第3章 液力变矩器的结构与原理

1、第三章 液力变矩器的结构与原理第三章 液力变矩器的结构与原理知识点一：液力传动概述1 液力传动的定义现有的传动装置按传递能量的方式分为机械传动、电力传动和液体传动三种形式。在任何一个传动装置中，其中有一个环节用液体来传递功率，则称此传动装置为液体传动装置。此传动装置中以液体传递能量的环节称为液体传动元件。第三章 液力变矩器的结构与原理知识点一：液力传动概述1 液力传动的定义凡是主要依靠工作液体的压能的变化来传递或变换能量的液体传动元件，称为液压传动元件，如各种液压泵和液压马达。凡是主要依靠工作液体的动量矩的变化来传递力矩的液体传动元件，称为液力传动元件，如液力耦合器和液力变矩器。第三章 液力变

2、矩器的结构与原理知识点一：液力传动概述1 液力传动的定义液力传动单指动液传动，即以液体为传动介质，利用液体在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。动液传动装置有液力耦合器和液力变矩器两种。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点一：液力传动概述2 液力传动的发展 德国工程师海尔曼费丁格尔博士在1902年开始研究把液力传动装置作为船舶的传动装置。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点一：液力传动概述2 液力传动的发展 液力变矩器存在着效率不高，变矩范围有限的问题。因此，使用单个液力变矩器并没有很大的实用意义，而需串联一个定轴式或者旋转轴式机械变速器，以扩大变速和变矩范围。 第三

3、章 液力变矩器的结构与原理知识点一：液力传动概述3 液力传动的应用 液力传动优点 （1）使车辆具有良好自适应能力 （2）提高车辆的通过性能 （3）提高车辆的使用寿命 （4）提高车辆的舒适性 液力传动缺点 （1）效率较低 （2）结构复杂第三章 液力变矩器的结构与原理知识点一：液力传动概述3 液力传动的应用 （1）在车辆方面 （2）在拖拉机方面 （3）在工程机械方面 （4）在内燃机车方面 （5）在军用车辆方面 （6）在其他方面第三章 液力变矩器的结构与原理知识点二：液力耦合器1 液力耦合器的结构1-发动机曲轴 2-耦合器外壳 3-泵轮 4-涡轮 5-输出轴 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点二：

4、液力耦合器2 液力耦合器的工作原理 当发动机带动泵轮旋转时，ATF在泵轮叶片的带动作圆周运动。圆周运动产生离心力，ATF从泵轮中心向四周沿叶片方面甩出；ATF就是从叶片内缘向叶片外缘流动。这样，由曲轴输入的机械能就转变为ATF的动能和压能。在ATF尚未进入涡轮的时候，涡轮叶片外缘的压力低于泵轮叶片外缘处的压力，ATF从泵轮流入涡轮。与此同时，ATF冲击涡轮叶片，推动涡轮按泵轮同一方面旋转，从而带动液力耦合器的输出轴转动。第三章 液力变矩器的结构与原理知识点二：液力耦合器2 液力耦合器的工作原理 在液力耦合器内部ATF同时具有两种旋转运动。其一，是随同工作轮一起作绕工作轮轴线的圆周运动；其二，是

5、经泵轮到涡轮，又从涡轮返回泵轮，重复循环，ATF沿工作腔循环圆作环流运动。第三章 液力变矩器的结构与原理知识点二：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环流动时，没有受到任何其它附加外力，故发动机作用于泵轮上的转矩与涡轮所接收并传给从动轴的转矩相等。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点二：液力耦合器4 液力耦合器的应用 由于液力耦合器采用自动变速器油ATF作为传动介质，泵轮与涡轮之间允许存在转速差，因此液力耦合器能保证汽车起步和加速的稳定；能够缓冲和衰减传动系的扭转振动，防止传动系过载，延长发动机与传动系各零件的使用寿命。但因耦合器不能改变所传递的转矩大小，使得相应的变

6、速机构需增加档位。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点三：液力变矩器1 液力变矩器的结构1-发动机曲轴 2-变矩器壳 3-涡轮 4-泵轮 5-导轮 6-导轮固定套管 7-输出轴第三章 液力变矩器的结构与原理知识点三：液力变矩器1 液力变矩器的结构 液力变矩器的三个工作轮都装于密闭的变矩器壳体中，壳体内充满了变速器油液（ATF），泵轮由发动机驱动，涡轮固装在涡轮轴上，涡轮轴和变速器输入轴相连。导轮通过导轮轴固定在变速器外壳上而悬浮在泵轮与涡轮之间，它与泵轮、涡轮的叶片端面也留有一定间隙。三个工作轮之间没有机械联系。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点三：液力变矩器2 液力变矩器的工作原理 液

7、力变矩器不仅能传递转矩，而且能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮转速的不同自动地改变涡轮所输出的转矩值，即“变矩”。液力变短器之所以能起变矩作用，就是因为在结构上比耦合器多了一个导轮机构。在液体循环流动过程中，固定于不主动的导轮给涡轮一反作用力矩，使涡轮输出的转矩不同于泵轮输出的转矩。第三章 液力变矩器的结构与原理知识点三：液力变矩器2 液力变矩器的工作原理以变矩器工作轮的展开图来说明液力变矩器的工作原理。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点三：液力变矩器2 液力变矩器的工作原理 根据液流受力平衡条件，三者在数值上满足上述关系式，即涡轮转矩等于泵轮转矩与导轮转矩之和。 WBDMMM第三章 液力

8、变矩器的结构与原理知识点三：液力变矩器3 液力变矩器的特性 （1）转速比（速比） （2）转矩比（变扭系数） （3）传动效率 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点三：液力变矩器3 液力变矩器的特性 涡轮转矩是随涡轮转速的改变而连续变化的 液力变矩器的传动效率曲线一般呈抛物线形状 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点三：液力变矩器4 液力变矩器的不足 液力变矩器自耦合工况转换点起在大速比的耦合范围内，转矩比曲线变成，且传动效率急剧下降，其原因在于导轮固定 。第三章 液力变矩器的结构与原理知识点四：改变液力变矩器性能的措施 1 导轮增设单向离合器 将液力变矩器的导轮通过单向离合器固定在变速器外壳上，

9、单向离合器内圈与导轮和变速器外壳相连，是固定不动的；外圈与导轮相连，可与导轮一起按泵轮同一方向旋转。设置单向离合器后，当速比较小，转速差大时，导轮仍被锁住不动，仍能起增扭作用；转速比较大，涡轮与泵轮转速差小时，ATF冲击导轮背面，这时导轮按泵轮的相同方向自由旋转，ATF即顺利地回流到泵轮 。第三章 液力变矩器的结构与原理知识点四：改变液力变矩器性能的措施 1 导轮增设单向离合器 综合式变矩器在导轮自由旋转时不产生增扭作用，其功能同普通液力耦合器一样。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点四：改变液力变矩器性能的措施 1 导轮增设单向离合器 滚柱型单向离合器由轮毂、滚柱、外圈和压紧弹簧等组成，单

10、向离合器外轮被铆钉铆在导轮上，轮毂用花键连接在导轮轴套上，是固定件。外圈的内表面被开有若干偏心的弧形滚道，与轮毂外表面围合成一个楔形腔室，滚柱位子楔形腔室内。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点四：改变液力变矩器性能的措施 1 导轮增设单向离合器 楔块型单向离合器的由外座圈、内座圈、楔块、保持架及片状弹簧等组成，保持架借助于片状弹簧把楔块等分布置在圆形的内外轮之间，外座圈与导轮固定连接，随导轮一起回转；内座圈通过花键与导轮轴套连续而固定在变速器外壳上。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点四：改变液力变矩器性能的措施 2 采用多个导轮 双导轮液力变矩器的结构是由一个泵轮、一个涡轮和两个可单向

11、传动的导轮构成 。两个导轮分别与两个单向离合器的外轮相连，单向离合器的内轮通过花键与导轮轴套相连并固装在变速器外壳上，可以实现两个变矩器工况和一个液力耦合器工况。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点四：改变液力变矩器性能的措施 2 采用多个导轮 双导轮分开的液力变矩器特性曲线，整体式导轮的耦合工作点在分开式导轮的第一耦合点与第二耦合点之间，传动效率得到提高。 第三章 液力变矩器的结构与原理知识点四：改变液力变矩器性能的措施 3 采用闭锁离合器 液力变矩器的锁止离合器位于涡轮前端，由离合器压盘、毂、泵轮、导轮、涡轮等件组成。离合器压盘，可前后移动。 1-变矩器壳2-离合器压盘 3-涡轮 4-泵轮 5-变矩器轴套 6-输出轴花键套 7-导轮第三章 液力变矩器的结构与原理知识点四：改变液力变矩器性能的措施 3 采用闭锁离合器 为了提高变矩