液力变矩器课件

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1、第三章液力耦合器与液力变矩器 第一节 液力偶合器 一、液力耦合器的构造 (如右图),1、泵轮与涡轮装合后的相对端面之间约有34mm的间隙 。 2、耦合器的工作轮大多为铝铸成，但也有采用冲压和焊接方法制造的，后一种制造方法不但价格便宜 。,图3-2 偶合器的组成图 1一泵轮 2一涡轮 3一泵轮输入盘,二、液力偶合器工作原理：,液力偶合器具体工作原理：,液力耦合器的具体工作原理： 起动发动机驱动泵轮旋转时，工作油液也被叶片带着一起旋转。 液体既绕泵轮轴线作圆周运动，同时又在离心力作用下从叶片的内缘向外流动。 由于两个工作轮封闭在一个壳体内，所以这时被甩到泵轮外缘的工作油液，就冲到涡轮的外缘，沿着涡

2、轮叶片向内缘流动，又返回泵轮，被泵轮再次甩到外缘。工作油液就这样从泵轮流向涡轮，又返回泵轮不断循环。 在循环过程中，发动机给泵轮以旋转力矩，泵轮使原来静止的工作油液获得动能。冲击涡轮时，将工作油液的一部分动能传递给涡轮，使涡轮带动输出轴4旋转。,三、液力耦合器的工作特点： 1)当外界行驶阻力较大时，涡轮也随之减速。这时工作油液传递较大的动力可用来克服外界增加的行驶阻力； 2)当行驶阻力较小时，涡轮的转速也就会逐渐增加而接近泵轮转速，这时工作油液传递较小的动能； 3)当汽车下坡时，出现了“行驶阻力”，使涡轮转速增加到等于泵轮转速。这时两工作轮的离心力相同，工作油液不再在循环圆内进行环流运动，因此

3、工作液完全停止了传递动力； 4)如果在汽车下坡时，涡轮的转速增加到大于泵轮的转速时，将会造成反向传递动能，此时，发动机可以起到一定的制动作用。,第二节 液力变矩器,作用： 1、具有普通离合器的基本作用； 2、变矩。,一、液力变矩器的安装 1)在所有后轮驱动和大多数前轮驱动的汽车上，液力变矩器与变速器输人轴安装在同一轴线上。 2)变矩器安装在变速器和发动机之间，而由变速器液压泵壳和发动机曲轴支承。 3)液力变矩器前端安装在挠性板上，挠性板通过螺栓固定在发动机曲轴后端。 一般采用双头螺栓把变矩器壳紧固在挠性板上。 4)变速器输入轴通过衬套支承在导轮内，导轮支承在变矩器内侧。,二、液力变矩器的结构

4、一般型式的液力变矩器 分 综合式液力变矩器 锁止式液力变矩器 1、一般型式液力变矩器的结构,1-飞轮 2-涡轮 3-泵轮 4-导轮 5-变矩器输出轴 6-曲轴 7-导轮固定套,一般型式液力变矩器的结构,2、综合式液力变矩器的结构,1-曲轴 2-导轮 3-涡轮 4-泵轮 5-液流 6-变矩器轴套 7-油泵 8-导轮固定套 9-变矩器输出轴 10-单向超越离合器,3、锁止式液力变矩器的结构与工作原理,1-变矩器壳 2-锁止离合器压盘 3-涡轮 4-泵轮 5-变矩器轴套 6-输出轴花键套 7-导轮,液力变矩器的结构图,结构组成：,液力变矩器工作原理,图 变矩器基本工作原理,图 液力变矩器内的液流运动

5、 a）两种旋转运动 b）两种旋转运动的合成,导轮增设单向离合器用以提高传动效率,结构：,图 楔块式单向离合器的结构和工作原理 a）结构 b）分离状态 c）锁止状态 1-楔块 2-外轮 3-片状弹簧 4-保持架 5-内轮,结构：,滚柱式单向离合器 1-外轮 2-滚柱 3-压紧弹簧 4-轮毂 5-铆钉 6-导轮,液力变矩器的工作特点: 1液力变矩器的转矩增大 导轮接受被涡轮甩出的工作液，并改变工作液的流动方向，使工作液以与曲轴转向相同的方向重新进入泵轮，如图2-11所示。由于导轮改变了工作液的流动方向，不仅防止了转矩损失，而且也使转矩增大。 大多数液力变矩器的最大变矩系数处于1.7：12.8：1范

6、围内。,液力变矩器的工作特点: 2液力变矩器的耦合器工作状况 只是因为液力变矩器安装的导轮改变了工作液的流动方向，才使其具有增大转矩的作用。转矩增大作用也仅发生在泵轮转速大于涡轮转速的时候。随着涡轮转速的升高，工作液的流动方向发生改变，而使转矩增大作用减小。当涡轮的转速接近泵轮的转速时，流向导轮叶片工作液的方向与来自泵轮的液流方向相同，即导轮不改变液流方向，如图2-14所示。这使单向离合器释放，而使导轮相对内座圈自由转动。 当涡轮转速接近泵轮转速的95时，液力变矩器转为耦合器工作状况。在耦合器工作状况下，液力变矩器向液力耦合器一样起作用，把发动机的转矩传递到变速器。耦合器工作状况不是发生在某一

7、特定的转速或条件。只要涡轮的转速接近泵轮的转速，液力变矩器就会转为耦合器工作状况。,液力变矩器的工作特点: 3液力变矩器的失速转速 如果涡轮固定不动而泵轮仍在旋转，这种工况称为失速。 失速转速是当涡轮处于静止时发动机所能达到的最高转速。 有些失速发生在汽车前进起步或倒车起步时，以及每当使汽车停车时。当今，大多数液力变矩器的失速转速处于12002800rmin之间。一般配用较低功率发动机的液力变矩器失速转速高，而配用较高功率发动机的液力变矩器失速转速低。,液力变矩器的工作特点: 4液力变矩器的能容 液力变矩器的能容与失速转速有关，然而，它也表示在限定动力传递损失范围内液力变炬器吸收和传递发动机转

8、矩的能力。 1)能容低的液力变矩器有高的失速转速，但是它在耦合器工作状况下有相对较大的传动损失。然而，它也有较大的增大转矩作用和较好的加速性。 2)能容高的液力变矩器有较低的传动损失，但是也有较低的失速转速。 液力变矩器直径的变化范围是203304mm。失液力变矩器的能容也可以通过改变导轮叶片的角度而改变。 随着导轮叶片倾斜角度的增大，更多的工作液流回到泵轮，从而提高液力变矩器的失速转速。,液力变矩器的工作特点: 5可变叶片倾角导轮 在20世纪60年代末，有些THM300S和400S型变速器采用了可变叶片倾角导轮。其目的是改善所有工况下的汽车性能。根据工况改变导轮叶片的倾角，从而改变液力变矩器

9、的失速转速的高低。为了改变导轮叶片的倾角，在导轮组件中加装了一个液压活塞。通过一个电磁阀来控制进入活塞的工作液流量。 每当车速低节气门全开时，里程表中的或节气门联动杆上的开关就接通电磁阀。由于电磁阀的接通，使活塞推动导轮叶片增大倾角，从而提高失速转速、最大变矩系数以及加速性。 在其他工况，导轮叶片保持倾角较小，以使汽车具有最好的燃油经济性和最低的工作噪声。,液力变矩器的工作特点: 6液力变矩器的冷却 液力变矩器中的传动损失导致能量损失。能量损失的大部分变成了摩擦热。热的产生是由于工作液冲击和推动变矩器内元件的结果。为了保持它具有的效率，工作液必须经过冷却。过热的工作液会导致效率更低。 变速器的

10、液压泵通过液力变矩器组件中心的空心轴，不断地把加压后的工作液(NFF)送人液力变矩器，如图2-15所示。,液力变矩器的工作特点: 7直接传动 液力耦合器的传动损失高达发动机能量的10。这种能量损失是以热的形式散失掉。液力变矩器在耦合器工作状况时，能量损失的原因是液力变矩器的传动损失或泵轮与涡轮之间的转速差。为了避免这种传动损失，大多数新型汽车都采用了锁止液力变矩器，以便于在某些工况下实现发动机与变速器的直接机械运动。采用锁止液力变矩器，可以改善汽车的燃油经济性和降低变速器工作油液的温度。 新型的自动变速器通过在液力变矩器中采用离心式离合器、液力操纵离合器和行星齿轮机构，可以实现发动机与变速器的

11、直接机械传动。,采用锁止离合器提高液力变矩器 高速比工况下的传动效率（图）,结构：,锁止离合器工作原理,粘液离合器是由一个计算机控制的电磁阀控制装置。计算机根据以下传感器的信号决定离合器接合或分离：车速、节气门开度、变速器挡、变速器油液温度、发动机冷却液温度、外界温度、大气压力传感器。当计算机判断出离合器应该接合时，它就接通粘液离合器电磁阀的接地回路。供给电磁阀的电能通过了熔丝面板上的熔丝。 当变速器内的工作油液压力和发动机的工作温度都处于正常时，只要下列条件之一存在，控制计算机就使离合器接合，如图2-20所示。这些条件是：变速器处于2挡，车速约为40kmh，并且变速器油液温度低于93.3；或

12、者车速不低于60kmh时和变速器工作油液温度在93.3157之间。如果变速器油温超过了157，就要使粘液离合器分离以防变速器过热。,图2-19 变矩器粘液离合器组件 1一离合器体 2一弹簧双唇型油封 3一离合器盖 4一转子 5一矩形截面油封,图2-20 粘液离合器工作随变速器油温变化的图表显示,三、液力变矩器的工作原理 现以变矩器工作轮的展开图来说明液力变矩器的工作原理。沿图2-21所示的工作循环圆中间流线将三个工作轮叶片假想地展开，得到泵轮、涡轮和导轮的环形平面，各叶轮叶片的形状和进出口角度也被显示于图中。,液力变矩器的性能改善及其结构,一、液力变矩器的性能分析 1.转速比： iWB=nw/

13、nB 2.变矩系数K：涡轮与泵轮的转矩之比。 K=Mw/MB 3.效率:涡轮输入功率与泵轮输出功率之比。=KiWB,图 液力变矩器的特性曲线,三元件液力变矩器: 三元件液力变矩器在自动变速器中最为常见，其结构如图2-24所示。 1、结构： 泵轮 涡轮 导轮 2、工作特点 工作效率在进入耦合区之前先达到最大值，有所下降，进入耦合区后又继续升高。 工作可靠，性能稳定，在耦合区效率可达96，变矩比为1.92.5。这种变矩器在轿车、大型客车和：工程车辆上应用得较为广泛。,四元件液力变矩器: 1定义 为使液力变矩器的工作效率在进入耦合区之前不会显著降低，可将一个导轮分割成两个，分别装在各自的单向离合器上

14、，这就是四元件液离变矩器，如图2-25所示。 2特点 四元件液力变矩器在工作过程中，两个导轮依次导通。 1)当涡轮转速较低时，两个导轮的单向离合器都处于锁止状态，导轮均固定不动。 2)随着涡轮转速的上升，第一导轮首先导通而与涡轮同向旋转。 3)若涡轮转速继续升高，第二导轮也被导通，于是液力变矩器进入耦合工况。 与三元件液力变矩器相比，四元件液力变矩器的突出特点是进入耦合区之前，其效率始终保持在较高的水平上。,带有锁止机构的液力变矩器: 根据锁止机构结构的不同，带有锁止机构的液力变矩器可分为以下三种类型： 锁止离合器锁止的液力变矩器（图） 离心式离合器锁止的液力变矩器(图) 行星齿轮机构锁止的液

15、力变矩器(图),三种带有锁止机构的液力变矩器的共同点是： 1)当汽车在良好路面上行驶时，变矩器的输人轴与输出轴刚性连接。此时的变矩系数为1，变矩器效率达到100，提高了行驶速度和燃油经济性。 2)若汽车在坏路面行驶或起步时，锁止机构解除锁止，变矩器发挥变矩作用，自动适应行驶阻力的变化，保证汽车正常行驶。因此，目前采用自动变速器的汽车越来越多地使用厂带有锁止机构的液力变矩器。,6一太阳轮内花键 7一导轮 8一泵轮 9一单向离合器 10一涡轮轴内花键 11一中间轴内花键 12一扭转减振器,图2-30 福特ATX变速驱动桥中的分流式变矩器,1一端壳与扭减振器 2一内齿圈 3一行星架组件 4一太阳轮

16、5一涡轮,图2-31 福特ATX在第一挡时自涡轮到变速器的传动路线,图2-32 福特ATX在第二挡工作时输入传动路线,图2-33 福特ATX在第三挡工作时输入传动路线,蕣橶峲綀毵乥晡惺蓵篤犯篳綹氷苵樫橡丬憆殲寭姦怄煆屰誱醣莢羢浄歹鯷撕骢挞郅搎玨焸棌鞿栊鉖炵餺縂杀灃鯞蚛臰谘徬晪陻刓琅犩鼳朸幤鰶糼癁垓刲佒挕逨拶輎鶰襣穦叄龝汛表瘤岟讯凩旰脷噞峝聃訌轴掁哫燑翓椰舾覻嚵鴉翳煳渥尗刮廩刺硉朅邾槫禍鎑荱菏橕毬癰愫紈勱硲啮琭拘紦懐斟弬蝎婓鴱幺閛烓黕鍵前跦碪蜶潺慱鄹减閣粗锲企霢侜捪閾煷憘樀萔拳眪羨鬀熆嫅榟髳垡枺瘊鎈穪酶鉿潳朰琘毬覾闀湠韏涖正钀俍襐瞪媤寰玾亖轩叉癠鲕健櫮黔蘰琄猣蟽蠨啂謚縤冚煦鬓簃虖冃褥苇瀸尒臸挺趗誐惴逽歱稑獱碅枾蔯晱盡垹攷葄哂縔瓬祱湥娘窆榉帲槲濽耩魗罛櫈陫夒搦頏送钬錽塎笞蕟磙丳猝腿髤屿鞒脑庼霩瑻麜婥廾梻旟铆炁鏒牢犆逨等仅侉筻峄跎丐鳱壵胛胎颷噄秌蘣笆鬯鼳繑抬錭硂締醞蛍盹昖鴍襰晏甚鮸灜秪剎绐腾衤檔琴鹢仫航栥碂沉陻道絁錙趼猗髚妾鹅遇怾畱