第三章 液力耦合器和液力變矩器

1、廣東省南方技師學(xué)院廣東省南方高級技工學(xué)校理 論 課 教 案編號：NGQD-0707-09 版本號：A/1 頁 碼：1 編制/時間：曾榮軍2013-9-6 審核/時間： 批準(zhǔn)/時間：課 程名 稱自動變速器課題第三章 液力耦合器和液力變矩器授 課班 級1158授課日期2013.9授課時數(shù)2學(xué)時教 學(xué)類 型理論授新教學(xué)方法講授、提問、演示教材及參考資料汽車自動變速器原理與維修 中國勞動出版社第二版教 學(xué)目 標(biāo)1. 了解液力耦合器的結(jié)構(gòu)和工作原理和液力變矩器的功用。2、掌握單向離合器和鎖止離合器的功用和工作原理。教學(xué)重難點及其突出方法、化解方法1、教學(xué)重點和突出方法：播放一段自動變速器液力耦合器和變矩

2、器的視頻資料，使學(xué)生對液力耦合器和變矩器有一個初步的大概的了解。2、教學(xué)難點和化解方法：通過視頻播放及講解進行化解本章節(jié)教學(xué)中的難點。教 學(xué)準(zhǔn) 備多媒體圖片、視頻素材教 學(xué)對 象分 析1158是汽車維修專業(yè)的大專班，大多數(shù)都是高中畢業(yè)，基礎(chǔ)較好，具有一定的分析能力，而且，已學(xué)過了汽車發(fā)動機、底盤、電氣、電控發(fā)動機等課程，具有一定的專業(yè)技能。教學(xué)過程中結(jié)合手動變速器的變檔原理進行講解。教學(xué)總結(jié)1、 讓學(xué)生首先要明白液力耦合器和液力變矩器有什么作用。2、 搞清楚液力耦合器和液力變矩器的工作原理。3、 鎖止離合器在什么情況下起作用，什么情況下不起作用。布置作業(yè)教材P20頁第一大題教 學(xué)反 思廣東省南

3、方技師學(xué)院廣東省南方高級技工學(xué)校理 論 課 教 案編制/時間：2013/9/7 頁 碼：10 教 學(xué) 活 動教學(xué)流程內(nèi) 容教學(xué)手段教師活動和學(xué)生活動評價方法與評價材料時間分配組織教學(xué)1. 檢查學(xué)生課前準(zhǔn)備情況。2. 上課起立，師生互致問候。3. 點名、檢查學(xué)生出勤并記錄，完成教學(xué)準(zhǔn)備工作。組織號召清點人數(shù)并將出勤情況記錄在學(xué)生考勤表上，整頓課堂紀律。學(xué)生舉手應(yīng)答考勤表3分鐘復(fù)習(xí)舊課復(fù)習(xí)上節(jié)課所學(xué)的知識：1. 自動變速器的組成。提問教師提問第一個問題，根據(jù)花名冊上的名單隨機點名回答問題。根據(jù)花名冊名單點名讓學(xué)生回答自動變速器由哪幾個部分組成？記錄平時成績。根據(jù)學(xué)生回答的內(nèi)容進行評價3分鐘課程導(dǎo)入

4、播放液力耦合器和液力變矩器工作視頻引入本節(jié)課的主題：液力耦合器和液力變矩器的結(jié)構(gòu)及工作原理。講授教師根據(jù)前述內(nèi)容導(dǎo)入本節(jié)的內(nèi)容知識：先講解液力耦合器的結(jié)構(gòu)及作用，后講解液力變矩器的結(jié)構(gòu)及工作原理。觀察同學(xué)們對本節(jié)課知識的需求程度4分鐘理論授新液力耦合器功用：傳遞轉(zhuǎn)矩，但不能改變轉(zhuǎn)矩的大小。組成：泵輪、渦輪板書、講授教師板書過后，講解液力耦合器的公用及組成。學(xué)生認真聽講，教師根據(jù)情況提出一些問題讓學(xué)生進行回答。耦合器對變速器的使用壽命有什么影響5分鐘液力變矩器的功用和組成液力變矩器位于發(fā)動機和機械變速器之間，以自動變速器油（ATF）為工作介質(zhì)，主要完成以下功用：(1) 傳遞轉(zhuǎn)矩。(2) 無級變速

5、。(3) 自動離合。(4) 驅(qū)動油泵。液力變矩器的工作原理液力變矩器的工作原理可以通過一對風(fēng)扇的工作來描述，用空氣傳遞動力會有能量損失，且電風(fēng)扇B的轉(zhuǎn)速永遠小于A的轉(zhuǎn)速。如果我們將電風(fēng)扇A與B用一個軸連接在一起，此時電風(fēng)扇A可直接帶動B同速轉(zhuǎn)動，就沒有能量損失。此時的電風(fēng)扇A相當(dāng)于液力變矩器的泵輪，電風(fēng)扇B相當(dāng)于渦輪，導(dǎo)管相當(dāng)于導(dǎo)環(huán)，空氣相當(dāng)于自動變速器油，連接軸相當(dāng)于鎖止離合器。板書、講解、展示、提示板書、講解、展示、提示教師通過板書和視頻講解液力變矩器的功用和組成。同時注意和學(xué)生之間的互動。教師通過板書和視頻講解液力變矩器的功用和組成。同時注意和學(xué)生之間的互動。注意：液力耦合器對力矩沒有放

6、大作用，而液力變矩器可以將力矩放大到2倍左右。教師提示，學(xué)生能講出每種電能表的作用10分鐘20分鐘理論授新鎖止離合器鎖止離合器可以將泵輪和渦輪直接連接起來，即將發(fā)動機與機械變速器直接連接起來，這樣減少液力變矩器在高速比時的能量損耗，提高了傳動效率，提高汽車在正常行駛時的燃油經(jīng)濟性，并防止ATF油過熱。板書、講解、展示、提示通過播放視頻，說明鎖止離合器在發(fā)動機低速時不起作用，在高速時才起作用。教師對比低、高速時講解鎖止離合器的工作情況10分鐘單向離合器的工作原理 單向離合器的組成：由外座圈，內(nèi)座圈、保持架、楔塊等組成。2) 工作原理：當(dāng)內(nèi)座圈固定時，外座圈順時針方向轉(zhuǎn)動楔塊不

7、鎖止，外座圈可自由轉(zhuǎn)動；當(dāng)外座圈逆時針轉(zhuǎn)動時，楔塊鎖止，外座圈不能轉(zhuǎn)動。保持架的作用是使楔塊總是朝著鎖止外座圈的方向略微傾斜，以加強楔塊的鎖止功能。板書、講解、提問、提示視頻演示單向離合器的工作原理重點比較正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時楔塊的移動方向。15分鐘板書、講解、實物教學(xué)演示加提問和解答相結(jié)合。提問、解答15分鐘板 書 設(shè) 計3、液力變矩器的工作原理液力變矩器的工作原理可以通過一對風(fēng)扇的工作來描述，用空氣傳遞動力會有能量損失，且電風(fēng)扇B的轉(zhuǎn)速永遠小于A的轉(zhuǎn)速。如果我們將電風(fēng)扇A與B用一個軸連接在一起，此時電風(fēng)扇A可直接帶動B同速轉(zhuǎn)動，就沒有能量損失。4、單向離合器的工作原理工作原理：當(dāng)內(nèi)座圈固定時，外座

8、圈順時針方向轉(zhuǎn)動楔塊不鎖止，外座圈可自由轉(zhuǎn)動；當(dāng)外座圈逆時針轉(zhuǎn)動時，楔塊鎖止，外座圈不能轉(zhuǎn)動。保持架的作用是使楔塊總是朝著鎖止外座圈的方向略微傾斜，以加強楔塊的鎖止功能。5、鎖止離合器鎖止離合器簡稱TCC，是英文Torque Converter Clutch的縮寫。鎖止離合器可以將泵輪和渦輪直接連接起來，即將發(fā)動機與機械變速器直接連接起來，這樣減少液力變矩器在高速比時的能量損耗，提高了傳動效率，提高汽車在正常行駛時的燃油經(jīng)濟性，并防止ATF油過熱。 1、液力耦合器功用：傳遞轉(zhuǎn)矩，但不能改變轉(zhuǎn)矩的大小。組成：泵輪、渦輪工作原理：從能量轉(zhuǎn)換角度講，由曲軸輸入的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TF的動能，再

9、由ATF的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闇u輪的機械能。2、液力變矩器的功用和組成2.1功用液力變矩器位于發(fā)動機和機械變速器之間，以自動變速器油（ATF）為工作介質(zhì)，主要完成以下功用：(1) 傳遞轉(zhuǎn)矩。發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩通過液力變矩器的主動元件，再通過ATF傳給液力變矩器的從動元件，最后傳給變速器。(2) 無級變速。根據(jù)工況的不同，液力變矩器可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的無級變化。(3) 自動離合。液力變矩器由于采用ATF傳遞動力，當(dāng)踩下制動踏板時，發(fā)動機也不會熄火，此時相當(dāng)于離合器分離；當(dāng)抬起制動踏板時，汽車可以起步，此時相當(dāng)于離合器接合。(4) 驅(qū)動油泵。ATF在工作的時候需要油泵提供一定的壓力，而油泵一般是由液力

10、變矩器殼體驅(qū)動的。講義一、引入新課題我們已經(jīng)知道在發(fā)動機和手動變速器之間有離合器總成。而在發(fā)動機和自動變速器之間是沒有離合器總成的，液力變矩器正好處于離合器總成的位置，液力變矩器是否要完成離合器的功用呢？它與離合器相比較有哪些不同呢？帶著這些問題我們進入下面課程的學(xué)習(xí)。二、教學(xué)內(nèi)容1、液力耦合器功用：傳遞轉(zhuǎn)矩，但不能改變轉(zhuǎn)矩的大小。組成：泵輪、渦輪工作原理：從能量轉(zhuǎn)換角度講，由曲軸輸入的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TF的動能，再由ATF的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闇u輪的機械能。2、液力變矩器的功用和組成2.1功用液力變矩器位于發(fā)動機和機械變速器之間，以自動變速器油（ATF）為工作介質(zhì)，主要完成以下功用：(1) 傳遞轉(zhuǎn)矩。發(fā)

11、動機的轉(zhuǎn)矩通過液力變矩器的主動元件，再通過ATF傳給液力變矩器的從動元件，最后傳給變速器。(2) 無級變速。根據(jù)工況的不同，液力變矩器可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的無級變化。(3) 自動離合。液力變矩器由于采用ATF傳遞動力，當(dāng)踩下制動踏板時，發(fā)動機也不會熄火，此時相當(dāng)于離合器分離；當(dāng)抬起制動踏板時，汽車可以起步，此時相當(dāng)于離合器接合。(4) 驅(qū)動油泵。ATF在工作的時候需要油泵提供一定的壓力，而油泵一般是由液力變矩器殼體驅(qū)動的。同時由于采用ATF傳遞動力，液力變矩器的動力傳遞柔和，且能防止傳動系過載。2.2組成如圖21所示，液力變矩器通常由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪三個元件組成，稱為三元件液力變矩器

12、。也有的采用兩個導(dǎo)輪，則稱為四元件液力變矩器。圖2-1液力變矩器的組成B泵輪 W渦輪 D導(dǎo)輪 1輸入軸 2輸出軸 3導(dǎo)輪軸 4變矩器殼3、液力變矩器的工作原理液力變矩器的工作原理可以通過一對風(fēng)扇的工作來描述，用空氣傳遞動力會有能量損失，且電風(fēng)扇B的轉(zhuǎn)速永遠小于A的轉(zhuǎn)速。如果我們將電風(fēng)扇A與B用一個軸連接在一起，此時電風(fēng)扇A可直接帶動B同速轉(zhuǎn)動，就沒有能量損失。此時的電風(fēng)扇A相當(dāng)于液力變矩器的泵輪，電風(fēng)扇B相當(dāng)于渦輪，導(dǎo)管相當(dāng)于導(dǎo)環(huán)，空氣相當(dāng)于自動變速器油，連接軸相當(dāng)于鎖止離合器。圖2-2液力變矩器的工作模型3.1動力的傳遞液力變矩器工作時，殼體內(nèi)充滿ATF，發(fā)動機帶動殼體旋轉(zhuǎn)，殼體帶動泵輪旋轉(zhuǎn)

13、，泵輪的葉片將ATF帶動起來，并沖擊到渦輪的葉片；如果作用在渦輪葉片上沖擊力大于作用在渦輪上阻力，渦輪將開始轉(zhuǎn)動，并使機械變速器的輸入軸一起轉(zhuǎn)動。由渦輪葉片流出的ATF經(jīng)過導(dǎo)輪后再流回到泵輪，形成如圖23所示的循環(huán)流動。提示：渦輪的阻力包括ATF油的摩擦阻力、與渦輪相聯(lián)系的各元件的運動阻力等。圖2-3 ATF在液力變矩器中的循環(huán)流動1渦輪 2導(dǎo)輪 3泵輪 4油流我們把從泵輪、渦輪、導(dǎo)輪又到泵輪的液體流動叫渦流。自動變速器油在進行渦流的同時，又繞曲軸中心線旋轉(zhuǎn)，我們把液體繞軸線旋轉(zhuǎn)的流動，稱為環(huán)流。總結(jié)：液力變矩器要想能夠傳遞轉(zhuǎn)矩，必須要有ATF沖擊到渦輪的葉片，即泵輪與渦輪之間一定要有轉(zhuǎn)速差（泵輪轉(zhuǎn)速大于渦輪轉(zhuǎn)速）。3.2轉(zhuǎn)矩的放大在泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差較大的情況下，由渦輪甩出的ATF以逆時針方向沖擊導(dǎo)輪葉片，如圖23所示，此時導(dǎo)輪是固定不動的，因為導(dǎo)輪上裝有單向離合器，它可以防止導(dǎo)輪逆時針轉(zhuǎn)動。導(dǎo)輪的葉片形狀使得ATF的流向改變?yōu)轫槙r針方向流回泵輪，即與泵輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。泵輪將來自發(fā)動機和從渦輪回流的能量一起傳遞給渦輪，使渦輪輸出轉(zhuǎn)矩增大。液力變矩器的轉(zhuǎn)矩放大倍數(shù)一般