单级和多级液力变矩器使用和优化

液力变矩器的级数是指刚性连接在一起的涡轮数目。常用的有单级、二级和三级液力变矩器。

图13.4.7（a）、图13.4.7（b）、图13.4.7（c）均为常用的二级液力变矩器的结构简图，它们由一个泵轮B、两列涡轮叶栅（TⅠ、TⅡ）的涡轮T和一列或两列导轮叶栅（DⅠ、DⅡ）所组成的导轮D构成。

图13.4.7（d）、图13.4.7（e）、图13.4.7（f）均为常用的三级液力变矩器，它们由一个泵轮B、三列叶栅（TⅠ、TⅡ、TⅢ）的涡轮T和二列或三列叶栅（DⅠ、DⅡ、DⅢ）的导轮D构成。

图13.4.7　二级和三级液力变矩器的结构简图

在简单的单级液力变矩器中，最高效率值ηmax较高，但起动变矩比K0较低，而且高效率工作范围dη相对来说较小。如要提高K0，则ηmax急剧下降。

多级液力变矩器可获得比单级液力变矩器较高的变矩比K0，同时可扩大高效区的工作范围，但ηmax值略低。

多级液力变矩器起动转矩比K0较高，是因为液流不断作用在多列涡轮叶栅上。由于每一级叶栅仅将液流全部动能和压能的一部分转变为机械能，这样就可以使涡轮和导轮各列叶栅采用短而直的（或弯曲不大的）叶片，这种叶片对液流入口时冲击角的变化不敏感，因而可以减小在工况不断变化下的入口冲击损失，所以这种液力变矩器可以在较宽的转速比范围内得到较高的效率。由于多级液力变矩器叶栅列数较多，因此在无冲击工况下的液力损失将比单级大，因而最高效率值可能降低。(www.xing528.com)

此外，因为iM值很低，多级液力变矩器不适于做成多相式液力变矩器。为了改善高转速比工况的性能，只能将泵轮和涡轮进行闭锁，其闭锁方式和单级类似。

图13.4.8为一种二级液力变矩器和三级液力变矩器的结构简图及其原始特性曲线。由多级液力变矩器结构简图和特性曲线的分析可看出，多级液力变矩器的结构比单级显著复杂，而且价格昂贵；在性能上，特别是在中、小转速比i范围内，可以提高效率η和变矩比K，但提高的数值不是很大。因此，近年来多级液力变矩器在车辆上的使用范围减小，而逐渐被单级单相或单级多相液力变矩器所取代。

图13.4.8　多级液力变矩器的结构简图和原始特性

（a）二级液力变矩器；（b）三级液力变矩器

目前，多级液力变矩器的起动变矩比K0最高可达5～7，最高效率ηmax可达80％～85％。