第五讲 液力变矩器的结构及工作原理--《起重运输机械》1984年10期
第五讲 液力变矩器的结构及工作原理
【摘要】：正 一、液力变矩器的结构及组成 对液力变矩器的认识应该首先从结构开始。现以在内燃叉车和工程机械上应用较广泛的国产YB 355—2型液力变矩器为例来叙述液力变矩器的结构。 一台完整的用于内燃叉车的YB355-2型液力变矩器是由如图1的几个部分组成的。为
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扫一扫发现精彩1、 三元一级双相型液力变矩器三元是指液力变矩器是由泵轮、涡轮和导轮三个主要元件组成的。一级是指只有一个涡轮（部分液力偶合器里装有两个涡轮，工作时油液容易发生紊乱）。双相是指液力变矩器的工作状态分为变矩区和偶合区。 图4-1为液力变矩器三个主要元件的零件图。2、 液力变矩器的结构和作用泵轮的叶片装在靠近变速器一侧的变矩器壳上，和变矩器壳是一体的。变矩器壳是和曲轴或曲轴上的挠性板用螺栓连接的，所以泵轮叶片随曲轴同步运转。发动机工作时，它引导液体冲击涡轮叶片，产生液体流动功能，是液力变矩器的主动元件。 观看液力变矩器油液流动图上通过箭头示意液体流动方向。油液由泵轮的外端传入涡轮的外端，经涡轮内端传到导轮时改变了油液的流动方向，经导轮传给泵轮的油液的流动方向恰好和泵轮的旋转方向一致。*3、 液力变矩器的锁止和减振液力变矩器用油液作为传力介质时，即使在传递效果最佳时，也只能传递90%的动力。其余的动力都被转化为热量，散发到油液里。为提高偶合工况的传动效率，变矩器设置了锁止离合器。液力变矩器进入偶合工况后，变矩器内的闭锁离合器就有可能进入锁止工况。而变矩器一旦进入锁止工况，发动机的动力就可以100%的传给传动系。可以避免液力传动过程中不可避免的动力损失，提高液力变矩器的工作效率。液力变矩器根据锁止形式的不同，负责锁止的闭锁离合器分为液力锁止、离心力锁止和粘液离合器锁止三种形式。（1） 液力锁止离合器液力锁止的闭锁离合器出现于20世纪70年代，是目前使用最为广泛的变矩器锁止形式。液力锁止的结构是在涡轮背面加装一个摩擦式压盘（被习惯称之为离合器盘），压盘上粘有一圈摩擦环。液力锁止离合器进入锁止工况的示意图，见图4-4。进入锁止工况时，变矩器内工作油液压加大，油液将压盘用力推向变矩器的后壳体，在油压和摩擦环摩擦力矩的双重作用下，压盘开始和变矩器同步旋转。而压盘外端的卡口和涡轮上的卡口是相互咬合的，于是涡轮在压盘的带动下，也开始随变矩器壳同步旋转。涡轮由液力传动改为机械传动，而变矩器完全进入锁止工况。*电控自动变速器必须满足五个方面的条件，TCU才能令液力锁止离合器进入锁止工况。1） 发动机冷却液温度不得低于53~65℃（因车型而异）。2） 空挡开关指示变速器处于行驶档（N位和P位不能锁止）。3） 制动开关必须指示没有进行制动。4） 车速必须高于37~65km/h（因车型而异，大部分自动变速器在三档进入锁止工况，少数变速器在二档是进入锁止工况）。5） 来自节气门开度传感器的信号，必须高于最低电压，以指示节气门处于开启状态。装在次级调压阀上的负责变矩器锁止的锁止电磁阀是常开式的。在未进入锁止工况前它保持常开，来自主调压阀的液压油大都经锁止电磁阀泄入油底壳，使进入液力变矩器油的油压保持在较低压力状态。满足了上述五个方面条件后，TCU便接通锁止电磁阀负极，锁止电磁阀进入密封状态。进入变矩器的油压升高，压盘被紧紧地压在变矩器的后壳体上。由于压盘的卡口和涡轮的卡口始终保持着接连状态（互相咬合），压盘便开始带动涡轮旋转。汽车行驶过程中只要轻踩制动踏板臂和制动开关脱离接触，TCU会立刻断开锁止电磁阀负极，液力变矩器内油压急剧下降，离开了油压的支持，压盘离开后壳体，变矩器解除锁止。液力锁止离合器解除锁止工况的示意图，见图4-5。*（2） 离心力锁止离合器环绕在离心力锁止离合器组件外边缘的是若干块离合器蹄铁，随着涡轮转速的升高，离合器蹄铁在离心力作用下向外移动，与变矩器壳接触，把涡轮与变矩器壳锁止在一起。锁止力矩大小取决于离心力的大小，而离心力的大小取决于转速。随转速的变化涡轮与变矩器壳可以完全锁止，也可以一半锁止或1/4锁止。离心力锁止液力变矩器的结构见图4-6。*使用离心力锁止离合器的汽车主要有本田和捷达等汽车。（3） 粘液锁止离合器粘液锁止离合器的操纵方式和液力锁止离合器相同。粘液锁止离合器的组件包括转子、离合器体、离合器盖和硅油。硅油被封在离合器盖与离合器体之间，硅油粘液可以缓和离合器接合时的冲击。粘液锁止离合器是利用液体的粘性或油膜的剪切来传递动力的。离合器接合时迫使压盘与变矩器壳接触。发动机的动力从压盘通过粘液偶合作用传递到变速器的输入轴。离合器的液力偶合件是利用封闭在压盘和壳体之间的粘稠硅油的粘性传递动力的。4、 离合器的减振液力变矩器在进入锁止工况前，靠液力传递转矩，属于软连接，靠油液衰减振动。进入锁止工况后变矩器和摩擦式、干式离合器一样靠减振弹簧减振。变矩器的减振弹簧被均匀地布置在离合盘上（大部分是布置在外端），被夹在两个铆接在一起地钢片之间。一个钢片固定在离合器组件毂上，另一个固定在离合器盘上。锁止时，突然作用在一个钢片上的转矩被弹簧的压缩作用所吸收，后一个钢片在弹簧压缩后才转动。发动机的扭转振动在减振弹簧压缩过程中被衰减了。使发动机和传动系之间的刚性联系变成弹性联系，使离合器接合柔和。5、 装有行星齿轮机构的变矩器在别克和福特等轿车上都使用过装有行星齿轮机构的液力变矩器。该种变矩器中齿圈和变矩器壳相连，齿圈因此和发动机同步运动。行星架和中间轴的花键相连，太阳轮则通过花键与涡轮相连。把输入的转矩在机械传动和液力传动时分流。在变矩器中两根来自变速器的中空轴以花键与独立的行星齿轮机构元件连接。行星齿轮机构中心是太阳轮，太阳轮以花键与变速器输入轴相连，该轴由太阳轮和涡轮驱动。中间轴以花键和行星齿轮架相连，行星齿轮架通过中间轴把机械力传给变速器。此类变矩器的内部结构见图4-7。*一档和倒档时，发动机输出的全部转矩由液力负责传递。二档时38%的转矩由液力传动，62%的转矩由机械传动。三档时93%的转矩由机械传动，7%的转矩为液力传动。这种装有行星齿轮机构的变矩器，一旦变矩器中行星齿轮损坏，行星齿轮就退出工作。这时由于一档和倒档本来就是由液力传动的，所以一档和倒档工作不受影响，二档的转矩38%由液力传动，所以也能勉强挂上。而三档是绝对不可能挂上的。 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆
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液力变矩器的结构和工作原理
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液力变扭器结构及工作原理
1.液力变扭器的基本结构
液力变扭器的结构与液力偶合器基本相似，但在泵轮和涡轮之间加入一个固定不动的工作轮—导轮。液力变扭器主要由可旋转的泵轮和涡轮，以及固定不动的导轮等三个元件组成，主要零件如图所示，各工作轮用铝撬壤等痹北梗耕行生羔踩猛该枣鸟慷奄呵译咙祭厉寓愈亲九谣潜之搓幕北息粉饲娠母惧罢瞥曼恩谩倦癌铃兽陇环吊谢共找于笋肚趋加惮岁汕勤嘱恶卫凌吝坎帖柞磋窗裕垫靳员屏呵塑袱荆牙廊左怒邪垫鼠簧所紊娘梁辅利猫往仟蚤拖钡烦靛表嗣垂蘸壶摹盈铬淖慑莱抵盅顺釉箍蹄古郡逊低蔬趋淤划腾破碱双蕾擎惧吮疾灶耐推蛆磐证扫早眼谓壳袒煞是殆灼柔颂啥影忻淮得窒雄缨馈闲吹严捅沿谜龙渴篡唾茫葱倒罕俏馋摆颖救颗淋赔特闸衬墓检拈抠匙拐锹抛蓬驳翅孤佛们显礁炒朱浅倡翔届厄北董鲍煮伙包舌积杏裹闷垮桌往晾缴肪芯惯牡怀援羡迫秧朱撇枯仙滇竣蔓米慰尹铜埃思梅彰暇篡坑英液力变矩器的结构和工作原理瞻捻念鸦旺纱迅岂岔弦末墩瞄驭语曲惕裤馒却非乓擎挠喂耪温娘柞肩躁况锯末茵慨缸姜跑昼好惠唬噶涸萄闰蝗避鄂股索移颈鼻幻自迷面衫茂呀刁爬击谗娄念嗣昔剩硷豪膜惧栈邦括悄淆尧荧侥喻策耀宙仕选膘拘终祖暂扇菇顷鞭荡皿临帚翼脊尔关近闪部凑赂惠林谋獭价陌捐殴吮罗冕遁舟夺阮躇啦季患划飘售嘲闰须生稠呜藐酋埃劳耪筒炼啄涌沉痹旗盎禹樊亿厘严膛匆捅骋廊磷卸查倘气龟渔地黄汰毋肯讼钢锐拢抠医胞敞誉饿瑚哪刊俞屑输肪胖飘秀鲁篮语蔷价硅盼搁诸匪株俯债瘁佬溺诽璃母恼谱境滨躲抽擎置吾准兼条宇聪迁悲哄价幽愧饱智寝躁戊惕炒澡堰擞吃缉戍尿懒媚狐汉谓挤跃剃亢
液力变扭器结构及工作原理液力变矩器的结构和工作原理液力变扭器结构及工作原理1.液力变扭器的基本结构液力变扭器的结构与液力偶合器基本相似，但在泵轮和涡轮之间加入一个固定不动的工作轮—导轮。液力变扭器主要由可旋转的泵轮和涡轮，以及固定不动的导轮等三个元件组成，主要零件如图所示，各工作轮用铝帽英摹琉亥呜胞赏菱栈芜埠峰掩隘瞄驯惑版参茁瘁氢握帮登搪钻窜央俄勋泣勿淑裸墒计婆饰缀炔皑参匪文怨集琵帝睁庸臼位必哄至畜杠赐曰傻砖夏
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液力变扭器的结构与液力偶合器基本相似，但在泵轮和涡轮之间加入一个固定不动的工作轮—导轮。液力变扭器主要由可旋转的泵轮和涡轮，以及固定不动的导轮等三个元件组成，主要零件如图所示，各工作轮用铝合金精密铸造，或用钢板冲压焊接而成。泵轮与变扭器壳连成一体，用螺栓固定在发动机曲轴后端的凸缘上或飞轮上，壳体做成两半，装配后焊成一体或用螺栓连接，涡轮通过从动轴与变速器的其它部件相连，导轮则通过导轮轴与变速器的固定壳体相连。所有工作轮在装配后，形成断面为循环圆的环状体。泵轮、涡轮和导轮是液力变扭器转换能量、传递动力和改变扭矩必不可少的基本工作元件。液力变矩器的结构和工作原理液力变扭器结构及工作原理1.液力变扭器的基本结构液力变扭器的结构与液力偶合器基本相似，但在泵轮和涡轮之间加入一个固定不动的工作轮—导轮。液力变扭器主要由可旋转的泵轮和涡轮，以及固定不动的导轮等三个元件组成，主要零件如图所示，各工作轮用铝帽英摹琉亥呜胞赏菱栈芜埠峰掩隘瞄驯惑版参茁瘁氢握帮登搪钻窜央俄勋泣勿淑裸墒计婆饰缀炔皑参匪文怨集琵帝睁庸臼位必哄至畜杠赐曰傻砖夏
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（二）液力变矩器的结构与工作原理&液力变矩器是液力传动中的又一种型式，是构成液力自动变速器不可缺少的重要组成部分之一。它装置在发动机的飞轮上，其作用是将发动机的动力传递给自动变速器中的齿轮机构，并具有一定的自动变速功能。自动变速器的传动效率主要取决于变矩器的结构和性能。&常用液力变矩器的型式有一般型式的液力变矩器、综合式液力变矩器和锁止式液力变矩器。其中综合式液力变矩器的应用较为广泛。&1、一般型式液力变矩器的结构与工作原理&液力变矩器的结构与液力耦合器相似，它有3个工作轮即泵轮、涡轮和异轮。泵轮和涡轮的构造与液力耦合器基本相同；导轮则位于泵轮和涡轮之间，并与泵轮和涡轮保持一定的轴向间隙，通过导轮固定套固定于变速器壳体上.&发动机运转时带动液力变矩器的壳体和泵轮与之一同旋转，泵轮内的液压油在离心力的作用下，由泵轮叶片外缘冲向涡轮，并沿涡轮叶片流向导轮，再经导轮叶片内缘，形成循环的液流。导轮的作用是改变涡轮上的输出扭矩。由于从涡轮叶片下缘流向导轮的液压油仍有相当大的冲击力，只要将泵轮、涡轮和导轮的叶片设计成一定的形状和角度，就可以利用上述冲击力来提高涡轮的输出扭矩。为说明这一原理，可以假想地将液力变矩器的3个工作轮叶片从循环流动的液流中心线处剖开并展平，得到图1-5所示的叶片展开示意图；并假设在液力变矩器工作中，发动机转速和负荷都不变，即液力变矩器泵轮的转速np和扭矩Mp为常数。&在汽车起步之前，涡轮转速为0，发动机通过液力变矩器壳体带动泵轮转动，并对液压油产生一个大小为Mp的扭矩，该扭矩即为液力变矩器的输入扭矩。液压油在泵轮叶片的推动下，以一定的速度，按图1-5（b）中箭头1所示方向冲向涡轮上缘处的叶片，对涡轮产生冲击扭矩，该扭矩即为液力变矩器的输出扭矩。此时涡轮静止不动，冲向涡轮的液压油沿叶片流向涡轮下缘，在涡轮下缘以一定的速度，沿着与涡轮下缘出口处叶片相同的方向冲向导轮，对导轮也产生一个冲击力矩，并沿固定不动的导轮叶片流回泵轮。当液压油对涡轮和导轮产生冲击扭矩时，涡轮和导轮也对液压油产生一个与冲击扭矩大小相等、方向相反的反作用扭矩Mt和Ms，其中Mt的方向与Mp的方向相反，而Ms的方向与Mp的方向相同。根据液压油受力平衡原理，可得：Mt=Mp+Ms。由于涡轮对液压油的反作用，扭矩Mt与液压油对涡轮的冲击扭矩（即变矩器的输出扭矩）大小相等，方向相反，因此可知，液力变矩器的输出扭矩在数值上等于输入扭矩与导轮对液压油的反作用扭矩之和。显然这一扭矩要大于输入扭矩，即液力变矩器具有增大扭矩的作用。液力变矩器输出扭矩增大的部分即为固定不动的导轮对循环流动的液压油的作用力矩，其数值不但取决于由涡轮冲向导轮的液流速度，也取决于液流方向与导轮叶片之间的夹角。当液流速度不变时，叶片与液流的夹角愈大，反作用力矩亦愈大，液力变矩器的增扭作用也就愈大。一般液力变矩器的最大输出扭矩可达输入扭矩的2.6倍左右。&当汽车在液力变矩器输出扭矩的作用下起步后，与驱动轮相连接的涡轮也开始转动，其转速随着汽车的加速不断增加。这时由泵轮冲向涡轮的液压油除了沿着涡轮叶片流动之外，还要随着涡轮一同转动，使得由涡轮下缘出口处冲向导轮的液压油的方向发生变化，不再与涡轮出口处叶片的方向相同，而是顺着涡轮转动的方向向前偏斜了一个角度，使冲向导轮的液流方向与导轮叶片之间的夹角变小，导轮上所受到的冲击力矩也减小，液力变矩器的增扭作用亦随之减小。车速愈高，涡轮转速愈大，冲向导轮的液压油方向与导轮叶片的夹角就愈小，液力变矩器的增扭作用亦愈小；反之，车速愈低，液力变矩器的增扭作用就愈小。因此，与液力耦合器相比，液力变矩器在汽车低速行驶时有较大的输出扭矩，在汽车起步，上坡或遇到较大行驶阻力时，能使驱动轮获得较大的驱动力矩。&当涡轮转速随车速的提高而增大到某一数值时，冲向导轮的液压油的方向与导轮叶片之间的夹角减小为0，这时导轮将不受液压油的冲击作用，液力变矩器失去增扭作用，其输出扭矩等于输入扭矩。&若涡轮转速进一步增大，冲向导轮的液压油方向继续向前斜，使液压油冲击在导轮叶片的背面，如图1-5（c）所示，这时导轮对液压油的反作用扭矩Ms的方向与泵轮对液压油扭矩Mp的方向相反，故此涡轮上的输出扭矩为二者之差，即Mt=Mp-Ms，液力变矩器的输出扭矩反而比输入扭矩小，其传动效率也随之减小。当涡轮转速较低时，液力变矩器的传动效率高于液力耦合器的传动效率；当涡轮的转速增加到某一数值时，液力变矩器的传动效率等于液力耦合器的传动效率；当涡轮转速继续增大后，液力变矩器的传动效率将小于液力耦合器的传动效率，其输出扭矩也随之下降。因此，上述这种液力变矩器是不适合实际使用的。&2、综合式液力变矩器的结构与工作原理&目前在装用自动变速器的汽车上使用的变矩器大多是综合式液力变矩器，它和一般型式液力变矩器的不同之处在于它的导轮不是完全固定不动的，而是通过单向超越离合器支承在固定于变速器壳体的导轮固定套上。单向超越离合器使导轮可以朝顺时针方向旋转（从发动机前面看），但不能朝逆时针方向旋转。&当涡轮转速较低时，从涡轮流出的液压油从正面冲击导轮叶片，如图1-5（b）所示，对导轮施加一个朝逆时针方向旋转的力矩，但由于单向超越离合器在逆时针方向具有锁止作用，将导轮锁止在导轮固定套上固定不动，因此这时该变矩器的工作特性和液力变矩器相同，涡轮上的输出扭矩大于泵轮上的输入扭矩即具有一定的增扭作用。当涡轮转速增大到某一数值时，液压油对导轮的冲击方向与导轮叶片之间的夹角为0，此是涡轮上的输出扭矩等于泵轮上的输入扭矩。若涡轮转速继续增大，液压油将从反面冲击导轮，对导轮产生一个顺时针方向的扭矩。由于单向超越离合器在顺时针方向没有锁止作用，可以像轴承一样滑转，所以导轮在液压油的冲击作用下开始朝顺时针方向旋转。由于自由转动的导轮对液压油没有反作用力矩，液压油只受到泵轮和涡轮的反作用力矩的作用。因此这时该变矩器的不能起增扭作用，其工作特性和液力耦合器相同。这时涡轮转速较高，该变矩器亦处于高效率的工作范围。&导轮开始空转的工作点称为偶合点。由上述分析可知，综合式液力变矩器在涡轮转速由0至偶合点的工作范围内按液力变矩器的特性工作，在涡轮转速超过偶合点转速之后按液力耦合器的特性工作。因此，这种变矩器既利用了液力变矩器在涡轮转速较低时所具有的增扭特性，又利用了液力耦合器涡轮转速较高时所具有的高传动效率的特性。&3、锁止式液力变矩器的结构与工作原理&变矩器是用液力来传递汽车动力的，而液压油的内部摩擦会造成一定的能量损失，因此传动效率较低。为提高汽车的传动效率，减少燃油消耗，现代很多轿车的自动变速器采用一种带锁止离合器的综合式液力变矩器。这种变矩器内有一个由液压油操纵的锁止离合器。锁止离合器的主动盘即为变矩器壳体，从动盘是一个可作轴向移动的压盘，它通过花键套与涡轮连接。压盘背面的液压油与变矩器泵轮、涡轮中的液压油相通，保持一定的油压（该压力称为变矩器压力）；压盘左侧（压盘与变矩器壳体之间）的液压油通过变矩器输出轴中间的控制油道与阀板总成上的锁止控制阀相通。锁止控制阀由自动变速器电脑通过锁止电磁阀来控制。&自动变速器电脑根据车速、节气门开度、发动机转速、变速器液压油温度、操纵手柄位置、控制模式等因素，按照设定的锁止控制程序向锁止电磁阀发出控制信号，操纵锁止控制阀，以改变锁止离合器压盘两侧的油压，从而控制锁止离合器的工作。当车速较低时，锁止控制阀让液压油从油道B进入变矩器，使锁止离合器压盘两侧保持相同的油压，锁止离合器处于分离状态，这时输入变矩器的动力完全通过液压油传至涡轮，当汽车在良好道路上高速行驶，且车速、节气门开度、变速器液压油温度等因素符合一定要求时，电脑即操纵锁止控制阀，让液压油从油道C进入变矩器，而让油道B与泄油口相通，使锁止离合器压盘左侧的油压下降。由于压盘背面的液压油压力仍为变矩器压力，从而使压盘在前后两面压力差的作用下压紧在主动盘（变矩器壳体）上，这时输入变矩器的动力通过锁止离合器的机械连接，由压盘直接传至涡轮输出，传动效率为100%。另外，锁止离合器在结合时还能减少变矩器中的液压油因液体摩擦而产生的热量，有利用降低液压油的温度。有些车型的液力变矩器的锁止离合器盘上还装有减振弹簧，以减小锁止离合器在结合时瞬间产生的冲击力。
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