液力變矩器工作原理.ppt

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液力變矩器工作原理,成都市技師學(xué)院陳聰,耦合器,兩個(gè)相互間沒有剛性連接的葉輪，同樣可以進(jìn)行能量的傳遞,發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸凸緣上裝有外殼，泵輪與外殼連接（或焊接）在一起，隨曲軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，為液力偶合器的主動(dòng)部分。與泵輪相對(duì)安裝的渦輪，與輸出軸連接在一起，為液力變矩器的從動(dòng)部分。,1、液力耦合器的組成：泵輪、渦輪,工作原理：,液壓油就靠泵輪內(nèi)產(chǎn)生的離心力而沖向渦輪，并在泵輪與渦輪之間作循環(huán)流動(dòng)，于是就將在泵輪內(nèi)獲得的圓周運(yùn)動(dòng)的能量傳給渦輪，驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)而輸出,耦合器傳動(dòng)特點(diǎn)：,如果不計(jì)液力損失，傳給泵輪的輸入轉(zhuǎn)矩與渦輪上的輸出轉(zhuǎn)矩相等,液力偶合器的傳動(dòng)效率為渦輪軸上的輸出功率Pw與泵輪上的輸入功率Pb之比用η表示。η＝Pw/Pb＝Ｍwnw/（Ｍbnb）因：Ｍb＝Ｍw故：η＝nw/nb=i式中:nb—泵輪轉(zhuǎn)速；nw—渦輪轉(zhuǎn)速；i—液力偶合器的傳動(dòng)比，即輸出軸轉(zhuǎn)速與輸入軸轉(zhuǎn)速之比,液力耦合器優(yōu)缺點(diǎn)：,耦合器只能傳遞扭矩，但“軟連接”給汽車帶來多方面的好處：①在沒有附加其他機(jī)械操縱裝置的情況下，能夠通過它平穩(wěn)地切斷和接通發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞，能夠很好地適應(yīng)汽車平穩(wěn)起步的要求。②“軟連接”可以通過液體為介質(zhì)，吸收傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng)，延長零部件的壽命和減少噪聲,由于液力偶合器不能改變扭矩的大小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率低，故裝有此自動(dòng)變速器的車在低、高速行駛時(shí)，油耗非常大。,缺點(diǎn)：,液力變矩器,組成：泵輪、渦輪、導(dǎo)輪。,1.泵輪：泵輪與變矩器殼體連成一體，其內(nèi)部徑向裝有許多扭曲的葉片，葉片內(nèi)緣則裝有讓變速器油液平滑流過的導(dǎo)環(huán)。變矩器殼體與曲軸后端的飛輪相連接。,2.渦輪：渦輪上也裝有許多葉片。但渦輪葉片的扭曲方向與泵輪葉片的扭曲方向相反。渦輪中心有花鍵孔與變速器輸入軸相連。泵輪葉片與渦輪葉片相對(duì)安裝，中間有3～4mm的間隙。,3.導(dǎo)輪：導(dǎo)輪位于泵輪與渦輪之間，通過單向離合器安裝在與自動(dòng)變速器殼體連接的導(dǎo)管軸上。它也是由許多扭曲葉片組成的，通常由鋁合金澆鑄而成，其目的是為了變矩器在某些工況下具有增大扭矩的功能。,單向離合器,常見形式：（1）滾柱斜槽式（液力變矩器常用）（2）楔塊式（行星齒輪變速器常用）,楔塊式,滾柱斜槽式,（1）滾柱斜槽式單向離合器,（2）楔塊式單向離合器,變矩器作用,傳遞轉(zhuǎn)矩：發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過液力變矩器的主動(dòng)元件，再通過ATF傳給液力變矩器的從動(dòng)元件，最后傳給變速器。無級(jí)變速：根據(jù)工況的不同，液力變矩器可以在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變化。自動(dòng)離合：液力變矩器由于采用ATF傳遞動(dòng)力，當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)也不會(huì)熄火，此時(shí)相當(dāng)于離合器分離；當(dāng)抬起制動(dòng)踏板時(shí)，汽車可以起步，此時(shí)相當(dāng)于離合器接合。驅(qū)動(dòng)油泵：ATF在工作的時(shí)候需要油泵提供一定的壓力，而油泵一般是由液力變矩器殼體驅(qū)動(dòng)的。,變矩器輸出扭矩增大的原理,渦流:從泵輪→渦輪→導(dǎo)輪→泵輪的液體流動(dòng),環(huán)流:液體繞軸線旋轉(zhuǎn)的流動(dòng),變矩器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩，而且能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下，隨著渦輪的轉(zhuǎn)速(反映著汽車行駛速度)不同而改變渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值,增矩過程：MW=Mb+Md,變矩器扭矩的增大值并不是一個(gè)恒定的值，扭矩增大值與汽車的速度有關(guān),汽車起步工況,汽車起步前:nw=0,nb>0,nwVb（環(huán)流）Mw=Md+Mb渦輪轉(zhuǎn)矩Mw大于泵輪的轉(zhuǎn)矩Mb，即液力變矩器起了增大轉(zhuǎn)矩的作用,當(dāng)汽車處于起步狀態(tài)，變矩器具有最大的扭矩增大值，通?？蛇_(dá)1．8－2．5倍,汽車起步后開始加速（起步后的中間狀態(tài)）,渦輪轉(zhuǎn)速nw從零逐漸增加。速度vb的增加，沖向?qū)л喨~片的液流的絕對(duì)速度vc將隨著逐漸向上傾斜，使導(dǎo)輪上所受轉(zhuǎn)矩值逐漸減小。,當(dāng)渦輪和泵輪轉(zhuǎn)速之比達(dá)到0．8－0．85左右時(shí)：Md=0，Mb=Mw,汽車高速運(yùn)行,若渦輪轉(zhuǎn)速nw繼續(xù)增大，液流絕對(duì)速度vc的方向沖擊導(dǎo)輪的背面，導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩方向與泵輪轉(zhuǎn)矩方向相反Mw=Mb-Md即變矩器輸出轉(zhuǎn)矩反而比輸入轉(zhuǎn)矩小。當(dāng)nw=nb，工作液在循環(huán)圓中的流動(dòng)停止，將不能傳遞動(dòng)力。,a．當(dāng)nw=0時(shí)，nb>>nw，油液速度流向?qū)л喌恼?，Md>0，Mw=Mb+Md，可見Mw>Mb，起變矩作用。b．當(dāng)nw>0時(shí)，接近0.85nb轉(zhuǎn)速時(shí)，油液速度與導(dǎo)輪葉片相切，Md=0，Mw=Mb，為耦合器(液力聯(lián)軸器)。此轉(zhuǎn)速稱為“耦合工作點(diǎn)”。c．當(dāng)nw≈nb時(shí)，油液速度流向?qū)л喌谋趁?，Md為負(fù)值，導(dǎo)輪欲隨泵輪同向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)輪對(duì)油液的反作用力沖向泵輪正面，故Mw=Mb-Md。d.當(dāng)nw=nb時(shí)，循環(huán)圓內(nèi)的液體停止流動(dòng)，停止扭矩的傳遞。故nw的增大是有限度的，它與nb的比值不可能達(dá)到1，一般小于0.9。,液力變矩器特性--變矩器在泵輪轉(zhuǎn)速nb和轉(zhuǎn)矩Mb不變的條件下，渦輪轉(zhuǎn)矩Mw隨其轉(zhuǎn)速nw變化的規(guī)律。液力變矩器傳動(dòng)比i--輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速之比，即i=nw/nb≤1。0.8-0.9最佳。液力變矩器變矩系數(shù)--輸出轉(zhuǎn)矩Mw與轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)矩Mb)之比，用K表示，即K=Mw/Mb。,液力變矩器特性：,帶鎖止離合器的液力變矩器,鎖止離合器摩擦片、減震彈簧,減振盤：它與渦輪連接在一起，減振盤上裝有減振彈簧，在離合器接合時(shí)，可防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。鎖止離合器壓盤：通過凸起卡在減振盤上，可在油壓的作用下軸向移動(dòng)。離合器殼：它與泵輪連接在一起，前蓋上粘有一層摩擦材料，以增加離合器接合時(shí)的摩擦力。,工作原理當(dāng)鎖止離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，仍具有變矩和偶合兩種工作情況；當(dāng)鎖止離合器處于接合狀態(tài)時(shí)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率經(jīng)輸入軸、液力變矩器殼體和鎖止離合器直接傳至渦輪輸出軸，液力變矩器不起作用，這種工況稱為鎖止工況。既利用了液力變矩器在渦輪轉(zhuǎn)速較低時(shí)具有的增扭特性，又利用了液力偶合器在渦輪轉(zhuǎn)速較高時(shí)所具有的高傳動(dòng)效率的特性。,汽車在變工況下行駛時(shí)（如起步、經(jīng)常加減速），鎖止離合器分離，相當(dāng)于普通液力變矩器；當(dāng)汽車在穩(wěn)定工況下(達(dá)到耦合工況)行駛時(shí)，鎖止離合器接合，動(dòng)力不經(jīng)液力傳動(dòng)，直接通過機(jī)械傳動(dòng)傳遞，變矩器效率為1。,變矩器鎖止離合器的主要功能是：在汽車低速時(shí)，利用變矩器低速扭矩增大的特性，提高汽車起步和壞路的加速性；在高速時(shí)，變矩器鎖止離合器作用，使液力偶合（“軟連接”）讓位于直接的機(jī)械傳動(dòng)（“硬連接”），提高傳動(dòng)效率，降低燃油消耗。,