液力变矩器与ATF油液-课件

寿命和减少噪声
缺点： 由于液力偶合器不能改变扭矩的大小，结构复杂、成本高、效率低，故装 有此自动变速器的车在低、高速行驶时，油耗非常大。 如何提高效率？
液力变矩器的实物图
泵轮
涡轮
导轮
受力分析
a.涡轮转速低时（nw=0），nB>nw，液体流向 导轮正面，涡轮转矩大于泵轮转矩，MD>0， MW=MB+MD，


不同之处： 导轮通过单向离合器（one-way overrunning clutch）固定于变速器壳体上 只允许导轮单方向旋转
单向离合器
① 滚柱式单向离合器的构造和工作原理（液力变矩器常用）


导轮逆时针旋转时， 滚柱向外座圈和内座 圈形成的楔形槽的宽 槽处滚动，滚柱与外 座圈（包括导轮）一 起绕内座圈转动。 导轮顺时针旋转时， 滚柱向楔形槽窄槽处 滚动，从而阻止外座 圈（包括导轮）的滚 动。
随着涡轮转速的升高（nw>0），接近0.85nB 时，涡轮出口处工作油流向与导轮叶片相切 ，涡轮转矩等于泵轮转矩，MD=0，Mw=MB（耦 合点）
受力分析
涡轮转速继续升高，涡轮出口处工作油冲击 导轮叶片背面，此时涡轮转矩小于泵轮输入 转矩，MD<0，Mw=MB-MD
在前进位或倒挡中，踩住制动踏板并完全踩下节气门踏板时，发动机处于最大转矩工况 ，而此时自动变速器的输出轴和输入轴均静止不动，变矩器的涡轮不动，只有变矩器壳 及泵轮随发动机一同转动，此工况称为失速工况，此时发动机的转速称为失速转速。
作用力与反作用力
为什么向后喷气能将火箭推向前去? 为什么炮弹向前运动时，炮身会向后 运动？这都是作用力与反作用力原理。当物体甲给物体乙一个作用力的时 候，物体乙必然同时回敬给物体甲一个反作用力；作用力与反作用力大小 相等，方向相反，而且作用在同一直线上。这是自然界万物都有的通性。 我们走路的时候，脚将地往后蹬（作用力），地就把脚往前推（反作用力
正如采用手动变速器的汽车一样，配备自动变速器的汽车也需要通过某种方式，让发动机能在车轮 和变速器中的齿轮停下来时继续工作。配备手动变速器的汽车使用的是离合器，它可将发动机从变 速器彻底断开。 配备自动变速器的汽车则使用液力变矩器。
液力变矩器允许发动机在一定程度上独立于变速器运转。 如果发动机转速变慢，如汽车在停车标志灯前 处于怠速时，通过液力变矩器的扭矩将非常小，这样只需在制动器踏板上施加很小的力即可让车辆保持 静止。 如果您在汽车停止时踏在油门踏板上，则必须用力踩刹车才能防止汽车移动。 这是因为在您踩油门踏板 时，发动机会加速并将更多的油液注入液力变矩器中，从而导致更多扭矩被传送到车轮上。
一、液力耦合器
以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器
1.结构 主动的泵轮 从动的涡轮
1.结构 泵轮和涡轮统称为工作轮，相对安装且互不接触，两轮装合后相对端面 之间有3～4mm的间隙； 各工作轮用铝合金精密制造，或用钢板冲压焊接而成,叶轮内部有许多径 向叶片，叶片有一定的曲率； 它们的内腔共同构成圆形或椭圆形的环状空腔，其轴线断面一般为圆形， 此环状空腔称为循环圆，该剖面是位于通过包含泵轮、涡轮轴所作的截 面，也称轴截面。

液压控制系统
液压控制系统由油底壳、 油泵、各种阀门、液压油 通道与管道组成 液压控制系的作用： • • 向变矩器提供变速箱液。 控制油泵产生的液压。
3. 将发动机载荷及车速转换成液压“信号”。
4. 对离合器及制动器施加液压，以制动星齿轮动作。
5. 用变速箱液润转动部件。 6. 用变速箱液为变矩器及变速箱散热。
盘上装有减振弹簧，在离合器 接合时，可防止产生扭转振动。 锁止离合器压盘：通过凸起卡在减振盘上，可在油压的作用下轴向 移动。 离合器壳：它与泵轮连接在一起，前盖上粘有一层摩擦材料，以增 加离合器接合时的摩擦力。
ATF （Automatic Transmission Fluid）—自动变速箱油液
②楔块式单向离合器的构造和工作原理（行星齿轮变速器常用）

内座圈固定，当外座圈顺时针旋转时，楔块顺时针旋转， L1<L，外座圈可相对楔块和内座圈旋转；反之，当外座圈逆时针 旋转时，楔块逆时针旋转，L2>L，楔块阻止外座圈旋转。
带锁止离合器综合式液力变矩器



液力变矩器靠工作油传递动力，存在能量损失， 传动效率低，尤其当nW=nB时，不再传递动力。 在综合式液力变矩器的基础上增加一个由工作油 操纵的锁止离合器。 锁止离合器功用：把液力变矩器的泵轮、涡轮刚 性连在一起，减少液力变矩器在高速比时的能量 损耗，提高传动效率，并防止油液过热。
泵轮与涡轮速度越接近一致，泵轮用于驱动油液的损失久越小，所以效率就越高
结论： 液力变矩器不仅传递力矩，且能在泵轮力矩不变的情 况下，随着涡轮的转速不同而改变涡轮输出的力矩。 存在问题： 液力变矩器只在中等转速比范围内具有较高效率，但 汽车经常需要在高传动比情况下行驶，此时液力变矩器效 率反而下降。 解决办法： 综合式液力变矩器
2.工作原理
水泵带动水轮机
一对风扇
工作原理 传动原理：输入轴输入的动能通过泵轮传给工作油，工作油在循环流动过程中又将动能传 给涡轮输出。 输入轴传给泵轮的力矩与涡轮输出的力矩相等。
液力变矩器内的泵是一种离心泵。 当它旋转时，油液将被甩到外面，就像洗衣机将水和衣物甩到洗涤缸外 围一样。 由于油液被甩到外面，因此中心区域会形成真空，进而吸入更多的油液。之后，油液进入涡轮的 叶片，而涡轮又与变速器相连。 这样，涡轮使变速器旋转，而变速器驱动您的汽车。 在下图中，您可以 看到涡轮叶片是弯曲的。 这意味着，从外部进入涡轮的油液在从涡轮中心出来之前必须改变方向。 正是 这种方向的改变导致了涡轮旋转。
环流的产生 因涡流的产生，液体冲向涡轮使两轮间产生牵连运动，涡轮产生绕轴旋转的扭矩。可见， 循环圆内的液体绕轴旋转形成“环流”。 上述两种油流的合成，形成一条首尾相接的螺旋流。只有当涡轮的扭矩大于汽车的 行驶阻力矩时，汽车才能行驶。
油液流动（螺旋形路线）
耦合器只能传递扭矩，但“软连接”给汽车带来多方面的好处： ①在没有附加其他机械操纵装置的情况下，能够通过它平稳地切断和接通发动机 和驱动轮之间的动力传递，能够很好地适应汽车平稳起步的要求。 ②“软连接”可以通过液体为介质，吸收传动系统的冲击和振动，延长零部件的
发动机
车轮
思考
液力变矩器作用？
变矩器作用
传递转矩：发动机的转矩通过液力变矩器的主动元件，再通过ATF传给液力变矩器的从动 元件，最后传给变速器。 无级变速：根据工况的不同，液力变矩器可以在一定范围内实现转速和转矩的无级变化。 自动离合：液力变矩器由于采用ATF传递动力，当踩下制动踏板时，发动机也不会熄火， 此时相当于离合器分离；当抬起制动踏板时，汽车可以起步，此时相当于离合器接 合。 驱动油泵：ATF在工作的时候需要油泵提供一定的压力，而油泵一般是由液力变矩器壳 体驱动的。
），使我们的身体前进。划船的时候，桨将水往后推（作用力），水将桨
往前反推，从而使船能前进。 若要改变一个移动物体的方向，必须在该物体上施加一个作用力。不管这 个物体是一辆汽车还是一滴油。 另一方面，对于导致物体改变方向的力，
无论施力方为何物，它都必然会受到此力的反作用力。 因此，在涡轮使油
液改变方向的同时，油液也导致涡轮旋转。