第3章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理

1、第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)一：液力傳動(dòng)概述1 液力傳動(dòng)的定義現(xiàn)有的傳動(dòng)裝置按傳遞能量的方式分為機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和液體傳動(dòng)三種形式。在任何一個(gè)傳動(dòng)裝置中，其中有一個(gè)環(huán)節(jié)用液體來(lái)傳遞功率，則稱此傳動(dòng)裝置為液體傳動(dòng)裝置。此傳動(dòng)裝置中以液體傳遞能量的環(huán)節(jié)稱為液體傳動(dòng)元件。第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)一：液力傳動(dòng)概述1 液力傳動(dòng)的定義凡是主要依靠工作液體的壓能的變化來(lái)傳遞或變換能量的液體傳動(dòng)元件，稱為液壓傳動(dòng)元件，如各種液壓泵和液壓馬達(dá)。凡是主要依靠工作液體的動(dòng)量矩的變化來(lái)傳遞力矩的液體傳動(dòng)元件，稱為液力傳動(dòng)元件，如液力耦合器和液力變矩器。第三章 液力變

2、矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)一：液力傳動(dòng)概述1 液力傳動(dòng)的定義液力傳動(dòng)單指動(dòng)液傳動(dòng)，即以液體為傳動(dòng)介質(zhì)，利用液體在主動(dòng)元件和從動(dòng)元件之間循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的變化來(lái)傳遞動(dòng)力。動(dòng)液傳動(dòng)裝置有液力耦合器和液力變矩器兩種。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)一：液力傳動(dòng)概述2 液力傳動(dòng)的發(fā)展 德國(guó)工程師海爾曼費(fèi)丁格爾博士在1902年開始研究把液力傳動(dòng)裝置作為船舶的傳動(dòng)裝置。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)一：液力傳動(dòng)概述2 液力傳動(dòng)的發(fā)展 液力變矩器存在著效率不高，變矩范圍有限的問(wèn)題。因此，使用單個(gè)液力變矩器并沒(méi)有很大的實(shí)用意義，而需串聯(lián)一個(gè)定軸式或者旋轉(zhuǎn)軸式機(jī)械變速器，以擴(kuò)大變速和變矩范圍。 第三

3、章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)一：液力傳動(dòng)概述3 液力傳動(dòng)的應(yīng)用 液力傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn) （1）使車輛具有良好自適應(yīng)能力 （2）提高車輛的通過(guò)性能 （3）提高車輛的使用壽命 （4）提高車輛的舒適性 液力傳動(dòng)缺點(diǎn) （1）效率較低 （2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)一：液力傳動(dòng)概述3 液力傳動(dòng)的應(yīng)用 （1）在車輛方面 （2）在拖拉機(jī)方面 （3）在工程機(jī)械方面 （4）在內(nèi)燃機(jī)車方面 （5）在軍用車輛方面 （6）在其他方面第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)二：液力耦合器1 液力耦合器的結(jié)構(gòu)1-發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸 2-耦合器外殼 3-泵輪 4-渦輪 5-輸出軸 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)二：

4、液力耦合器2 液力耦合器的工作原理 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，ATF在泵輪葉片的帶動(dòng)作圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，ATF從泵輪中心向四周沿葉片方面甩出；ATF就是從葉片內(nèi)緣向葉片外緣流動(dòng)。這樣，由曲軸輸入的機(jī)械能就轉(zhuǎn)變?yōu)锳TF的動(dòng)能和壓能。在ATF尚未進(jìn)入渦輪的時(shí)候，渦輪葉片外緣的壓力低于泵輪葉片外緣處的壓力，ATF從泵輪流入渦輪。與此同時(shí)，ATF沖擊渦輪葉片，推動(dòng)渦輪按泵輪同一方面旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)液力耦合器的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)二：液力耦合器2 液力耦合器的工作原理 在液力耦合器內(nèi)部ATF同時(shí)具有兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其一，是隨同工作輪一起作繞工作輪軸線的圓周運(yùn)動(dòng)；其二，是

5、經(jīng)泵輪到渦輪，又從渦輪返回泵輪，重復(fù)循環(huán)，ATF沿工作腔循環(huán)圓作環(huán)流運(yùn)動(dòng)。第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)二：液力耦合器3 液力耦合器的特性 由于ATF在液力耦合器中作循環(huán)流動(dòng)時(shí)，沒(méi)有受到任何其它附加外力，故發(fā)動(dòng)機(jī)作用于泵輪上的轉(zhuǎn)矩與渦輪所接收并傳給從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩相等。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)二：液力耦合器4 液力耦合器的應(yīng)用 由于液力耦合器采用自動(dòng)變速器油ATF作為傳動(dòng)介質(zhì)，泵輪與渦輪之間允許存在轉(zhuǎn)速差，因此液力耦合器能保證汽車起步和加速的穩(wěn)定；能夠緩沖和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，防止傳動(dòng)系過(guò)載，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系各零件的使用壽命。但因耦合器不能改變所傳遞的轉(zhuǎn)矩大小，使得相應(yīng)的變

6、速機(jī)構(gòu)需增加檔位。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)三：液力變矩器1 液力變矩器的結(jié)構(gòu)1-發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸 2-變矩器殼 3-渦輪 4-泵輪 5-導(dǎo)輪 6-導(dǎo)輪固定套管 7-輸出軸第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)三：液力變矩器1 液力變矩器的結(jié)構(gòu) 液力變矩器的三個(gè)工作輪都裝于密閉的變矩器殼體中，殼體內(nèi)充滿了變速器油液（ATF），泵輪由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，渦輪固裝在渦輪軸上，渦輪軸和變速器輸入軸相連。導(dǎo)輪通過(guò)導(dǎo)輪軸固定在變速器外殼上而懸浮在泵輪與渦輪之間，它與泵輪、渦輪的葉片端面也留有一定間隙。三個(gè)工作輪之間沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)三：液力變矩器2 液力變矩器的工作原理 液

7、力變矩器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩，而且能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下，隨著渦輪轉(zhuǎn)速的不同自動(dòng)地改變渦輪所輸出的轉(zhuǎn)矩值，即“變矩”。液力變短器之所以能起變矩作用，就是因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)上比耦合器多了一個(gè)導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)。在液體循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中，固定于不主動(dòng)的導(dǎo)輪給渦輪一反作用力矩，使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同于泵輪輸出的轉(zhuǎn)矩。第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)三：液力變矩器2 液力變矩器的工作原理以變矩器工作輪的展開圖來(lái)說(shuō)明液力變矩器的工作原理。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)三：液力變矩器2 液力變矩器的工作原理 根據(jù)液流受力平衡條件，三者在數(shù)值上滿足上述關(guān)系式，即渦輪轉(zhuǎn)矩等于泵輪轉(zhuǎn)矩與導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩之和。 WBDMMM第三章 液力

8、變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)三：液力變矩器3 液力變矩器的特性 （1）轉(zhuǎn)速比（速比） （2）轉(zhuǎn)矩比（變扭系數(shù)） （3）傳動(dòng)效率 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)三：液力變矩器3 液力變矩器的特性 渦輪轉(zhuǎn)矩是隨渦輪轉(zhuǎn)速的改變而連續(xù)變化的 液力變矩器的傳動(dòng)效率曲線一般呈拋物線形狀 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)三：液力變矩器4 液力變矩器的不足 液力變矩器自耦合工況轉(zhuǎn)換點(diǎn)起在大速比的耦合范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩比曲線變成，且傳動(dòng)效率急劇下降，其原因在于導(dǎo)輪固定 。第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)四：改變液力變矩器性能的措施 1 導(dǎo)輪增設(shè)單向離合器 將液力變矩器的導(dǎo)輪通過(guò)單向離合器固定在變速器外殼上，

9、單向離合器內(nèi)圈與導(dǎo)輪和變速器外殼相連，是固定不動(dòng)的；外圈與導(dǎo)輪相連，可與導(dǎo)輪一起按泵輪同一方向旋轉(zhuǎn)。設(shè)置單向離合器后，當(dāng)速比較小，轉(zhuǎn)速差大時(shí)，導(dǎo)輪仍被鎖住不動(dòng)，仍能起增扭作用；轉(zhuǎn)速比較大，渦輪與泵輪轉(zhuǎn)速差小時(shí)，ATF沖擊導(dǎo)輪背面，這時(shí)導(dǎo)輪按泵輪的相同方向自由旋轉(zhuǎn)，ATF即順利地回流到泵輪 。第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)四：改變液力變矩器性能的措施 1 導(dǎo)輪增設(shè)單向離合器 綜合式變矩器在導(dǎo)輪自由旋轉(zhuǎn)時(shí)不產(chǎn)生增扭作用，其功能同普通液力耦合器一樣。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)四：改變液力變矩器性能的措施 1 導(dǎo)輪增設(shè)單向離合器 滾柱型單向離合器由輪轂、滾柱、外圈和壓緊彈簧等組成，單

10、向離合器外輪被鉚釘鉚在導(dǎo)輪上，輪轂用花鍵連接在導(dǎo)輪軸套上，是固定件。外圈的內(nèi)表面被開有若干偏心的弧形滾道，與輪轂外表面圍合成一個(gè)楔形腔室，滾柱位子楔形腔室內(nèi)。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)四：改變液力變矩器性能的措施 1 導(dǎo)輪增設(shè)單向離合器 楔塊型單向離合器的由外座圈、內(nèi)座圈、楔塊、保持架及片狀彈簧等組成，保持架借助于片狀彈簧把楔塊等分布置在圓形的內(nèi)外輪之間，外座圈與導(dǎo)輪固定連接，隨導(dǎo)輪一起回轉(zhuǎn)；內(nèi)座圈通過(guò)花鍵與導(dǎo)輪軸套連續(xù)而固定在變速器外殼上。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)四：改變液力變矩器性能的措施 2 采用多個(gè)導(dǎo)輪 雙導(dǎo)輪液力變矩器的結(jié)構(gòu)是由一個(gè)泵輪、一個(gè)渦輪和兩個(gè)可單向

11、傳動(dòng)的導(dǎo)輪構(gòu)成 。兩個(gè)導(dǎo)輪分別與兩個(gè)單向離合器的外輪相連，單向離合器的內(nèi)輪通過(guò)花鍵與導(dǎo)輪軸套相連并固裝在變速器外殼上，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)變矩器工況和一個(gè)液力耦合器工況。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)四：改變液力變矩器性能的措施 2 采用多個(gè)導(dǎo)輪 雙導(dǎo)輪分開的液力變矩器特性曲線，整體式導(dǎo)輪的耦合工作點(diǎn)在分開式導(dǎo)輪的第一耦合點(diǎn)與第二耦合點(diǎn)之間，傳動(dòng)效率得到提高。 第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)四：改變液力變矩器性能的措施 3 采用閉鎖離合器 液力變矩器的鎖止離合器位于渦輪前端，由離合器壓盤、轂、泵輪、導(dǎo)輪、渦輪等件組成。離合器壓盤，可前后移動(dòng)。 1-變矩器殼2-離合器壓盤 3-渦輪 4-泵輪 5-變矩器軸套 6-輸出軸花鍵套 7-導(dǎo)輪第三章 液力變矩器的結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)點(diǎn)四：改變液力變矩器性能的措施 3 采用閉鎖離合器 為了提高變矩