液力变扭器工作原理及底盘电控系统检修

液力变扭器的出现就是为了解决偶合器低车速效率低和扭矩不可变的问题，但它却在高车速时出现了缺点，让我们来看一看。

液力变扭器的结构与液力偶合器相似，它有3 个工作轮，即泵轮、涡轮和导轮，其中泵轮和涡轮的构造与液力偶合器基本相同。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。发动机运转时带动液力变扭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，再经导轮叶片流回泵轮叶片内缘，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，故只要将泵轮、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。

在汽车起步之前，涡轮转速为0，发动机通过液力变扭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，该扭矩即为液力变扭器的输入扭矩。液压油在泵轮叶片的推动下，以一定的速度冲向涡轮上缘处的叶片，对涡轮产生冲击扭矩，该扭矩即为液力变扭器的输出扭矩。此时涡轮静止不动，冲向涡轮的液压油沿涡轮叶片流向涡轮下缘，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

Mp＝Me＋Ms

由于在变扭器外缘传动力和偶合器相同，涡轮对液压油的反作用扭矩Mt 与液压油对泵轮的Mp 冲击扭矩大小相等、方向相反，即在变扭器外缘仍然是Mt＝Mp，因此可知，液力变扭器的输出扭矩Mt＝Mp＝Me＋Ms 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，即液力变扭器具有增大扭矩的作用。液力变扭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反作用力矩，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，叶片与液流的夹角越大，反作用力矩亦越大，液力变扭器的增扭作用也就越大。一般液力变扭器的最大输出扭矩可达输入扭矩的2.6 倍左右。

图6－10所示为液力变扭器起步时增扭的工作原理。

图6－10　液力变扭器起步时增扭的工作原理（图中为便于理解已经把外壳脱去）

当汽车在液力变扭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，导轮上所受的冲击力矩也减小，液力变扭器的增扭作用亦随之减小。车速越高，涡轮转速越大，冲向导轮的液压油方向与导轮叶片的夹角就越小，液力变扭器的增扭作用亦越小；反之，车速越低，液力变扭器的增扭作用就越大。因此，与液力偶合器相比，液力变扭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。(www.xing528.com)

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，液力变扭器失去增扭作用，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偏斜，使液压油冲击在导轮叶片的背面（图6－11中未画出），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的扭矩Me 的方向相反，故此涡轮上的输出扭矩为二者之差，即Mt＝Mp＝Me－Ms。液力变扭器的输出扭矩比输入扭矩小，其传动效率也随之减小。

涡轮上的输出扭矩与泵轮上的输入扭矩之比，称为液力变扭器的变扭系数，或称变扭比，一般用K 表示，即

K＝Mt/Me＝(Me ±Ms)/Me

根据液力变扭器传动效率的计算公式，可得

η＝Pt/Pe＝(Mt×nt)/(Me×ne)＝[(Me ±Ms)/Me]×(nt/ne)＝K×nt/ne

由上述分析可知，当涡轮转速较低时，变扭系数K 大于1，液力变扭器的传动效率高于液力偶合器的传动效率；当涡轮转速增加到某一数值时，变扭系数K 等于1，液力变扭器的传动效率等于液力偶合器的传动效率。此后，若涡轮转速继续增大，液力变扭器的传动效率将小于液力偶合器的传动效率，其输出扭矩也随之下降。

因此，上述这种液力变扭器是不适合实际使用的。但我们马上会想到若把固定导轮的变扭器改成沿发动机旋转方向可转动而反向不能转动的单向可滑转的导轮，就把偶合器和变扭器的优点全兼顾了。