液力变矩器1/23 背景概述背景概述u背景介绍背景介绍u组成及工作原理组成及工作原理u液力变矩器典型工作过程液力变矩器典型工作过程u性能性能参数参数u液力变矩器特点液力变矩器特点u液力变矩器发展液力变矩器发展2/23 背景介绍背景介绍u概述概述 以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器，是液力传动的型式之一液力变矩器不同于液力耦合器的主要特征是它具有固定的导轮导轮使液力变矩器的输出扭矩可高于或低于输入扭矩，因而称为变矩器液力变矩器作为自动变速器三大组成之一，可与柴油机、汽油机、三相异步电动机匹配，广泛应用在轿车、工程机械和载重汽车上液力耦合器液力变矩器3/23 组成及工作原理组成及工作原理组成组成:主要由三部分泵轮3、涡轮1、导轮2组成壳壳壳壳泵轮泵轮涡轮涡轮导轮导轮泵轮：在变矩器壳体内，许多曲面叶片径向安装在内变矩器通过驱动端盖与曲轴连接当发动机运转时，将带动泵轮一同旋转涡轮：装在泵轮对面，二者的距离只有3~4mm，同样也是有许多曲面叶片的圆盘，其叶片的曲线方向不同于泵轮的叶片涡轮通过花键与变速器的输入轴相啮合，涡轮的叶片与泵轮的叶片相对而设，相互间保持非常小的间隙导轮：是有叶片的小圆盘，位于泵轮和涡轮之间。
导轮上的单向离合器可以锁住导轮以防止反向转动4/23 液力变矩器中三个元件的功用：液力变矩器中三个元件的功用： 泵轮：将发动机的机械能转变为自动变速器油的动能涡轮：将自动变速器油的动能转变为涡轮轴上的机械能导轮：改变自动变速器油的流动方向，从而达到改变扭矩的作用组成及工作原理组成及工作原理5/23 组成及工作原理组成及工作原理液力变矩器实物图6/23 组成及工作原理组成及工作原理工作原理工作原理:发动机曲轴带动泵轮旋转时，泵轮带动自动变速器油一起旋转，在离心力的作用下，自动变速器油从叶片的内缘向外缘流动冲击涡轮的叶片，自动变速油沿着涡轮叶片由外向内流动，冲击到导轮叶片，然后沿着导轮叶片流动，回到泵轮进入下一个循环液力变矩器油液流动示意图7/23 组成及工作原理组成及工作原理工作原理工作原理:液力变矩器涡流与环流涡流：涡流：从泵轮、涡轮、导轮又到泵轮的液体流动 8/23 组成及工作原理组成及工作原理环流：环流：自动变速器油在进行涡流的同时，又绕曲轴中心线旋转工作原理工作原理:液力变矩器涡流与环流9/23 组成及工作原理组成及工作原理液力偶合器的油液流动液力偶合器的油液流动10/23 液力变矩器典型工作过程液力变矩器典型工作过程增扭增扭：涡轮速度低时，涡流速度大，环流速度小，合成液流的方向冲击导轮正面，经导向轮顺着泵轮叶片槽冲击涡轮，涡轮的输出转矩增大。
MW=MB+MD式中：MW——涡轮转矩；MB——泵轮转矩；MD——导轮转矩耦合：耦合：随着涡轮转速的增加，当泵轮与涡轮转速相接近时，涡流速度最小，环流速度最大，合成液流的方向正好与导轮叶片相切，MD=0，此时相当于耦合器，对应的转速称为耦合工作点MW=MB11/23 液力变矩器典型工作过程液力变矩器典型工作过程降速降速：涡轮速度增大，其转速高于泵轮转速涡流速度小，环流速度大，合成液流的方向冲击导轮背面，导轮的转矩反向，涡轮的输出转矩减小MW=MB-MD失速失速：涡轮负载过大而停转（如怠速时）泵轮仍旋转但转速低，变矩器只输入，不输出，涡轮得到的转矩不足以克服阻力矩涡流速度最小，环流速度最大，合成液流的方向垂直冲击导轮背面，导轮的转矩反向且基本等于泵轮的转矩，涡轮的输出转矩最小，仍用于克服摩擦力MW =012/23 导轮的增扭作用13/23液力变矩器典型工作过程液力变矩器典型工作过程 Ø变矩比K 变矩比K为涡轮轴上的转矩TW与泵轮轴上的转矩TB之比，即K=TW／TB 当涡轮转速nW=0时的变矩比称为起动变矩比，以K0来表示K0越大，说明汽车的加速性能越好在附着力允许的条件下，K0越大，则汽车在起步工况下的牵引力也越大。
Ø传动比i 变矩器传动比与齿轮变速器传动比不同涡轮轴转速nw与泵轮轴转速nB之比称为传动比，即i=nw／nB性能参数性能参数14/23 Ø效率 涡轮轴上输出功率Pw与泵轮轴上输入功率PB之比称为传动效率，即 η=PW／PB=TWnW／TBnB 评价指标：ü最高效率点的效率值ü高效率区范围的宽度Ø自动适应性变矩器能够根据外界负荷的大小，自动改变转速和转矩值，使系统处于稳定工作的能力外负荷F阻↖ ——车速V↘ ——涡轮转速n↘——输出扭矩MT↖；F阻↘——V↖——n↖——M↘性能参数性能参数15/23 Ø自动适应性变矩器能够根据外界负荷的大小，自动改变转速和转矩值，使系统处于稳定工作的能力外负荷F阻↖ ——车速V↘ ——涡轮转速n↘——输出扭矩MT↖；F阻↘——V↖——n↖——M↘性能参数性能参数16/23 Ø透穿性能液力变矩器涡轮轴上转矩和转速变化时，是否影响泵轮轴上转矩和转速的能力液力变矩器与发动机匹配的关键性指标性能参数性能参数ü非透穿性涡轮轴变化时，泵轮轴的转矩和转速基本无变化变矩器和发动机共同工作时，不管外界负荷如何变化，发动机工作在同一工况下与工程机械柴油机匹配使用17/23 Ø透穿性能性能参数性能参数ü正透穿性涡轮轴转速升高，泵轮转矩下降。
当汽车行驶阻力减小时，涡轮轴转速升高，泵轮轴转矩下降，符合车辆使用要求，能充分利用发动机性能ü反透穿性涡轮轴转速升高，泵轮转矩增加当外界负荷减小时，泵轮负荷增大，需要加大油门，车辆动力性和经济性变差18/23 液力变矩器特点液力变矩器特点Ø使传动系统获得自动地、无级地变速和变矩能力，使车辆具有自动适应能力Ø 在困难和复杂路面行驶时，可以防止发动机过载或突然熄火Ø液力元件具有减振作用，可衰减发动机曲轴的扭转振动，大大降低行走部分传来的或传动系统中产生的动负荷提高发动机和传动部件的使用寿命19/23 液力变矩器特点液力变矩器特点Ø液力元件的主要构件——工作轮之间无机械联系，没有机械磨损，使用可靠，寿延长，保养简单Ø液力传动具有良好的稳定的低速性能．可以提高车辆在软路面如泥泞地、沙地、雪地和其它非硬土壤路面的通过性Ø由于液力传动具有良好的自动适应性，车辆起步平稳，加速迅速、均匀，乘员舒适可以少换档或不换档，提高车辆的平均行驶速度20/23 液力变矩器特点液力变矩器特点Ø液力传动系统的效率比机械传动系统低，经济性差Ø需要增加一些为液力传动所必需的附加设备，如供油冷却系统，体积和重量比机械传动大，结构复杂，造价高。
Ø由于液力元件的输入和输出构件之间没有刚性联系，因此不能利用发动机的惯性来制动，也不能用牵引的办法来起动发动机21/23 液力变矩器的发展液力变矩器的发展u发展趋势：ü燃油经济性ü可靠性ü高性能ü舒适性ü低成本u发展方向ü减小变矩器轴向尺寸（扁平化）ü采用新的控制策略ü……22/23 谢谢 谢！谢！23/23 。