液力變矩器的結構與工作原理

液力變矩器是液力傳動中的又一種型式，是構成液力自動變速器不可缺少的重要組成部分之一。它裝置在發(fā)動機的飛輪上，其作用是將發(fā)動機的動力傳遞給自動變速器中的齒輪機構，并具有一定的自動變速功能。自動變速器的傳動效率主要取決于變矩器的結構和性能。

常用液力變矩器的型式有一般型式的液力變矩器、綜合式液力變矩器和鎖止式液力變矩器。其中綜合式液力變矩器的應用較為廣泛。

1、一般型式液力變矩器的結構與工作原理

液力變矩器的結構與液力偶合器相似，它有3個工作輪即泵輪、渦輪和導輪。泵輪和渦輪的構造與液力偶合器基本相同；導輪則位于泵輪和渦輪之間，并與泵輪和渦輪保持一定的軸向間隙，通過導輪固定套固定于變速器殼體上（圖3）。

發(fā)動機運轉時帶動液力變矩器的殼體和泵輪與之一同旋轉，泵輪內的液壓油在離心力的作用下，由泵輪葉片外緣沖向渦輪，并沿渦輪葉片流向導輪，再經導輪葉片內緣，形成循環(huán)的液流。導輪的作用是改變渦輪上的輸出扭矩。由于從渦輪葉片下緣流向導輪的液壓油仍有相當大的沖擊力，只要將泵輪、渦輪和導輪的葉片設計成一定的形狀和角度，就可以利用上述沖擊力來提高渦輪的輸出扭矩。為說明這一原理，可以假想地將液力變矩器的3個工作輪葉片從循環(huán)流動的液流中心線處剖開并展平，得到圖4所示的葉片展開示意圖；并假設在液力變矩器工作中，發(fā)動機轉速和負荷都不變，即液力變矩器泵輪的轉速np和扭矩Mp為常數。

在汽車起步之前，渦輪轉速為0，發(fā)動機通過液力變矩器殼體帶動泵輪轉動，并對液壓油產生一個大小為Mp的扭矩，該扭矩即為液力變矩器的輸入扭矩。液壓油在泵輪葉片的推動下，以一定的速度，按圖4（b）中箭頭1所示方向沖向渦輪上緣處的葉片，對渦輪產生沖擊扭矩，該扭矩即為液力變矩器的輸出扭矩。此時渦輪靜止不動，沖向渦輪的液壓油沿葉片流向渦輪下緣，在渦輪下緣以一定的速度，沿著與渦輪下緣出口處葉片相同的方向沖向導輪，對導輪也產生一個沖擊力矩，并沿固定不動的導輪葉片流回泵輪。當液壓油對渦輪和導輪產生沖擊扭矩時，渦輪和導輪也對液壓油產生一個與沖擊扭矩大小相等、方向相反的反作用扭矩Mt和Ms，其中Mt的方向與Mp的方向相反，而Ms的方向與Mp的方向相同。根據液壓油受力平衡原理，可得：Mt=Mp+Ms。由于渦輪對液壓油的反作用，扭矩Mt與液壓油對渦輪的沖擊扭矩（即變矩器的輸出扭矩）大小相等，方向相反，因此可知，液力變矩器的輸出扭矩在數值于輸入扭矩與導輪對液壓油的反作用扭矩之和。顯然這一扭矩要大于輸入扭矩，即液力變矩器具有增大扭矩的作用。液力變矩器輸出扭矩增大的部分即為固定不動的導輪對循環(huán)流動的液壓油的作用力矩，其數值不但取決于由渦輪沖向導輪的液流速度，也取決于液流方向與導輪葉片之間的夾角。當液流速度不變時，葉片與液流的夾角愈大，反作用力矩亦愈大，液力變矩器的增扭作用也就愈大。一般液力變矩器的大輸出扭矩可達輸入扭矩的2.6倍左右。

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