩器是由泵轮、涡轮和导轮三个主要元件组成的。一级是指只有一个涡轮（部分液力偶合器里装有两个涡轮，工作时油液容易发生紊乱）。双相是指液力变矩器的工作状态分为变矩区和偶合区。

图4-1为液力变矩器三个主要元件的零件图

2、液力变矩器的结构和作用

泵轮的叶片装在靠近变速器一侧的变矩器壳上，和变矩器壳是一体的。变矩器壳是和曲轴或曲轴上的挠性板用螺栓连接的，所以泵轮叶片随曲轴同步运转。发动机工作时，它引导液体冲击涡轮叶片，产生液体流动功能，是液力变矩器的主动元件。

1-变速器壳体 2-泵轮 3-导轮 4-变速器输出轴 5-变矩器壳体

6-曲轮 7-驱动端盖 8-单向离合器 9-涡轮

涡轮装在泵轮对面，二者的距离只有3~4mm，在增矩工况时悬空布置，被泵轮的液流驱动，并以它特有的速度转动。在锁止工况时它被自动变速器油挤到离合器盘上，随变矩器壳同步旋转。它是液力变矩器的输出元件。涡轮的花键毂负责驱动变速器的输入轴（涡轮轴）。它将液体的动能转变为机械能。

导轮的直径大约是泵轮或涡轮直径的一半。并位于两者之间。导轮是变矩器中的反作用力元件，用来改变液体流动的方向。

导轮叶片的外缘一般形成三段式油液导流环内缘。分段导流环可以引导油液平稳的自由流动，避免出现紊流。

导轮支承在与花键和导轮轴连接的单向离合器上。单向离合器使导轮只能与泵轮同向转动。涡轮的油液流经导轮时改变了方向，使液流返回泵轮时，液流的流向和导轮旋转方向一致，可以使泵轮转动更有效。

图4-3为液力变矩器油液流动示意图。

图上通过箭头示意液体流动方向。油液由泵轮的外端传入涡轮的外端，经涡轮内端传到导轮时改变了油液的流动方向，经导轮传给泵轮的油液的流动方向恰好和泵轮的旋转方向一致。

3、液力变矩器的锁止和减振

液力变矩器用油液作为传力介质时，即使在传递效果最佳时，也只能传递90%的动力。其余的动力都被转化为热量，散发到油液里。为提高偶合工况的传动效率，变矩器设置了锁止离合器。液力变矩器进入偶合工况后，变矩器内的闭锁离合器就有可能进入锁止工况。而变矩器一旦进入锁止工况，发动机的动力就可以100%的传给传动系。可以避免液力传动过程中不可避免的动力损失，提高液力变矩器的工作效率。

液力变矩器根据锁止形式的不同，负责锁止的闭锁离合器分为液力锁止、离心力锁止和粘液离合器锁止三种形式。

（1）液力锁止离合器

液力锁止的闭锁离合器出现于20世纪70年代，是目前使用最为广泛的变矩器锁止形式。

液力锁止的结构是在涡轮背面加装一个摩擦式压盘（被习惯称之为离合器盘），压盘上粘有一圈摩擦环。液力锁止离合器进入锁止工况的示意图，见图4-4。进入锁止工况时，变矩器内工作油液压加大，油液将压盘用力推向变矩器的后壳体，在油压和摩擦环摩擦力矩的双重作用下，压盘开始和变矩器同步旋转。而压盘外端的卡口和涡轮上的卡口是相互咬合的，于是涡轮在压盘的带动下，也开始随变矩器壳同步旋转。涡轮由液力传动改为机械传动，而变矩器完

全进入锁止工况。

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电控自动变速器必须满足五个方面的条件，TCU才能令液力锁止离合器进入锁止工况。

1）发动机冷却液温度不得低于53~65℃（因车型而异）。

2）空挡开关指示变速器处于行驶档（N位和P位不能锁止）。

3）制动开关必须指示没有进行制动。

4）车速必须高于37~65km/h（因车型而异，大部分自动变速器在三档进入锁止工况，少数变速器在二档是进入锁止工况）。

5）来自节气门开度传感器的信号，必须高于最低电压，以指示节气门处于开启状态。

装在次级调压阀上的负责变矩器锁止的锁止电磁阀是常开式的。在未进入锁止工况前它保持常开，来自主调压阀的液压油大都经锁止电磁阀泄入油底壳，使进入液力变矩器油的油压保持在较低压力状态。

满足了上述五个方面条件后，TCU便接通锁止电磁阀负极，锁止电磁阀进入密封状态。进入变矩器的油压升高，压盘被紧紧地压在变矩器的后壳体上。由于压盘的卡口和涡轮的卡口始

终保持着接连状态（互相咬合），压盘便开始带动涡轮旋转。

汽车行驶过程中只要轻踩制动踏板臂和制动开关脱离接触，TCU会立刻断开锁止电磁阀负极，液力变矩器内油压急剧下降，离开了油压的支持，压盘离开后壳体，变矩器解除锁止。液力锁止离合器解除锁止工况的示意图，见图4-5。

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（2）离心力锁止离合器

环绕在离心力锁止离合器组件外边缘的是若干块离合器蹄铁，随着涡轮转速的升高，离合器蹄铁在离心力作用下向外移动，与变矩器壳接触，把涡轮与变矩器壳锁止在一起。锁止力矩大小取决于离心力的大小，而离心力的大小取决于转速。随转速的变化涡轮与变矩器壳可以完全锁止，也可以一半锁止或1/4锁止。

离心力锁止液力变矩器的结构见图4-6。

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使用离心力锁止离合器的汽车主要有本田和捷达等汽车。

（3）粘液锁止离合器

粘液锁止离合器的操纵方式和液力锁止离合器相同。粘液锁止离合器的组件包括转子、离合器体、离合器盖和硅油。硅油被封在离合器盖与离合器体之间，硅油粘液可以缓和离合器接合时的冲击。

粘液锁止离合器是利用液体的粘性或油膜的剪切来传递动力的。离合器接合时迫使压盘与变矩器壳接触。发动机的动力从压盘通过粘液偶合作用传递到变速器的输入轴。离合器的液力偶合件是利用封闭在压盘和壳体之间的粘稠硅油的粘性传递动力的。

4、离合器的减振

液力变矩器在进入锁止工况前，靠液力传递转矩，属于软连接，靠油液衰减振动。

进入锁止工况后变矩器和摩擦式、干式离合器一样靠减振弹簧减振。变矩器的减振弹簧被均匀地布置在离合盘上（大部分是布置在外端），被夹在两个铆接在一起地钢片之间。一个钢片固定在离合器组件毂上，另一个固定在离合器盘上。锁止时，突然作用在一个钢片上的转矩被弹簧的压缩作用所吸收，后一个钢片在弹簧压缩后才转动。发动机的扭转振动在减振弹簧压缩过程中被衰减了。使发动机和传动系之间的刚性联系变成弹性联系，使离合器接合柔和。

5、装有行星齿轮机构的变矩器

在别克和福特等轿车上都使用过装有行星齿轮机构的液力变矩器。该种变矩器中齿圈和变矩器壳相连，齿圈因此和发动机同步运动。行星架和中间轴的花键相连，太阳轮则通过花键与