液力變矩器的結構演變綜述

鹽城工業職業技術學院 湯寶

液力變矩器的結構演變綜述

鹽城工業職業技術學院 湯寶

液力變矩器是自動變速器的重要元件，本文將對液力變矩器的結構演變及具體性能進行詳細的綜述。

耦合器；變矩器；特性曲線

引言

對于自動擋的汽車，其發動機和變速箱之間的連接是靠液力變矩器來實現的，液力變矩器的作用一是傳遞轉速和扭矩、二是實現發動機和變速箱之間的軟連接作用，類似于手動擋離合器的半聯動狀態。所以說液力變矩器是自動變速器中比較重要的連接元件。本文將對其演變過程進行詳細的綜述，以便于更好的理解其工作性能。

1 液力耦合器

液力耦合器主要由泵輪和渦輪組成，動力由泵輪輸入，渦輪輸出，以液體為介質傳遞扭矩動力。泵輪和渦輪的轉速差越大，耦合器傳遞的扭矩越大，當不存在轉速差時，不傳遞扭矩。其主要的參數特征為：

其中，nw為渦輪轉速，nb為泵輪轉速，Mw為渦輪扭矩，Mb為泵輪扭矩，Pw為渦輪功率，Pb為泵輪功率。

2 液力變矩器

由于耦合器只能傳遞扭矩，而不能改變扭矩，所以在耦合器泵輪和渦輪之間加上一個導輪，通過導輪反作用力Md的作用，達到改變扭矩的作用，如圖1所示。導輪起作用過程可以分析為：

a.渦輪轉速低時（nw=0），nb＞nw，渦輪出口處工作油沖擊導輪正面，Md＞0，Mw=Mb+Md，渦輪扭矩大于泵輪扭矩；

b.隨著渦輪轉速的升高（nw＞0），接近0.85nb時，渦輪出口處工作油流向與導輪葉片相切，Md=0，Mw=Mb（耦合點），渦輪扭矩等于泵輪扭矩；

c.渦輪轉速繼續升高，渦輪出口處工作油沖擊導輪葉片背面，Md＜0，Mw=Mb-Md，此時渦輪轉矩小于泵輪輸入轉矩；

d.當渦輪轉速與泵輪轉速相等時，即nB=nw時，不再傳遞扭矩，Mw=0。

圖1 液力變矩器結構

相比于液力耦合器，液力變矩器雖然具有變矩的作用，但是在耦合點以后的傳遞效率較低。其輸出力矩Mw、效率、變矩系數K的曲線如圖2所示。

圖2 液力變矩器的特性曲線

3 綜合式液力變矩器

為了增加耦合點之后的變矩器效率，設計了綜合式液力變矩器，就是將導輪通過一個單向離合器固定于殼體上，只允許導輪單方向旋轉，當達到耦合點時，導輪可以自由旋轉，不給渦輪作用力從而使得耦合點之后的液力變矩器變為液力耦合器。只有一個導輪的綜合式液力變矩器叫做三元件綜合式液力變矩器，三元件指的是泵輪、渦輪和一個導輪。其特性曲線如圖3（a）所示。

三元件由變矩狀態到耦合狀態突變較大，為避免這個缺點，將導輪分割成兩個，組成四元件。由于兩個導輪自由旋轉的作用點不同，從而達到減緩突變的作用。四元件綜合式液力變矩器的特性曲線如圖3（b）所示。

圖3 綜合式液力變矩器特性曲線

由于液力變矩器靠工作油傳遞動力，存在能量損失，傳動效率低，尤其在高速比時的能量損耗更大，所以在綜合式液力變矩器的基礎上增加一個由工作油操縱的鎖止離合器，用來將泵輪和渦輪剛性連接在一起，減少能量損耗，提高傳動效率，并防止油液過熱。

4 結語

本文對自動變速器中液力變矩器的發展演變過程進行了詳細的綜述，包括了液力耦合器、液力變矩器、三元件綜合式液力變矩器、四元件綜合式液力變矩器和帶鎖止離合器的綜合式液力變矩器。

[1]陳家瑞.汽車構造[M].北京：機械工業出版社,2013.

[2]楊曉波.汽車自動變速器結構與維修[M].山東：中國海洋大學出版社,2014.

湯寶，女，1990年出生，碩士，教師，助教。