液力变矩器

液力变矩器　　 液力变矩器由泵轮，涡轮，导轮组成。安装在发动机和变速器之间，以液压油（ATF）为工作介质，起传递转矩，变矩，变速及离合的作用。 　　补充： 　　液力变矩器 　　fluid torque converter 　　以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器，是液力传动的型式之一。图为液力变矩器，它有一个密闭工作腔，液体在腔内循环流动，其中泵轮、涡轮和导轮分别与输入轴、输出轴和壳体相联。动力机(内燃机、电动机等)带动输入轴旋转时，液体从离心式泵轮流出，顺次经过涡轮、导轮再返回泵轮，周而复始地循环流动。泵轮将输入轴的机械能传递给液体。高速液体推动涡轮旋转，将能量传给输出轴。液力变矩器靠液体与叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。液力变矩器不同于液力耦合器的主要特征是它具有固定的导轮。导轮对液体的导流作用使液力变矩器的输出扭矩可高于或低于输入扭矩，因而称为变矩器。输出扭矩与输入扭矩的比值称变矩系数，输出转速为零时的零速变矩系数通常约2～6。变矩系数随输出转速的上升而下降。液力变矩器的输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间没有刚性联接。液力变矩器的特点是：能消除冲击和振动,过载保护性能和起动性能好;输出轴的转速可大于或小于输入轴的转速，两轴的转速差随传递扭矩的大小而不同;有良好的自动变速性能,载荷增大时输出转速自动下降,反之自动上升;保证动力机有稳定的工作区，载荷的瞬态变化基本不会反映到动力机上。液力变矩器在额定工况附近效率较高，最高效率为85～92％。叶轮是液力变矩器的核心。它的型式和布置位置以及叶片的形状，对变矩器的性能有决定作用。有的液力变矩器有两个以上的涡轮、导轮或泵轮，借以获得不同的性能。最常见的是正转(输出轴和输入轴转向一致)、单级（只有一个涡轮）液力变矩器。兼有变矩器和耦合器性能特点的称为综合式液力变矩器，例如导轮可以固定、也可以随泵轮一起转动的液力变矩器。为使液力变矩器正常工作，避免产生气蚀和保证散热，需要有一定供油压力的辅助供油系统和冷却系统。 　　液力变矩器的特性 　　液力变矩器的特性可用几个外界负荷有关的特性参数或特性曲线来评价。描述液力变矩器的特性参数主要有转数比、泵轮转矩系数、变矩系数、效率和穿透性等。描述液力变矩器的特性曲线主要有外特性曲线、原始特性曲线和输入性曲线等。 液力变矩器的作用 其作用就是在发动机与变速箱之间建立一个柔性的连接，同时起到一定的变速作用。变矩就是改变扭矩，发动机输入的转速高扭矩低，经过液力变矩器后随着负载的不同输出的转速会降低同时扭矩增大。 自动变速器里是由液力变矩器取代机械换档变速箱中的离合器。 力矩的单位是牛顿米，1牛顿米意味着离轴心一米的圆上（半径1米）一点的切向上产生1牛顿的力，如果是0.5米的话产生的力就是2牛顿， 以此类推。汽车的扭矩参数指的是在轮轴上输出的扭矩，这个值越大越好。 液力变矩器常见的故障主要有：油温过高、供油压力过低、漏油、机器行驶速度过低或行驶无力，以及工作时内部发出异常响声等5种。 　　1、油温过高 　　油温过高表现为机器工作时油温表超过120°C或用手触摸感觉汤手，主要有以下几种原因：变速器油位过低；冷却系中水位过低；油管及冷却器堵塞或太脏；变矩器在低效率范围内工作时间太长；工作轮的紧固螺钉松动；轴承配合松旷或损坏；综合式液力变矩器因自由轮卡死而闭锁；导轮装配时自由轮机构化机构缺少零件。 　　液力变矩器油温过高故障的诊断和排除方法如下：出现油温过高时，首先应立即停车，让发动机怠速运转，查看冷却系统有无泄漏，水箱是否加满水；若冷却系正常，则应检查变速器油位是否位于油尺两标记之间。若油位太低，应补充同一牌号的油液；若油位太高，则必须排油至适当油位。如果油位符合要求，应调整机器，使变矩器在高效区范围内工作，尽量避免在低效区长时间工作。如果调整机器工作状况后油温仍过高，应检查油管和冷却器的温度，若用手触摸时温度低，说明泄油管或冷却器堵塞或太脏，应将泄油管拆下，检查是否有沉积物堵塞，若有沉积物应予以清除，再装上接头和密封泄油管。若触摸冷却器时感到温度很高，应从变矩器壳体内放出少量油液进行检查。若油液内有金属末，说明轴承松旷或损坏，导致工作轮磨损，应对其进行分解，更换轴承，并检查泵轮与泵轮毂紧固螺栓是否松动，若松动应予以紧固。以上检查项目均正常，但油温仍高时，应检查导轮工作是否正常。将发动机油门全开，使液力变矩器处于零速工况，待液力变矩器出口油温上升到一定值后，再将液力变矩器换入液力耦合器工况，以观察油温下降程度。若油温下降速度很慢，则可能是由于自由轮卡死而使导轮闭锁，应拆解液力变矩器进行检查。 　　2、供油压力过低 　　现象为：当发动机油门全开时，变矩器进口油压仍小于值。主要由以下几种原因引起：供油量少，油位低于吸油口平面；油管泄漏或堵塞；流到变速器的油过多；进油管或滤油网堵塞；液压泵磨损严重或损坏；吸油滤网安装不当；油液起泡沫；进出口压力阀不能关闭或弹簧刚度减小。 　　如果出现供油压力过低，应首先检查油位：若油位低于最低刻度，应补充油液；若油位正常，应检查进、出油管有无泄漏，若有漏油，应予以排除。若进、出管密封良好，应检查进、出口压力阀的工作情况，若进、出口压力阀不能关闭，应将其拆下，检查其上零件有无裂纹或伤痕，油路和油孔是否畅通，以及弹簧刚度是否变小，发现问应及时解决。如果压力阀正常，应拆下油管或滤网进行检查。如有堵塞，应进行清洗并清除沉积物；如油管畅通，则需检查液压泵，必要时更换液压泵。如果液压油起泡沫，应检查回油管的安装情况，如回油管的油位低于油池的油位，应重新安装回油管。 　　3、变矩器漏油 变矩器漏油主要是由于变矩器后盖与泵轮拼命面、泵轮与轮毂拼命处连接螺栓松动或密封件老化或损坏造成的。发现漏油应启动发动机，检查漏油部位。如果从变矩器与发动机的连接处漏油，说明泵轮与泵轮罩连接螺栓松动或密封圈老化，应紧固连接螺栓或更换O形密封圈；如果从变矩器与变速器连接处甩油，说明泵轮与泵轮毂连接螺栓松动或密封圈损坏，应紧固螺栓或检查密封圈；如果漏油部位在加油口或放油口位置，应检查螺栓连接的松紧度以及是否有裂纹等。 　　4、机器行驶速度不定期低或行驶无力 　　这种故障主要是由以下几种原因引起的：液力变矩器内部密封件损坏，使工作腔液流冲击下降；自由轮机构卡死，造成导轮闭锁；自由轮磨损失效；工作轮叶片损坏；进、出口压力阀损坏；液压泵磨损，供油不足；液压油油位太低；变速器的磨擦式主离合器有故障。 　　机器挂挡起步后，如果行驶无力或行驶缓慢，应首先检查挂挡压力表的指示压力是否在正常范围内，如果压力过低应予以排除；如果压力正常，则可能是自由轮磨损失效或工作轮叶片损坏；还可能是变速器磨擦式离合器存在故障，应进行具体并予以排除。 　　5、液力变矩器工作时有异常响声 　　这种故障主要是由于轴承或损坏，工作轮连接松动或与发动机连接松动等原因造成的。出现这种情况，应首先检查各连接产部位是否松动，然后检查各轴承，如有松旷应进行调整或更换新轴承。此外，还应检查液压油的油量和质量，必要时添加或更换新油。 液力变矩器工作原理 引言:如果读过有关手动变速器的知识，您会了解到发动机通过离合器连接到变速器。 如果没有这个连接，汽车在不熄灭发动机的情况下将无法完全停下来。 但是，带有自动变速器的汽车没有离合器，而是使用一种叫做液力变矩器的神奇装置，便可以使发动机与变速器分离 。 它的外观并没有什么特别之处，但其内部的工作机理却非常有趣。  液力变矩器的泵部分与外壳相连。 之后，油液进入涡轮的叶片，而涡轮又与变速器相连。 这样，涡轮使变速器旋转，而变速器驱动您的汽车。 在下图中，您可以看到涡轮叶片是弯曲的。 这意味着，从外部进入涡轮的油液在从涡轮中心出来之前必须改变方向。 正是这种方向的改变导致了涡轮旋转。  液力变矩器涡轮：请注意中间的齿槽。这是它与变速器的连接点。 若要改变一个移动物体的方向，必须在该物体上施加一个作用力。不管这个物体是一辆汽车还是一滴油。 另一方面，对于导致物体改变方向的力，无论施力方为何物，它都必然会受到此力的反作用力。 因此，在涡轮使油液改变方向的同时，油液也导致涡轮旋转。  油液从涡轮中央流出，移动方向不同于它进入时的方向。 如果您观察上图中的箭头，可以看到从涡轮流出油液的移动方向与泵（以及发动机）的旋转方向相反。 如果允许油液撞击泵，则会降低发动机的转速，从而造成动力的浪费。 液力变矩器中设有定子的原因就在于此。  液力变矩器的零件如何连接到变速器和发动机 液力变矩器内的泵是一种离心泵。 当它旋转时，油液将被甩到外面，就像洗衣机将水和衣物甩到洗涤缸外围一样。 由于油液被甩到外面，因此中心区域会形成真空，进而吸入更多的油液。 液力变矩器零件（从左到右）： 涡轮、定子、泵 液力变矩器的外壳通过螺栓固定到发动机的飞轮上，这样液力变矩器的转速将始终等于发动机的转速。 在液力变矩器中，泵的翼片与外壳相连，因此其转速与发动机的转速相同。 下面的剖面图显示了液力变矩器内部各个零部件的连接状况。  定子将从涡轮返回的油液送到泵中。 这样可以提高液力变矩器的工作效率。 请注意其中的齿槽，它连接到定子内部的一个单向离合器。位于液力变矩器的正中间， 其作用是迫使从涡轮返回的液流再次到达油泵之前改变方向。 这样可极大地提高液力变矩器的效率。  定子 定子的叶片设计效果极佳，它几乎可以完全使油液的流向倒过来。 单向离合器（位于定子内部）将定子连接到变速器中的一个固定轴上（上图中注明了离合器所允许的定子旋转方向）。 由于这种布置方式，定子的旋转方向将不同于油液，它只能以相反方向旋转，迫使油液在撞击定子叶片时改变方向。  在汽车开始行驶时有一个微妙的问题。 当速度为64公里/小时时，泵和涡轮几乎以相同的速度旋转（泵的转速始终略快一些）。 此时，从涡轮返回的油液在进入泵时的移动方向已经与泵相同，因此便不需要定子了。  尽管涡轮会改变油液的流向并将其甩到后面，油液最终的流向仍然与涡轮的旋转方向相同，因为涡流在一个方向上的转速要比油液在另一个方向上的喷出速度快。 如果您站在车速为96公里/小时的皮卡的后车斗中，然后以64公里/小时的速度从后车斗扔出一个球，则球仍会以32公里/小时的速度向前移动。 这类似于涡轮中发生的情况： 油在一个方向被甩出，但其速度不如另一个方向的开始速度快。  在这样的速度下，油液实际会撞到定子叶片的侧尾部，从而导致定子在其单向离合器上空转，因此不会妨碍油液通过。  液力变矩器的优缺点除了让汽车可以完全停住而无需停止发动机这一重要作用外，液力变矩器实际上还可以让汽车在从停车状态加速时获得更大的扭矩。 新式液力变矩器可以将发动机扭矩提高2-3倍。 只有在发动机转速比变速器快得多的时候才可以实现这种效果。  随着车速的提高，变速器的转速将逐渐接近发动机，甚至几乎与发动机的转速持平。 但在理想情况下，变速器的速度应与发动机完全相同，因为此速度上的差异是由浪费的能量带来的。 这就可以在一定程度上解释为什么与使用手动变速器的汽车相比，配备自动变速器的汽车每升燃油行驶的公里数要少一些。  为抵消此效应，有些汽车在液力变矩器上安装了锁定式离合器。 当液力变矩器的两个部分加速时，此离合器便将它们锁在一起，从而消除了打滑现象，提高了效率。