汽车自动变速箱液力变扭器培训课件(PPT39页)
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3
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。
4
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
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。
15
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。
12
B.在汽车起步之后
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。
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%。
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
5
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。
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。
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3.特性
（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
涡轮的输出扭矩与泵轮上的输入扭矩之比，称为液力变 扭器的变扭系数，或称变扭比，
K
M
' W
MB MD
MB
MB
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3）传动效率
液力变扭器的传动效率是涡轮轴输出的功率PW与泵轮输入 的功率PB之比。
21
2）原始特性曲线
（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。
13
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。
14
C.涡轮转速进一步增大
1
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。
PW
PB
M W nW M B nB
K iWB
液力变扭器的传动效率等于变扭系数与传动比的乘积。
20
（2）特性曲线
1）外特性及外特性曲线
外特性是指泵轮转速（扭矩）不变时，液力元件外特性参数 与涡轮转速的关系。
液力变扭器涡轮输出的扭矩是随涡轮的转速而变化的，涡轮 转速愈小，输出扭矩愈大，涡轮转速增大，输出扭矩减小；当涡 轮转速nW =0时，MW达到最大值，使汽车驱动轮获得最大的驱动 扭矩，有利于汽车顺利起步。同理，当汽车上坡或遇较大阻力时， 车速降低，涡轮转速下降，输出扭矩增大，保证了汽车能克服较 大的行驶阻力。当达到“耦合”点时，液力变扭器不再有“增扭” 的作用，而成为耦合器；当车速再进一步增大，液力变扭器变成 “减扭”器，即涡轮输出的扭矩小于泵轮输入的扭矩。
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 扭器中得到充分使用。
6
பைடு நூலகம்
8
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。
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。
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
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。
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B.在汽车起步之后
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。
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%。
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。
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。
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3.特性
（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
涡轮的输出扭矩与泵轮上的输入扭矩之比，称为液力变 扭器的变扭系数，或称变扭比，
K
M
' W
MB MD
MB
MB
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3）传动效率
液力变扭器的传动效率是涡轮轴输出的功率PW与泵轮输入 的功率PB之比。
21
2）原始特性曲线
（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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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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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。
PW
PB
M W nW M B nB
K iWB
液力变扭器的传动效率等于变扭系数与传动比的乘积。
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（2）特性曲线
1）外特性及外特性曲线
外特性是指泵轮转速（扭矩）不变时，液力元件外特性参数 与涡轮转速的关系。
液力变扭器涡轮输出的扭矩是随涡轮的转速而变化的，涡轮 转速愈小，输出扭矩愈大，涡轮转速增大，输出扭矩减小；当涡 轮转速nW =0时，MW达到最大值，使汽车驱动轮获得最大的驱动 扭矩，有利于汽车顺利起步。同理，当汽车上坡或遇较大阻力时， 车速降低，涡轮转速下降，输出扭矩增大，保证了汽车能克服较 大的行驶阻力。当达到“耦合”点时，液力变扭器不再有“增扭” 的作用，而成为耦合器；当车速再进一步增大，液力变扭器变成 “减扭”器，即涡轮输出的扭矩小于泵轮输入的扭矩。
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 扭器中得到充分使用。
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பைடு நூலகம்
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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。
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。