液力耦合器工作特性-汽车自动变速器精品学习教程

液力耦合器的工作特性主要是转矩特性和效率特性。1.转矩特性

转矩特性用变矩比来表示。变矩比是涡轮输出转矩与泵轮输入转矩的比值，其表达式：

式中 K——变矩比；

M_t——涡轮输出转矩；

M_p——泵轮输入转矩。

根据动量守恒定理：泵轮传递给油液的转矩等于油液传递给涡轮的转矩，即变矩比K=1。2.效率特性

效率特性用传动效率来表示。传动效率是涡轮输出功率与泵轮输入功率的比值，其表达式：

式中 P_t——涡轮输出功率；

P_p——泵轮输入功率；

M_t——涡轮输出转矩；

n_t——涡轮转速；

M_p——泵轮输入转矩；(www.xing528.com)

n_p——泵轮转速。

当发动机低速运转，即泵轮和涡轮之间的转速差大，此时，涡轮转速趋近于0，而泵轮转速大于或等于发动机怠速，则传动效率也趋近于0。

当发动机高速运转，即泵轮和涡轮之间的转速差小，此时，涡轮转速趋近于泵轮转速，则传动效率趋近于1。

泵轮输入功率与涡轮输出功率之差是由液流的冲击、摩擦和发热产生的功率损失引起的，而其主要原因是由于泵轮与涡轮之间的相对滑动。常用滑转率来表达滑动程度，即

式中 n_p——泵轮转速；

n_t——涡轮转速。

滑转率和发动机转速、涡轮负荷有极大关系。存在一定的滑转率可以使自动变速器油液产生足够的循环流动，以使涡轮能从泵轮处得到足够能量。在高转速轻负荷工况下，速比约为90%（滑转率为10%）时，传动效率最高，但当涡轮负荷增加或泵轮转速降低时，传动效率将大为下降。如果需要增加输出转矩，泵轮与涡轮之间的滑转率将要大大增加，因此，油液作循环流动的强度增加，相应地增加了作用在涡轮上的动能，因而涡轮上产生的转矩增大。

液力耦合器允许在停车时，不脱开传动系也能维持发动机怠速运转，因为在发动机低速运转时，泵轮不足以驱动涡轮。随着发动机转速的升高，从泵轮甩出的油液冲击力增加，涡轮开始转动。随着油液冲击力的增加，车辆的行驶阻力被克服，涡轮的转速升高。但是，耦合器工作时，涡轮和泵轮的转速存在差异，当油液以强力冲击叶片时，涡轮的转速加快，这时油液的环流强度增加，而涡流强度下降。当涡轮的转速接近泵轮的转速时，油液的环流强度增加，速度减慢，涡轮的转速升高，速度也随之变慢，最后涡轮转速达到最大值。但在驱动车辆行驶时，涡轮的转速始终低于泵轮的转速，如果泵轮和涡轮的转速相同，借助油液传递动力的过程就会停止。

图3-5 油液流向阻碍泵轮运转

在耦合器传递动力的过程中，存在着能量损失。油液从泵轮流至涡轮，驱动涡轮与发动机同向旋转输出动力。当油液回流到泵轮时，其流动方向由于涡轮叶片的反作用，变为其与泵轮的转向相反，使发动机的运转阻力增加，如图3-5所示。油液流动时，以多种方向回跳和散射，以致油液的流动受到扰动，这种现象称之为冲击损失，另外，油液的动能还会因为摩擦而转换为热量产生能量损失，因此，耦合器的输出转矩与输入转矩的理论比值为1∶1，但耦合器的输出转矩与输入转矩始终不会相等，更不可能超出输入转矩。

综上所述，液力耦合器可以传递发动机的动力，但是没有增矩作用，同时，在油液的流动中产生紊流和大量的热，消耗了能量，从而降低了耦合器的传动效率（耦合器最大的传动效率约为90%，其传动效率与工作液种类、泵轮和涡轮叶片的形状、汽车的载荷和发动机的转矩有关）。所以在现代汽车上已经淘汰。