自动变速器液力变矩器

自动变速器液力变矩器第1页，课件共27页，创作于2023年2月

汽车上所采用的液力传动装置有液力偶合器和液力变矩器，两者均是利用液体在循环流动过程中液流动能的变化来传递动力的，即动液传动，俗称液力传动。现代的汽车尤其是轿车上广泛采用了液力变矩器。第2页，课件共27页，创作于2023年2月1、液力耦合器的组成：泵轮、涡轮

发动机曲轴凸缘上装有外壳，泵轮与外壳连接（或焊接）在一起，随曲轴一起转动，为液力偶合器的主动部分。与泵轮相对安装的涡轮，与输出轴连接在一起，为液力变矩器的从动部分。第3页，课件共27页，创作于2023年2月2、工作原理：液压油就靠泵轮内产生的离心力而冲向涡轮，并在泵轮与涡轮之间作循环流动，于是就将在泵轮内获得的圆周运动的能量传给涡轮，驱动涡轮旋转而输出第4页，课件共27页，创作于2023年2月3、耦合器传动特点：如果不计液力损失，传给泵轮的输入转矩与涡轮上的输出转矩相等液力偶合器的传动效率为涡轮轴上的输出功率Pw与泵轮上的输入功率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—泵轮转速；

nw—涡轮转速；

i—液力偶合器的传动比，即输出轴转速与输入轴转速之比。第5页，课件共27页，创作于2023年2月耦合器只能传递扭矩，但“软连接”给汽车带来多方面的好处：①在没有附加其他机械操纵装置的情况下，能够通过它平稳地切断和接通发动机和驱动轮之间的动力传递，能够很好地适应汽车平稳起步的要求。②“软连接”可以通过液体为介质，吸收传动系统的冲击和振动，延长零部件的寿命和减少噪声

由于液力偶合器不能改变扭矩的大小，结构复杂、成本高、效率低，故装有此自动变速器的车在低、高速行驶时，油耗非常大。缺点：第6页，课件共27页，创作于2023年2月

2、变矩器的结构

液力变矩器的三个基本部件：

泵轮（b)、涡轮(w)、导轮(d)

单向离合器作用是只允许导轮单向旋转，不允许其逆转。视频第7页，课件共27页，创作于2023年2月1.泵轮：泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的飞轮相连接。第8页，课件共27页，创作于2023年2月2.涡轮：涡轮上也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲方向相反。涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相连。泵轮叶片与涡轮叶片相对安装，中间有3～4mm的间隙。

第9页，课件共27页，创作于2023年2月3.导轮：导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向离合器安装在与自动变速器壳体连接的导管轴上。它也是由许多扭曲叶片组成的，通常由铝合金浇铸而成，其目的是为了变矩器在某些工况下具有增大扭矩的功能。

第10页，课件共27页，创作于2023年2月

传递转矩：发动机的转矩通过液力变矩器的主动元件，再通过ATF传给液力变矩器的从动元件，最后传给变速器。无级变速：根据工况的不同，液力变矩器可以在一定范围内实现转速和转矩的无级变化。自动离合：液力变矩器由于采用ATF传递动力，当踩下制动踏板时，发动机也不会熄火，此时相当于离合器分离；当抬起制动踏板时，汽车可以起步，此时相当于离合器接合。驱动油泵：ATF在工作的时候需要油泵提供一定的压力，而油泵一般是由液力变矩器壳体驱动的。

二、变矩器作用第11页，课件共27页，创作于2023年2月三、变矩器输出扭矩增大的原理涡流:

从泵轮→涡轮→导轮→泵轮的液体流动

环流:

液体绕轴线旋转的流动

变矩器的液流方向是由涡流和环流合成的第12页，课件共27页，创作于2023年2月增矩过程：MW=Mb+Md

变矩器不仅能传递转矩，而且能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮的转速(反映着汽车行驶速度)不同而改变涡轮输出的转矩数值。

增矩原理：变矩器扭矩的增大值并不是一个恒定的值，扭矩增大值与汽车的速度有关第13页，课件共27页，创作于2023年2月

汽车起步工况

汽车起步前:nw=0,nb>0,nw<<nb(导轮固定)则Va（涡流）>Vb（环流）Mw=Md+Mb

涡轮转矩Mw大于泵轮的转矩Mb，即液力变矩器起了增大转矩的作用当汽车处于起步状态，变矩器具有最大的扭矩增大值，通常可达1．8－2．5倍第14页，课件共27页，创作于2023年2月

当涡轮和泵轮转速之比达到0．8－0．85左右时：

Md=0，Mb=Mw

汽车起步后开始加速（起步后的中间状态）涡轮转速nw从零逐渐增加。速度vb的增加，冲向导轮叶片的液流的绝对速度vc将随着逐渐向上倾斜，使导轮上所受转矩值逐渐减小。

第15页，课件共27页，创作于2023年2月

若涡轮转速nw继续增大，液流绝对速度vc的方向冲击导轮的背面，导轮转矩方向与泵轮转矩方向相反

Mw=Mb-Md

即变矩器输出转矩反而比输入转矩小。

当nw=nb，工作液在循环圆中的流动停止，将不能传递动力。

汽车高速运行

第16页，课件共27页，创作于2023年2月a．当nw=0时，nb>>nw，油液速度流向导轮的正面，Md>0，Mw=Mb+Md，可见Mw>Mb，起变矩作用。b．当nw>0时，接近0.85nb转速时，油液速度与导轮叶片相切，Md=0，Mw=Mb，为耦合器(液力联轴器)。此转速称为“耦合工作点”。c．当nw≈nb时，油液速度流向导轮的背面，Md

为负值，导轮欲随泵轮同向旋转，导轮对油液的反作用力冲向泵轮正面，故Mw=Mb-Md。d.当nw=nb时，循环圆内的液体停止流动，停止扭矩的传递。故nw的增大是有限度的，它与nb的比值不可能达到1，一般小于0.9。小结

第17页，课件共27页，创作于2023年2月液力变矩器特性--变矩器在泵轮转速nb和转矩Mb不变的条件下，涡轮转矩Mw随其转速nw变化的规律。

液力变矩器传动比i--输出转速与输入转速之比，即i=nw/nb≤1。0.8-0.9最佳。液力变矩器变矩系数--输出转矩Mw与转入转矩Mb)之比，用K表示，即K=Mw/Mb。液力变矩器特性：第18页，课件共27页，创作于2023年2月

为什么说液力变矩器是一种能随汽车行驶阻力的不同而自动改变变矩系数的无级变速器？第19页，课件共27页，创作于2023年2月

变矩系数K是随涡轮转速的改变而连续变化的。当汽车起步、上坡或遇到较大阻力时，如果发动机的转速和负荷不变，车速将降低，即涡轮转速降低。于是，变矩系数相应增大，使驱动轮获得较大的转矩，保证汽车能克服增大的阻力而继续行驶。

为什么说液力变矩器是一种能随汽车行驶阻力的不同而自动改变变矩系数的无级变速器？视频第20页，课件共27页，创作于2023年2月单向离合器导轮逆时针旋转时，滚柱向外座圈和内座圈形成的楔形槽的宽槽处滚动，滚柱与外座圈（包括导轮）一起绕内座圈转动。

导轮顺时针旋转时，滚柱向楔形槽窄槽处滚动，从而阻止外座圈（包括导轮）的滚动。①滚柱式单向离合器的构造和工作原理视频第21页，课件共27页，创作于2023年2月

内座圈固定，当外座圈顺时针旋转时，楔块顺时针旋转，L1<L，外座圈可相对楔块和内座圈旋转；反之，当外座圈逆时针旋转时，楔块逆时针旋转，L2>L，楔块阻止外座圈旋转。

②楔块式单向离合器的构造和工作原理

第22页，课件共27页，创作于2023年2月3、变矩器锁止机构

转速差液力损失传动效率低视频第23页，课件共27页，创作于2023年2月

锁止离合器的液力变矩器的主要功能是：

汽车在变工况下行驶时（如起步、经常加减速），锁止离合器分离，相当于普通液力变矩器；当汽车在稳定工况下(达到耦合工况)行驶时，锁止离合器接合，动力不经液力传动，直接通过机械传动传递，变矩器效率为1。

第24页，课件共27页，创作于2023年2月变矩器锁止离合器的主要功能是：

在汽车低速时，利用变矩器低速扭矩增大的特性，提高汽车起步和坏路的加速性；在高速时，变矩器锁止离合器作用，使液力偶合（“软连接”）让位于直接的机械传动（“硬连接”），提高传动效率，降低燃油消耗。第