1、液力轉(zhuǎn)矩器分析背景介紹背景介紹u概述概述 以液體為工作介質(zhì)的一種非剛性扭矩變換器，是液力傳動(dòng)的型式之一。液力變矩器不同于液力耦合器的主要特征是它具有固定的導(dǎo)輪。導(dǎo)輪使液力變矩器的輸出扭矩可高于或低于輸入扭矩，因而稱為變矩器。液力變矩器作為自動(dòng)變速器三大組成之一，可與柴油機(jī)、汽油機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)匹配，廣泛應(yīng)用在轎車、工程機(jī)械和載重汽車上。液力耦合器液力變矩器組成及工作原理組成及工作原理組成組成:主要由三部分泵輪3、渦輪1、導(dǎo)輪2組成。殼殼殼殼泵輪泵輪渦輪渦輪導(dǎo)輪導(dǎo)輪泵輪：在變矩器殼體內(nèi)，許多曲面葉片徑向安裝在內(nèi)。變矩器通過(guò)驅(qū)動(dòng)端蓋與曲軸連接。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將帶動(dòng)泵輪一同旋轉(zhuǎn)。渦輪：裝在泵輪對(duì)

2、面，二者的距離只有34mm，同樣也是有許多曲面葉片的圓盤，其葉片的曲線方向不同于泵輪的葉片。渦輪通過(guò)花鍵與變速器的輸入軸相嚙合，渦輪的葉片與泵輪的葉片相對(duì)而設(shè)，相互間保持非常小的間隙。導(dǎo)輪：是有葉片的小圓盤，位于泵輪和渦輪之間。導(dǎo)輪上的單向離合器可以鎖住導(dǎo)輪以防止反向轉(zhuǎn)動(dòng)。液力變矩器中三個(gè)元件的功用：液力變矩器中三個(gè)元件的功用： 泵輪：將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)變速器油的動(dòng)能。渦輪：將自動(dòng)變速器油的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闇u輪軸上的機(jī)械能。導(dǎo)輪：改變自動(dòng)變速器油的流動(dòng)方向，從而達(dá)到改變扭矩的作用。組成及工作原理組成及工作原理組成及工作原理組成及工作原理液力變矩器實(shí)物圖組成及工作原理組成及工作原理工作原理工作

3、原理:發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，泵輪帶動(dòng)自動(dòng)變速器油一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，自動(dòng)變速器油從葉片的內(nèi)緣向外緣流動(dòng)。沖擊渦輪的葉片，自動(dòng)變速油沿著渦輪葉片由外向內(nèi)流動(dòng)，沖擊到導(dǎo)輪葉片，然后沿著導(dǎo)輪葉片流動(dòng)，回到泵輪進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。液力變矩器油液流動(dòng)示意圖組成及工作原理組成及工作原理工作原理工作原理:液力變矩器渦流與環(huán)流。渦流：渦流：從泵輪、渦輪、導(dǎo)輪又到泵輪的液體流動(dòng)。 組成及工作原理組成及工作原理環(huán)流：環(huán)流：自動(dòng)變速器油在進(jìn)行渦流的同時(shí)，又繞曲軸中心線旋轉(zhuǎn)。工作原理工作原理:液力變矩器渦流與環(huán)流。組成及工作原理組成及工作原理液力偶合器的油液流動(dòng)液力偶合器的油液流動(dòng)液力變矩器典型工作過(guò)程液力變

4、矩器典型工作過(guò)程增扭增扭：渦輪速度低時(shí)，渦流速度大，環(huán)流速度小，合成液流的方向沖擊導(dǎo)輪正面，經(jīng)導(dǎo)向輪順著泵輪葉片槽沖擊渦輪，渦輪的輸出轉(zhuǎn)矩增大。MW=MB+MD式中：MW渦輪轉(zhuǎn)矩；MB泵輪轉(zhuǎn)矩；MD導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩。耦合：耦合：隨著渦輪轉(zhuǎn)速的增加，當(dāng)泵輪與渦輪轉(zhuǎn)速相接近時(shí)，渦流速度最小，環(huán)流速度最大，合成液流的方向正好與導(dǎo)輪葉片相切，MD=0，此時(shí)相當(dāng)于耦合器，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為耦合工作點(diǎn)。MW=MB液力變矩器典型工作過(guò)程液力變矩器典型工作過(guò)程降速降速：渦輪速度增大，其轉(zhuǎn)速高于泵輪轉(zhuǎn)速渦流速度小，環(huán)流速度大，合成液流的方向沖擊導(dǎo)輪背面，導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)矩反向，渦輪的輸出轉(zhuǎn)矩減小。MW=MB-MD失速失速：渦輪負(fù)載

5、過(guò)大而停轉(zhuǎn)（如怠速時(shí)）泵輪仍旋轉(zhuǎn)但轉(zhuǎn)速低，變矩器只輸入，不輸出，渦輪得到的轉(zhuǎn)矩不足以克服阻力矩。渦流速度最小，環(huán)流速度最大，合成液流的方向垂直沖擊導(dǎo)輪背面，導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)矩反向且基本等于泵輪的轉(zhuǎn)矩，渦輪的輸出轉(zhuǎn)矩最小，仍用于克服摩擦力。MW =0導(dǎo)輪的增扭作用液力變矩器典型工作過(guò)程液力變矩器典型工作過(guò)程變矩比K 變矩比K為渦輪軸上的轉(zhuǎn)矩TW與泵輪軸上的轉(zhuǎn)矩TB之比，即K=TWTB 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速nW=0時(shí)的變矩比稱為起動(dòng)變矩比，以K0來(lái)表示。K0越大，說(shuō)明汽車的加速性能越好。在附著力允許的條件下，K0越大，則汽車在起步工況下的牽引力也越大。傳動(dòng)比i 變矩器傳動(dòng)比與齒輪變速器傳動(dòng)比不同。渦輪軸轉(zhuǎn)速nw與泵

6、輪軸轉(zhuǎn)速nB之比稱為傳動(dòng)比，即i=nwnB性能參數(shù)性能參數(shù)效率 渦輪軸上輸出功率Pw與泵輪軸上輸入功率PB之比稱為傳動(dòng)效率，即 =PWPB=TWnWTBnB 評(píng)價(jià)指標(biāo)：最高效率點(diǎn)的效率值高效率區(qū)范圍的寬度自動(dòng)適應(yīng)性變矩器能夠根據(jù)外界負(fù)荷的大小，自動(dòng)改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩值，使系統(tǒng)處于穩(wěn)定工作的能力。外負(fù)荷F阻 車速V 渦輪轉(zhuǎn)速n 輸出扭矩MT ；F阻 V n M性能參數(shù)性能參數(shù)自動(dòng)適應(yīng)性變矩器能夠根據(jù)外界負(fù)荷的大小，自動(dòng)改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩值，使系統(tǒng)處于穩(wěn)定工作的能力。外負(fù)荷F阻 車速V 渦輪轉(zhuǎn)速n 輸出扭矩MT ；F阻 V n M性能參數(shù)性能參數(shù)透穿性能液力變矩器渦輪軸上轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化時(shí)，是否影響泵輪軸上

7、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的能力。液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的關(guān)鍵性指標(biāo)。性能參數(shù)性能參數(shù) 非透穿性渦輪軸變化時(shí)，泵輪軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速基本無(wú)變化。變矩器和發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作時(shí)，不管外界負(fù)荷如何變化，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在同一工況下。與工程機(jī)械柴油機(jī)匹配使用透穿性能性能參數(shù)性能參數(shù) 正透穿性渦輪軸轉(zhuǎn)速升高，泵輪轉(zhuǎn)矩下降。當(dāng)汽車行駛阻力減小時(shí)，渦輪軸轉(zhuǎn)速升高，泵輪軸轉(zhuǎn)矩下降，符合車輛使用要求，能充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)性能。 反透穿性渦輪軸轉(zhuǎn)速升高，泵輪轉(zhuǎn)矩增加。當(dāng)外界負(fù)荷減小時(shí)，泵輪負(fù)荷增大，需要加大油門，車輛動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性變差。液力變矩器特點(diǎn)液力變矩器特點(diǎn)使傳動(dòng)系統(tǒng)獲得自動(dòng)地、無(wú)級(jí)地變速和變矩能力，使車輛具有自動(dòng)適應(yīng)能力。 在困難和復(fù)雜路

8、面行駛時(shí)，可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)載或突然熄火。液力元件具有減振作用，可衰減發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，大大降低行走部分傳來(lái)的或傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的動(dòng)負(fù)荷。提高發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)部件的使用壽命。液力變矩器特點(diǎn)液力變矩器特點(diǎn)液力元件的主要構(gòu)件工作輪之間無(wú)機(jī)械聯(lián)系，沒(méi)有機(jī)械磨損，使用可靠，壽延長(zhǎng)，保養(yǎng)簡(jiǎn)單。 液力傳動(dòng)具有良好的穩(wěn)定的低速性能可以提高車輛在軟路面如泥濘地、沙地、雪地和其它非硬土壤路面的通過(guò)性。由于液力傳動(dòng)具有良好的自動(dòng)適應(yīng)性，車輛起步平穩(wěn)，加速迅速、均勻，乘員舒適?？梢陨贀Q檔或不換檔，提高車輛的平均行駛速度。液力變矩器特點(diǎn)液力變矩器特點(diǎn)液力傳動(dòng)系統(tǒng)的效率比機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)低，經(jīng)濟(jì)性差。 需要增加一些為液力傳動(dòng)所必需的附加設(shè)備，如供油冷卻系統(tǒng)，體積和重量比機(jī)械傳動(dòng)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。由于液力元件的輸入和輸出構(gòu)件之間沒(méi)有剛性聯(lián)系，因此不能利用發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性來(lái)制動(dòng)，也不能用牽引的辦法來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。液力變矩器的發(fā)展液力變矩器的發(fā)展u 發(fā)展趨勢(shì)：