液力變矩器耦合器工作原理

1、液力變矩器工作原理 作者 Karim Nice引言如果讀過(guò)有關(guān)手動(dòng)變速器的知識(shí)，您會(huì)了解到發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器連接到變速器。 如果沒(méi)有這個(gè)連接，汽車(chē)在不熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下將無(wú)法完全停下來(lái)。 但是，帶有自動(dòng)變速器的汽車(chē)沒(méi)有離合器，而是使用一種叫做液力變矩器的神奇裝置，便可以使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器分離 。 它的外觀并沒(méi)有什么特別之處，但其內(nèi)部的工作機(jī)理卻非常有趣。 在本文中，我們將了解配備自動(dòng)變速器的汽車(chē)為何需要液力變矩器、液力變矩器的工作原理及其優(yōu)點(diǎn)與不足。 液力變矩器基礎(chǔ)知識(shí)正如采用手動(dòng)變速器的汽車(chē)一樣，配備自動(dòng)變速器的汽車(chē)也需要通過(guò)某種方式，讓發(fā)動(dòng)機(jī)能在車(chē)輪和變速器中的齒輪停下來(lái)時(shí)繼續(xù)工作。 配備手動(dòng)

2、變速器的汽車(chē)使用的是離合器，它可將發(fā)動(dòng)機(jī)從變速器徹底斷開(kāi)。 配備自動(dòng)變速器的汽車(chē)則使用液力變矩器。 液力變矩器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間液力變矩器是一種液力耦合器，它允許發(fā)動(dòng)機(jī)在一定程度上獨(dú)立于變速器運(yùn)轉(zhuǎn)。 如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，如汽車(chē)在停車(chē)標(biāo)志燈前處于怠速時(shí)，通過(guò)液力變矩器的扭矩將非常小，這樣只需在制動(dòng)器踏板上施加很小的力即可讓車(chē)輛保持靜止。 如果您在汽車(chē)停止時(shí)踏在油門(mén)踏板上，則必須用力踩剎車(chē)才能防止汽車(chē)移動(dòng)。 這是因?yàn)樵谀扔烷T(mén)踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)加速并將更多的油液注入液力變矩器中，從而導(dǎo)致更多扭矩被傳送到車(chē)輪上。 液力變矩器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，在液力變矩器的堅(jiān)固外殼內(nèi)有四個(gè)組件： · 泵

3、· 渦輪· 定子· 變速器油液液力變矩器零件（從左到右）： 渦輪、定子、泵液力變矩器的外殼通過(guò)螺栓固定到發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，這樣液力變矩器的轉(zhuǎn)速將始終等于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 在液力變矩器中，泵的翼片與外殼相連，因此其轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。 下面的剖面圖顯示了液力變矩器內(nèi)部各個(gè)零部件的連接狀況。 液力變矩器的零件如何連接到變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)液力變矩器內(nèi)的泵是一種離心泵。 當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時(shí)，油液將被甩到外面，就像洗衣機(jī)將水和衣物甩到洗滌缸外圍一樣。 由于油液被甩到外面，因此中心區(qū)域會(huì)形成真空，進(jìn)而吸入更多的油液。 液力變矩器的泵部分與外殼相連。之后，油液進(jìn)入渦輪的葉片，而渦輪又與變速

4、器相連。 這樣，渦輪使變速器旋轉(zhuǎn)，而變速器驅(qū)動(dòng)您的汽車(chē)。 在下圖中，您可以看到渦輪葉片是彎曲的。 這意味著，從外部進(jìn)入渦輪的油液在從渦輪中心出來(lái)之前必須改變方向。 正是這種方向的改變導(dǎo)致了渦輪旋轉(zhuǎn)。 液力變矩器渦輪：請(qǐng)注意中間的齒槽。這是它與變速器的連接點(diǎn)。若要改變一個(gè)移動(dòng)物體的方向，必須在該物體上施加一個(gè)作用力。不管這個(gè)物體是一輛汽車(chē)還是一滴油。 另一方面，對(duì)于導(dǎo)致物體改變方向的力，無(wú)論施力方為何物，它都必然會(huì)受到此力的反作用力。 因此，在渦輪使油液改變方向的同時(shí)，油液也導(dǎo)致渦輪旋轉(zhuǎn)。 油液從渦輪中央流出，移動(dòng)方向不同于它進(jìn)入時(shí)的方向。 如果您觀察上圖中的箭頭，可以看到從渦輪流出油液的移動(dòng)方

5、向與泵（以及發(fā)動(dòng)機(jī)）的旋轉(zhuǎn)方向相反。 如果允許油液撞擊泵，則會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而造成動(dòng)力的浪費(fèi)。 液力變矩器中設(shè)有定子的原因就在于此。 定子將從渦輪返回的油液送到泵中。 這樣可以提高液力變矩器的工作效率。 請(qǐng)注意其中的齒槽，它連接到定子內(nèi)部的一個(gè)單向離合器。位于液力變矩器的正中間， 其作用是迫使從渦輪返回的液流再次到達(dá)油泵之前改變方向。 這樣可極大地提高液力變矩器的效率。 定子定子的葉片設(shè)計(jì)效果極佳，它幾乎可以完全使油液的流向倒過(guò)來(lái)。 單向離合器（位于定子內(nèi)部）將定子連接到變速器中的一個(gè)固定軸上（上圖中注明了離合器所允許的定子旋轉(zhuǎn)方向）。 由于這種布置方式，定子的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒉煌谟鸵?，它?/p>

6、能以相反方向旋轉(zhuǎn)，迫使油液在撞擊定子葉片時(shí)改變方向。 在汽車(chē)開(kāi)始行駛時(shí)有一個(gè)微妙的問(wèn)題。 當(dāng)速度為64公里/小時(shí)時(shí)，泵和渦輪幾乎以相同的速度旋轉(zhuǎn)（泵的轉(zhuǎn)速始終略快一些）。 此時(shí)，從渦輪返回的油液在進(jìn)入泵時(shí)的移動(dòng)方向已經(jīng)與泵相同，因此便不需要定子了。 盡管渦輪會(huì)改變油液的流向并將其甩到后面，油液最終的流向仍然與渦輪的旋轉(zhuǎn)方向相同，因?yàn)闇u流在一個(gè)方向上的轉(zhuǎn)速要比油液在另一個(gè)方向上的噴出速度快。 如果您站在車(chē)速為96公里/小時(shí)的皮卡的后車(chē)斗中，然后以64公里/小時(shí)的速度從后車(chē)斗扔出一個(gè)球，則球仍會(huì)以32公里/小時(shí)的速度向前移動(dòng)。 這類似于渦輪中發(fā)生的情況： 油在一個(gè)方向被甩出，但其速度不如另一個(gè)方向的開(kāi)始速度快。 在這樣的速度下，油液實(shí)際會(huì)撞到定子葉片的側(cè)尾部，從而導(dǎo)致定子在其單向離合器上空轉(zhuǎn)，因此不會(huì)妨礙油液通過(guò)。 液力變矩器的優(yōu)缺點(diǎn)除了讓汽車(chē)可以完全停住而無(wú)需停止發(fā)動(dòng)機(jī)這一重要作用外，液力變矩器實(shí)際上還可以讓汽車(chē)在從停車(chē)狀態(tài)加速時(shí)獲得更大的扭矩。 新式液力變矩器可以將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩提高2-3倍。 只有在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比變速器快得多的時(shí)候才可以實(shí)現(xiàn)這種效果。 隨著車(chē)速的提高，變速器的轉(zhuǎn)速將逐漸接近發(fā)動(dòng)機(jī)，甚至幾乎與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速持平。 但在理想情況下，變速器的速度應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)完全相同，因?yàn)榇怂俣壬系牟町愂怯衫速M(fèi)的能量帶來(lái)的。 這就可以在一定程度上解釋為什么與使用手