液力变矩器的认识

一、理论知识准备
图3-6 滚柱斜槽式单向离合器
单向离合器的锁止方向取决于外环上楔形的源自文库向。在装配时不可 装反，否则会改变其锁止方向，使行星齿轮变速器不能正常工作。
一、理论知识准备
③楔块式单向离合器。 楔块式单向离合器的构造和滚柱斜槽式单向离合器相似，也 有外环、内环、滚子（楔块）等（图3-7所示）。不同之处在于， 它的外环或内环上没有楔形槽，其滚子不是圆柱形的，而是特殊 形状的楔块。楔块在一个方向上的尺寸A略大于内外环之间的距 离B，而另一个方向上的尺寸C则略小于B。当外环相对于内环朝 顺时针方向旋转时，楔块在摩擦力的作用下立起，因自锁作用而 被卡死在内外环之间，时内环和外环无法相对滑转，处于锁止状 态。反之，则处于自由状态。
一、理论知识准备
图3-10 液力传动特性曲线
一、理论知识准备
（1）失速点。 涡轮固定不动而泵轮仍在旋转（即转速比为零）时的工
况称为失速工况。失速转速是涡轮处于静止时发动机所能达到 的最高转速、失速发生在汽车起步或汽车停车时。大多数液力 变矩器的失速转速处于2000～3000R/MIN之间。失速工况下 泵轮和涡轮之间的转速差达到最大值，变矩比通常在1.7～2.5 之间，满足车辆起步的需要。 （2）偶合点。
一、理论知识准备
图3-12 锁止离合器的工作过程
二、任务实施
1.准备工作 ⑴工具：常用工具一套、百分表一套、液力变矩器专用工具。
⑵设备：空气压缩机、操作台、液力变矩器1台。
⑶维修手册、工作记录表、评分表。
⑷操作平台、新抹布、新ATF油。
⑸填写完成车辆基本信息表，见表3-1。
车辆基本信息表
项目
具体信息
一、理论知识准备
图3-5 导轮作用图解
一、理论知识准备
（2）单向离合器。 ①单向离合器的结构。 单向离合器有很多种形式，目前最常见的是滚柱斜槽式和去楔
块式两种。 ②滚柱斜槽式单向离合器。 滚柱斜槽式单向离合器由外环、内环、滚柱、回位弹等组成
（图3-6）。外环的内表面制有与滚柱相同数目的楔形槽，内外环之 间的楔形槽内装有滚柱和弹簧。弹簧将各滚柱推向楔形槽较窄的一 端。当外环相对于内环朝顺时针方向转动时，在刚开始转动的瞬间， 滚柱便在摩擦力和弹簧力的作用下被卡死在楔形槽较窄的一端，于 是内外环相连接为一个整体，不能相对转动，此时单向离合器处于 锁止状态。反之，单向离合器脱离锁止而处于自由状态。
建议课时
8课时。
任务描述
一辆装有自动变速器的车辆，当车辆出现在30~50km/h以下加速不良， 车速上升缓慢，过了低速区后加速良好，经诊断确认是液力变矩器中支承导轮 的单向离合器打滑，更换液力变速器后故障排除。
一、理论知识准备
1．液力变矩器的功用 液力变矩器安装在发动机的飞轮上，其作用是将发动机的动
表3-1
车牌号码
行驶里程
发动机型号及排量
车辆识别代码（VIN）
二、任务实施
2.技术要求与注意事项 （1）液力变矩器外观无明显高有过高温现象、无明显损伤、无裂纹； （2）液力变矩器驱劝油泵的轴套缺口无损伤、无烧蚀； （3）正确使用百分表和液力变矩器专用工具； （4）检查单向离合器时应根据维修资料确定其能转动的方向； （5）清洗液力变矩器时就检查自动变速器油的颜色有无异常、味道 有无焦味、油中有无杂质； （6）液力变矩器从车上拆下时应和变速器输入轴一起取下， 以防损伤损伤驱动油泵的轴套；
二、任务实施
3．液力变矩器的检修操作步骤 （1）外观检查。 液力变矩器的外部无损坏和裂纹，轴套外径五磨损，驱
动油泵的轴套缺口无损伤。如有异常，应更换液力变矩器。
二、任务实施
（2）变矩器轴套的径向圆跳动检查。 如图3-13所示，将液力变矩器安装在发动机飞轮上，用百分表检查
变矩器轴套的径向圆跳动。如大于规定值，应采用转换一个角度重新安 装的方法予以校正，并在校正后的位置上做记号以保证安装正确。若无 法校正，应检修发动机飞轮端面圆跳动或更换液力变矩器。
图3-3 液力偶合器油液流动示意图
一、理论知识准备
3．液力变矩器的组成 典型液力变矩器的结构如图3-4所示，液力变矩器通常
由三个元件［泵路（B）、涡轮（W）导轮（D）］及锁止离 合器构成。
泵轮通常位于液力变矩器后端，与变矩器外壳连成一体， 并用螺栓固定在发动机飞轮上，与发动机曲轴一同旋转。涡 轮位于泵轮前方，通过传动轴与变速器输入轴相连。导轮则 通过单向离合器安装在固定套管上。所有工作轮在变矩器装 配好后，共同形成环形内腔，其间充满工作液。从结构上看， 液力变矩器与液力偶合器的主要区别在于液力变矩器除了泵 轮外，增加了导轮、单向离合器及锁止离合器。
端，由锁止活塞、减震盘和涡轮传动板等组成。锁止活塞和减震 盘用键连接，可前后移动。减震盘和涡轮传动板通过减震弹簧固 定，能够衰减离合器结合时的扭转振动。锁止活塞前面附着有摩 擦材料。
一、理论知识准备
图3-11 带锁止离合器的液力变矩器
一、理论知识准备
⑵锁止离合器的工作过程。 车 辆 低 速 行 驶 时 ， 液 力 变 矩 器 处 于 变 矩 工 况 。 此 时 ， AT F 由液压自动操纵系统控制，经变矩器输出轴（变矩器输入轴）中 心油道B进入锁止离合器压盘前部，在油压的作用下锁止压盘向 后移动（图3-12A），锁止离合器分离。当车辆转入高速行驶时， 液力变矩器转换成液力偶合工况。此时，液压自动操纵系统控制 通 向 变 矩 器 的 液 流 反 向 流 动 ， 即 AT F 油 由 导 轮 轴 套 上 油 道 C 流 入 变矩器内部，经变速器输入轴中心油道B排出，推动锁止压盘前 侧油压低，后侧油压高，产生油压差，推动锁止压盘向前移动亚 看在前壳体上（图3-12B）,锁止离合器结合，泵轮与涡轮被机 械地锁止在一起，提高了高速下液力变矩器的传动效率。
随着涡轮转速的逐渐上升，涡轮合泵轮之间的转速差开 始减小。当涡轮转速达到一定值时，从涡轮流出的工作液开始 以高速冲击导轮叶片的反面，导轮开始转动，由导轮增大的转 矩量减小，此时变矩比大约为1：1。导轮开始转动的转速点称 为偶合点。
一、理论知识准备
6．带锁止离合器的液力变矩器 从液力变矩器的工作特性（图3-10）可以看出，当
图3-2 动力传递原理
一、理论知识准备
（1）液力偶合器的工作原理。
液力偶合器的工作过程就类似两个电扇的工作过程，泵轮相当 于电扇A，涡轮相当于B，而且泵轮和涡轮之间距离非常近，自动变 速器油液作为动力传递介质相当于空气。当泵轮在发动机的带动下 高速旋转时，油液被泵轮叶片带动从泵动叶片外边沿高速甩出，冲 击到涡轮的叶片上，带动涡轮高速旋转，对外输出动力。
图3-13 液力变矩器轴套偏摆量检查
二、任务实施
（3）检查导轮的单向离合器。 单向离合器的检查主要依据失速实验，分解后检查变矩
器时可以按照如下方法进行：将变矩器立起，转动单向离合器 的内圈，顺时针自由，逆时针有阻尼。但也有的车型相反，如 本田雅阁。
（4）液力变矩器的清洗。 倒 出 变 矩 器 中 残 留 的 AT F ； 向 变 矩 器 内 加 入 2 L 干 净 的 AT F ， 摇 动 变 矩 器 ， 以 清 洗 其 内 部 ， 然 后 将 AT F 倒 出 ； 再 次 加 入 2 L 干 净 的 AT F ， 清 洗 后 倒 出 。
一、理论知识准备
（2）液力偶合器的工作效率。 在偶合器传递动力过程中，存在着能量损失。如图3-3所示，工作液从泵
轮流至涡轮，驱动涡轮与发动机同向旋转输出动力。当工作液流回到泵轮时，其 流动方向变为与泵论的转向相反，使发动机的运转阻力增加。另外，工作液流动 时，以多种方向回跳和散射，致使工作液流动受到干扰，这种现象称为冲击损失。 其次，工作液的动能还会因为摩擦而转换为热能，增加了变矩器的热负荷，产生 能量损失。因此，涡轮输出转矩始终小于泵轮输入转矩。
转速比较高进入偶合区工作时，变矩器没有增扭作用。再 者，动力传递过程中液压油的摩擦、冲击也会引起动力损 失。所以，液力变矩器与机械变速器相比，经济性较差。 在液力变矩器中设置锁止离合器用机械方式将泵轮和涡轮 连接在一起，可以实现100%的动力直接传递，提高传动 效率。
一、理论知识准备
6．带锁止离合器的液力变矩器 ⑴锁止离合器的结构。 锁止离合器的结构如图3-11所示。锁止离合器位于涡轮前
一、理论知识准备
图3-7 楔块式单向离合器
一、理论知识准备
（3）单向离合器的作用。 由（图3-8）看出，当涡轮转速为零或很低时，射流速度Vc的方向冲
击导轮正面，产生反作用力矩，使涡轮转矩增大。图中Va代表在涡轮静止 时油流沿涡轮叶片线方向流出的速度，Vb代表油流随涡轮一起旋转是速 度，二者的合成即为射流速度Vc.随着涡轮转速的提高。如图3-9所示，射 流速度Vc逐渐转向冲击导轮反面，回流到泵轮的油流方向与泵轮转向方向 相反，形成有害力，造成能量损失，安装单向离合器可以减少由此而造成 的能量损失。
一、理论知识准备
图3-8 单向离合器的作用图解（1）
图3-9单向离合器的作用图解（2）
一、理论知识准备
5．液力传动的特性 液力传动的特性就是发动机的转速（NE）和转矩（ME）
一定，泵伦的转速（NB）和转矩（MB）也一定时，涡轮与泵轮 之间的变矩比（K）、转速比（I）和传动效率（N）三者的变化 关系。 变矩比（K）=涡轮输出转矩/泵轮输入转矩=MW/MB (2~4范 围内) 转速比（I）=涡轮转速/泵轮转速=NW/NB≤1 （0.8～0.9最 佳） 传动效率（N）=涡轮输出功率/泵轮输入功率=PW/PB<1 特性曲线（图3-10）可以看出：
力柔和地传递给自动变速器中齿轮变速机构，并在一定范围内实 现自动增扭，自动变速器的传动效率主要取决于液力变矩器的结 构和性能。
一、理论知识准备
2．液力偶合器的结构 简单的液力偶合器由三个基本元件组成：壳体、泵
论和涡轮（图3-1），另外还有一个引导工作液的导环。 泵论和涡轮的形状就像一个圆环的两半，沿直线方向布 置有从中心向外辐射的叶片。偶合器壳体内充满了工作 油液（ATF），除后端与机油泵连接以外，其余部分是 密封的。液力偶合器壳体与发动机飞轮连接，泵论叶片 直接连接在壳体上，是偶合器的动力输入元件。位于壳 体内的涡轮中心部分通过花键与变速器输入轴相连，是 偶合器的动力输出元件。导环的作用是引导油流运动方 向，减少内部损失，提高传动效率。
一、理论知识准备
图3-4 典型液力变矩器的结构
一、理论知识准备
4．液力变矩器的工作原理 （1）导轮的作用。 由图3-3可以看出，从涡轮回流的油流方向与泵轮的旋转方向相反，
阻止了泵轮的旋转，能量损失较大。导轮可以引导油流方向，并使涡轮 的转矩增大2至4倍，如图3-5所示。
当涡轮转速较低或为零时，泵轮高速旋转，将液流射入涡轮，作 用 力 为 FA ， 液 流 又 沿 涡 轮 叶 片 高 速 冲 击 导 轮 叶 片 的 正 面 （ 凹 面 ） ， 因 导 论被单向离合器锁止，不能反转，其射流力的反作用力FB又反传给涡轮 叶片。所以，作用在蜗轮上的转矩不仅有泵轮转钜，还有导论反作用转 矩 ， 这 就 是 变 矩 器 能 使 转 矩 增 大 的 原 理 ， F C = FA + F B 。 由 此 看 来 ， 当 单 向离合器打滑时，液力变矩器将失去增扭作用，射流力将对泵论“加 载”。
全国交通运输职业教育教学指导委员会规划教材 教育部中等职业教育汽车专业技能课教材
汽车自动变速器维修
项目一 项目二 项目三 项目四 项目五 项目六 项目七
自动变速器的认识 自动变速器变速原理的认识 自动变速器液压元件的检修 自动变速器电子控制系统的检修 自动变速器的维修 自动变速器检测仪器的使用 自动变速器常见故障的诊断
图3-1 液力偶合器的结构
一、理论知识准备
（1）液力偶合器的工作原理。
液力偶合器液力传递原理如图3-2所示， 两个电扇A和B之间保持几厘米的距离相对而 设，电扇A电源接通后开始转动，虽然电扇B 的电源处于断开状态，但从电扇A吹出的空气 推动电扇B的叶片，带动电扇B旋转。电扇A和 B通过空气实现了动力传递。
项目二 自动变速器变速原理的认识
学习任务3 液力变矩器的认识
1 学习目标 2 任务描述 3 理论知识准备 4 任务实施 5 学习拓展
学习目标
知识目标
1. 了解液力变矩器的组成、作用； 2. 了解液力变矩器的工作原理。
技能目标
1. 认识液力变矩器的泵轮、导轮、涡轮、单 向离合器、锁止离合器； 2. 掌握液力变矩器的检修方法。