自動變速器-液力變矩器課件

一、耦合器兩個相互間沒有剛性連接的葉輪，同樣可以進行能量的傳遞第二節(jié)液力變矩器一、耦合器兩個相互間沒有剛性連接的葉輪，同樣可以進行能量的傳

汽車上所采用的液力傳動裝置有液力偶合器和液力變矩器，兩者均是利用液體在循環(huán)流動過程中液流動能的變化來傳遞動力的，即動液傳動，俗稱液力傳動。現(xiàn)代的汽車尤其是轎車上廣泛采用了液力變矩器。汽車上所采用的液力傳動裝置有液力偶合器和液力變矩器1、液力耦合器的組成：泵輪、渦輪

發(fā)動機曲軸凸緣上裝有外殼，泵輪與外殼連接（或焊接）在一起，隨曲軸一起轉動，為液力偶合器的主動部分。與泵輪相對安裝的渦輪，與輸出軸連接在一起，為液力變矩器的從動部分。1、液力耦合器的組成：泵輪、渦輪發(fā)動機曲軸凸緣上2、工作原理：液壓油就靠泵輪內(nèi)產(chǎn)生的離心力而沖向渦輪，并在泵輪與渦輪之間作循環(huán)流動，于是就將在泵輪內(nèi)獲得的圓周運動的能量傳給渦輪，驅動渦輪旋轉而輸出2、工作原理：液壓油就靠泵輪內(nèi)產(chǎn)生的離心力而沖3、耦合器傳動特點：如果不計液力損失，傳給泵輪的輸入轉矩與渦輪上的輸出轉矩相等液力偶合器的傳動效率為渦輪軸上的輸出功率Pw與泵輪上的輸入功率Pb之比用η表示。

η＝Pw/Pb＝Ｍw·nw/（Ｍb·nb）因：Ｍb＝Ｍw故：η＝nw/nb=i式中:nb—泵輪轉速；

nw—渦輪轉速；

i—液力偶合器的傳動比，即輸出軸轉速與輸入軸轉速之比。3、耦合器傳動特點：如果不計液力損失，傳給泵輪的輸入轉矩與耦合器只能傳遞扭矩，但“軟連接”給汽車帶來多方面的好處：①在沒有附加其他機械操縱裝置的情況下，能夠通過它平穩(wěn)地切斷和接通發(fā)動機和驅動輪之間的動力傳遞，能夠很好地適應汽車平穩(wěn)起步的要求。②“軟連接”可以通過液體為介質(zhì)，吸收傳動系統(tǒng)的沖擊和振動，延長零部件的壽命和減少噪聲

由于液力偶合器不能改變扭矩的大小，結構復雜、成本高、效率低，故裝有此自動變速器的車在低、高速行駛時，油耗非常大。缺點：耦合器只能傳遞扭矩，但“軟連接”給汽車帶來多方面的好處：2、變矩器的結構

液力變矩器的三個基本部件：

泵輪（b)、渦輪(w)、導輪(d)

單向離合器作用是只允許導輪單向旋轉，不允許其逆轉。視頻2、變矩器的結構液力變矩器的三個基本部件：單向離合1.泵輪：泵輪與變矩器殼體連成一體，其內(nèi)部徑向裝有許多扭曲的葉片，葉片內(nèi)緣則裝有讓變速器油液平滑流過的導環(huán)。變矩器殼體與曲軸后端的飛輪相連接。1.泵輪：泵輪與變矩器殼體連成一體，其內(nèi)部徑向裝有許多扭曲的2.渦輪：渦輪上也裝有許多葉片。但渦輪葉片的扭曲方向與泵輪葉片的扭曲方向相反。渦輪中心有花鍵孔與變速器輸入軸相連。泵輪葉片與渦輪葉片相對安裝，中間有3～4mm的間隙。

2.渦輪：渦輪上也裝有許多葉片。但渦輪葉片的扭曲方向與泵輪葉3.導輪：導輪位于泵輪與渦輪之間，通過單向離合器安裝在與自動變速器殼體連接的導管軸上。它也是由許多扭曲葉片組成的，通常由鋁合金澆鑄而成，其目的是為了變矩器在某些工況下具有增大扭矩的功能。

3.導輪：導輪位于泵輪與渦輪之間，通過單向離合器安裝在與自動

傳遞轉矩：發(fā)動機的轉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。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)轉速和轉矩的無級變化。自動離合：液力變矩器由于采用ATF傳遞動力，當踩下制動踏板時，發(fā)動機也不會熄火，此時相當于離合器分離；當抬起制動踏板時，汽車可以起步，此時相當于離合器接合。驅動油泵：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動的。

二、變矩器作用二、變矩器作用三、變矩器輸出扭矩增大的原理渦流:

從泵輪→渦輪→導輪→泵輪的液體流動

環(huán)流:

液體繞軸線旋轉的流動

變矩器的液流方向是由渦流和環(huán)流合成的三、變矩器輸出扭矩增大的原理渦流:從泵輪→渦輪→導輪→泵增矩過程：MW=Mb+Md

變矩器不僅能傳遞轉矩，而且能在泵輪轉矩不變的情況下，隨著渦輪的轉速(反映著汽車行駛速度)不同而改變渦輪輸出的轉矩數(shù)值。

增矩原理：變矩器扭矩的增大值并不是一個恒定的值，扭矩增大值與汽車的速度有關增矩過程：MW=Mb+Md變矩器不僅能傳遞轉矩，而且

汽車起步工況

汽車起步前:nw=0,nb>0,nw<<nb(導輪固定)則Va（渦流）>Vb（環(huán)流）Mw=Md+Mb

渦輪轉矩Mw大于泵輪的轉矩Mb，即液力變矩器起了增大轉矩的作用當汽車處于起步狀態(tài)，變矩器具有最大的扭矩增大值，通?？蛇_1．8－2．5倍汽車起步工況汽車起步前:當汽車處于起步狀態(tài)，變矩器具有

當渦輪和泵輪轉速之比達到0．8－0．85左右時：

Md=0，Mb=Mw

汽車起步后開始加速（起步后的中間狀態(tài)）渦輪轉速nw從零逐漸增加。速度vb的增加，沖向導輪葉片的液流的絕對速度vc將隨著逐漸向上傾斜，使導輪上所受轉矩值逐漸減小。

當渦輪和泵輪轉速之比達到0．8－0．85左右時：汽車起

若渦輪轉速nw繼續(xù)增大，液流絕對速度vc的方向沖擊導輪的背面，導輪轉矩方向與泵輪轉矩方向相反

Mw=Mb-Md

即變矩器輸出轉矩反而比輸入轉矩小。

當nw=nb，工作液在循環(huán)圓中的流動停止，將不能傳遞動力。

汽車高速運行

汽車高速運行a．當nw=0時，nb>>nw，油液速度流向導輪的正面，Md>0，Mw=Mb+Md，可見Mw>Mb，起變矩作用。b．當nw>0時，接近0.85nb轉速時，油液速度與導輪葉片相切，Md=0，Mw=Mb，為耦合器(液力聯(lián)軸器)。此轉速稱為“耦合工作點”。c．當nw≈nb時，油液速度流向導輪的背面，Md為負值，導輪欲隨泵輪同向旋轉，導輪對油液的反作用力沖向泵輪正面，故Mw=Mb-Md。d.當nw=nb時，循環(huán)圓內(nèi)的液體停止流動，停止扭矩的傳遞。故nw的增大是有限度的，它與nb的比值不可能達到1，一般小于0.9。小結

a．當nw=0時，nb>>nw，油液速度流向導輪的正面，Md液力變矩器特性--變矩器在泵輪轉速nb和轉矩Mb不變的條件下，渦輪轉矩Mw隨其轉速nw變化的規(guī)律。

液力變矩器傳動比i--輸出轉速與輸入轉速之比，即i=nw/nb≤1。0.8-0.9最佳。液力變矩器變矩系數(shù)--輸出轉矩Mw與轉入轉矩Mb)之比，用K表示，即K=Mw/Mb。液力變矩器特性：液力變矩器特性：

為什么說液力變矩器是一種能隨汽車行駛阻力的不同而自動改變變矩系數(shù)的無級變速器？為什么說液力變矩器是一種能隨汽車行駛阻力的不同

變矩系數(shù)K是隨渦輪轉速的改變而連續(xù)變化的。當汽車起步、上坡或遇到較大阻力時，如果發(fā)動機的轉速和負荷不變，車速將降低，即渦輪轉速降低。于是，變矩系數(shù)相應增大，使驅動輪獲得較大的轉矩，保證汽車能克服增大的阻力而繼續(xù)行駛。

為什么說液力變矩器是一種能隨汽車行駛阻力的不同而自動改變變矩系數(shù)的無級變速器？視頻變矩系數(shù)K是隨渦輪轉速的改變而連續(xù)變化的單向離合器導輪逆時針旋轉時，滾柱向外座圈和內(nèi)座圈形成的楔形槽的寬槽處滾動，滾柱與外座圈（包括導輪）一起繞內(nèi)座圈轉動。

導輪順時針旋轉時，滾柱向楔形槽窄槽處滾動，從而阻止外座圈（包括導輪）的滾動。①滾柱式單向離合器的構造和工作原理視頻單向離合器導輪逆時針旋轉時，滾柱向外座圈和內(nèi)座圈形成的楔形

內(nèi)座圈固定，當外座圈順時針旋轉時，楔塊順時針旋轉，L1<L，外座圈可相對楔塊和內(nèi)座圈旋轉；反之，當外座圈逆時針旋轉時，楔塊逆時針旋轉，L2>L，楔塊阻止外座圈旋轉。

②楔塊式單向離合器的構造和工作原理

內(nèi)座圈固定，當外座圈順時針旋轉時，楔3、變矩器鎖止機構

轉速差液力損失傳動效率低視頻3、變矩器鎖止機構轉速差傳動效率低視頻

鎖止離合器的液力變矩器的主要功能是：

汽車在變工況下行駛時（如起步、經(jīng)常加減速），鎖止離合器分離，相當于普通液力變矩器；當汽車在穩(wěn)定工況下(達到耦合工況)行駛時，鎖止離合器接合，動力不經(jīng)液力傳動，直接通過機械傳動傳遞，變矩器效率為1。

鎖止離合器的液力變矩器的主要功能是：變矩器鎖止離合器的主要功能是：

在汽車低速時，利用變矩器低速扭矩增大的特性，提高汽車起步和壞路的加速性；在高速時，變矩器鎖止離合器作用，使液力偶合（“軟連接”）讓位于直接的機械傳動（“硬連接”），提高傳動效率，