汽車變扭器的工作原理是怎樣工作的

2023-02-16 07:00:37 字數 4840 閱讀 5844

1樓:匿名使用者

液力變扭器結構及工作原理

1.液力變扭器的基本結構

液力變扭器的結構與液力偶合器基本相似,但在泵輪和渦輪之間加入一個固定不動的工作輪—導輪。液力變扭器主要由可旋轉的泵輪和渦輪,以及固定不動的導輪等三個元件組成,主要零件如圖所示,各工作輪用鋁合金精密鑄造,或用鋼板衝壓焊接而成。泵輪與變扭器殼連成一體,用螺栓固定在發動機曲軸後端的凸緣上或飛輪上,殼體做成兩半,裝配後焊成一體或用螺栓連線,渦輪通過從動軸與變速器的其它部件相連,導輪則通過導輪軸與變速器的固定殼體相連。

所有工作輪在裝配後,形成斷面為迴圈圓的環狀體。泵輪、渦輪和導輪是液力變扭器轉換能量、傳遞動力和改變扭矩必不可少的基本工作元件。

2.液力變扭器的工作原理

液力變扭器轉換能量、傳遞動力的原理與液力偶合器基本相同,其根本區別就在於液力變扭器增加了一個工作輪—導輪。發動機運轉時,帶動液力變扭器的殼體和泵輪與之一同旋轉,泵輪內的工作液在離心力的作用下,由泵輪葉片外緣衝向渦輪,並沿渦輪葉片流向導輪,再經導輪葉片流回泵輪葉片內緣,形成迴圈的液流。由於多了一個固定不動的導輪,在液體迴圈流動的過程中,固定不動的導輪給渦輪一個反作用力矩,從而使渦輪輸出扭矩不同於泵輪輸入扭矩,具有「變扭」功能。

下面簡述其變扭工作原理。

為了方便起見,用液力變扭器工作輪的圖來說明液力變扭器的變扭工作原理。現沿迴圈圓的中間流線成一直線,於是泵輪b,渦輪w和導輪d便成為三個沿直線順次排列的環形平面,如圖所示,從而使各工作輪葉片清楚地展現出來。

為了便於說明,現假設在液力變扭器的工作中,發動機的轉速和負荷不變,即液力變扭器的泵輪轉速nb和扭矩mb為常數。

1)在汽車起步之前

在汽車起步之前,渦輪轉速nw=0,發動機通過液力變扭器的殼體帶動泵輪旋轉,並對工作液產生一個大小為mb的扭矩,該扭矩即為液力變扭器的輸入扭矩。液力變扭器內的工作液在泵輪葉片帶動下,以一定的絕對速度vb衝向渦輪葉片。絕對速度vb是泵輪的圓周速度vb1 和沿泵輪葉片的相對速度vb2的合成速度,因此時渦輪靜止不動,液流沿渦輪葉片流出衝向導輪葉片,如圖中箭頭vw所示,這即是液流質點在渦輪葉片的相對速度,也是液流質點的絕對速度,然後液流再沿固定不動的導輪葉片沿箭頭vd方向回到泵輪中。

液流流經導輪葉片時,因受葉片作用,使液流的方向發生變化。以工作液作為研究物件,設泵輪,渦輪和導輪對液體的作用力矩分別為mb、mw和md,根據液流的力矩平衡條件,可得:

mw=mb+md

由於工作輪對液流的作用力矩mw與液流對工作輪衝擊力矩m』w方向相反,大小相等,即m』w=- mw,故有:

m』w =mb+md

由上式可見,液流對渦輪的衝擊力矩 m』w(即輸出力矩)大於泵輪輸入力矩mb。這是由於渦輪不但受來自泵輪液流衝擊,而且受因導輪改變流向的液流的反作用力矩,所以液力變扭器起了增大力矩的作用,導輪反作用力矩的大小及方向都是隨渦輪轉速的變化而變化,故液力變扭值也隨之變化。

2)在汽車起步之後

當渦輪輸出力矩,經傳動系傳到驅動輪上所產生的驅動力足以克服汽車起步阻力矩時,汽車即起步並開始加速,因而與之相連的渦輪轉速nw也從零逐漸增加。在渦輪轉動之後,液流在渦輪出口處不僅具有沿葉片方向的相對速度vw2,而且具有沿圓周切線方向的牽連速度vw1,所以,此時衝向導輪葉片的液流速度vw是上述兩者的合成速度。

假設泵輪轉速不變,則液流在渦輪出口處相對速度vw2 不變。在汽車起步之後,渦輪轉速的變化,引起牽連速度vw1的變化,衝向導輪葉片液流的絕對速度vw將隨渦輪轉速nw的增加,即隨牽連速度vw1的增加而逐漸向左傾斜,衝向導輪葉片的液流方向愈向左傾斜,導輪所受的衝擊力愈小,導輪對液流反作用力矩也愈小,液力變扭器增扭值隨之減少。這就說明,液力變扭器增扭值隨渦輪轉速的提高而減少。

當渦輪轉速增大至某一數值時,渦輪出口處的液流絕對速度vw方向與導輪葉片平行,即正好沿導輪葉片出口的方向,由於從渦輪流出的液流流經導輪後其流向不變,導輪對液流的反作用力矩為零,即md=0,可以知道即渦輪的輸出力矩等於泵輪對液流的作用力矩。在這種情況下,液力變扭器由變扭工況轉化為偶合工況。

3)渦輪轉速進一步增大

如果渦輪轉速進一步增大,渦輪出口處液流絕對速度vw方向將進一步向左傾斜,如圖2-9所示。當渦輪轉速超過前述偶合工況的轉速時,液流便衝擊到導輪葉片的背面,此時導輪對液流反作用力矩的方向與泵輪對液流的作用力矩的方向相反,即m』w =mb-md ,故渦輪輸出力矩反而小於泵輪輸入力矩。

4)渦輪轉速與泵輪轉速相等時

當渦輪轉速增大至與泵輪轉速相等時,油液在迴圈圓中迴圈流動即停止,液力變扭器便失去傳遞動力的能力。

由以上分析,可以得到如下三點重要的結論:

其一,液力變扭器由泵輪(主動輪)、渦輪(被動輪)和導輪等三個工作輪組成,它們是轉換能量,傳遞動力和變扭必不可少的基本元件。

泵輪—使發動機的機械能轉換為液體能量;

渦輪—將液體能量轉換為渦輪軸上的機械能;

導輪—通過改變液體的方向而起變扭作用。

其二,與液力偶合器一樣,液力變扭器中液體同時繞工作輪軸線作旋轉運動和沿迴圈圓作軸面迴圈運動,軸面迴圈按先經泵輪,後經渦輪和導輪,最後又回到泵輪的順序,進行反覆迴圈。

其三,液力變扭器效率隨渦輪的轉速而變化。

①當渦輪轉速為零時,增扭值最大,渦輪輸出扭矩等於泵輪輸入扭矩與導輪反作用扭矩之和。

②當渦輪轉速由零逐漸增大時,增扭值隨之逐漸減少。

③當渦輪轉速達到某一值時,渦輪出口處液流直接衝向導輪的出口處,液流不改變流向,此時液力變扭器變為液力偶合器,渦輪輸出力矩等於泵輪輸入力矩。

④當渦輪轉速進一步增大時,渦輪出口處液流衝擊導輪葉片背面,此時液力變扭器的渦輪輸出力矩小於泵輪的輸入力矩,其值等於泵輪的輸入力矩和導輪的反作用力矩之差。

⑤當渦輪轉速與泵輪轉速相同時,液力變扭器失去傳遞動力的功能。

3.液力變扭器的特性

液力變扭器的特性,可用幾個與外界負荷有關的特性引數或特性曲線來評價。描述液力變扭器的特性引數主要有傳動比、變矩係數、效率和穿透係數等,描述液力變扭器的特性曲線主要有外特性曲線、原始特性曲線和輸入特性曲線,在此,僅就主要的特性引數和特性曲線作一介紹。

1)液力變扭器的特性引數

(1)傳動比iwb

液力變扭器傳動比iwb是渦輪轉速nw(輸出轉速)與泵輪轉速nb(輸入轉速)之比,傳動比用來描述液力變扭器的工況。其數學表示式為:

iwb=nw/nb

(2)變矩係數k

液力變扭器變矩係數k是渦輪扭矩mw和泵輪扭矩mb之比,變矩係數用來描述液力變扭器改變輸入扭矩的能力。其數學表示式為:

k=mw/mb

由上節變扭器原理分析可知,變矩係數k是隨渦輪轉速nw,或者說是隨傳動比iwb而變化的。k>1時,稱為變扭工況,當k=1時,稱為偶合工況。當渦輪轉速nw =0,即傳動比iwb =0時,這種工況相當於汽車起步之前,故稱為失速工況(也稱為起動工況,或制動工況),在此工況下變矩係數為最大(k值一般為1.

9~5左右)。目前,汽車常用液力變扭器的變矩係數約2~2.3左右。

(3)效率η

液力變扭器效率η是渦輪軸輸出功率nw與泵輪輸入功率nb之比。其數學表示式為:

η=nw/nb

因為功率等於轉速與扭矩的乘積,上式可改寫為:

η=nw/nb

=mwnw/mbnb

=kiwb

由上式可見,液力變扭器的效率等於變矩係數與傳動比的乘積。

(4)液力變扭器的穿透性

液力變扭器的穿透性是指變扭器和發動機共同工作時,在油門開度不夠的情況下,變扭器渦輪軸上的載荷變化對泵輪扭矩和轉速(即發動機工況)影響的效能。具體地說,在上述情況下,若渦輪軸上扭矩和轉速出現變化而發動機工況不變時,這種變扭器稱為是不可透的,反之則稱為是可透的。汽車自動變速器上採用的液力變扭器是可透的,當渦輪因負荷增大而轉速下降時,傳動比隨之下降,從而使發動機的負荷也增大。

2樓:黃意誠

汽車液力變矩器的工作原理就像兩個風扇相對,一個風扇工作,然後將另一個不工作的風扇吹動。這個比喻可以很形象的解釋液力變矩器中泵輪和渦輪之間的工作關係。

動力輸出之後,帶動與變矩器殼體相連的泵輪,泵輪攪動變矩器中的自動變速箱油(以下簡稱atf),帶動渦輪轉動,atf在殼體中是一個迴圈的動作,由於泵輪旋轉時的離心力,atf會在泵輪的作用下,甩向外側,衝向前方的渦輪,再流向軸心位置,回到泵輪一側,如此周而復始的迴圈,將動力傳向與齒輪箱連線的渦輪。

目前幾乎所有液力變矩器都有一個高效節能的部件:液力變矩器鎖止器。鎖止器的形式是一個多片離合器,其作用就是當變矩器處於耦合狀態,無需增矩時,將泵輪和渦輪鎖止,這樣的話動力傳遞即為「硬連線」,全部的無損(或者說有微量的動力流失)的將從曲軸傳遞到了下一站:

變速箱。

液力變矩器的基本構造和工作原理是什麼?

3樓:直觀機械

裝載機瞬間推力達50噸,除了強大的發動機還有個關鍵部分是它

液力變矩器的工作原理是什麼?

4樓:凮起雲湧

液力變矩器有3個工作輪,即泵輪、渦輪和導輪。其中泵輪和渦輪的構造與液力耦合器基本相同;導輪則位於泵輪和渦輪之間,並與泵輪和渦輪保持一定的軸向間隙,通過導輪固定套固定於變速器殼體。

發動機運轉時帶動液力變扭器的殼體和泵輪與之一同旋轉,泵輪內的液壓油在離心力的作用下,由泵輪葉片外緣衝向渦輪。並沿渦輪葉片流向導輪,再經導輪葉片流回泵輪葉片內緣,形成迴圈的液流。導輪的作用是改變渦輪上的輸出扭矩。

由於從渦輪葉片下緣流向導輪的液壓油仍有相當大的衝擊力,只要將泵輪、渦輪和導輪的葉片設計成一定的形狀和角度,就可以利用上述衝擊力來提高渦輪的輸出扭矩。

液力變矩器的作用:

液力變矩器工作特點是輸入端的轉速和扭矩基本恆定;或雖有變化,但變化不大。而輸出端的轉速和扭矩可以大於、等於或小於輸入端的轉速和扭矩,並且輸出轉速與輸出扭矩之間可以隨著所驅動的工作機負荷大小,自動地連續調節變化。

由於液力變扭器具有無級變速和變扭的功能,因此,它廣泛用作各種動力機與工作機之間的傳動裝置。

例如用作公路運輸車輛以及鐵道運輸車輛的傳動裝置。此外,還應用在工程機械。礦山機械(石油鑽機、鑽探機、破碎機等)和大型船舶中。

變頻電源工作原理是怎樣的?變頻器的工作原理是什麼?

變頻電源系統工作原理。經過ac dc ac變換的逆變電源稱為變頻電源,它有別於用於電機調速用的變頻調速控制器,也有別於普通交流穩壓電源。變頻電源的主要功用是將現有交流電網電源變換成所需頻率的穩定的純淨的正弦波電源。理想的交流電源的特點是頻率穩定 電壓穩定 內阻等於零 電壓波形為純正弦波 無失真 變頻...

捷達汽車變速器的互鎖裝置的工作原理是怎樣的

手動變速箱的工作原理 其結構是兩軸結構,一根輸入軸一根輸出軸,輸出軸尾部齒輪連線差速器,每個檔位上有同步器,撥叉選擇入檔方向,1 2檔一個同步器,3 4檔一個同步器,5檔單獨一個,倒檔沒有同步器,倒檔是從1 2檔同步器上,通過倒檔齒輪直接齒合到二軸。變速器是用來改變來自發動機的轉速和轉矩的機構,它能...

IE瀏覽器的工作原理是怎樣的,瀏覽器工作原理

瀏覽器的主要元件抄包括 使用者介面 bai 包括地址du欄 後退 前進按鈕 zhi書籤目錄等 dao,也就是你所看到的除了用來顯示你所請求頁面的主視窗之外的其他部分 瀏覽器引擎 用來查詢及操作渲染引擎的介面 渲染引擎 用來顯示請求的內容,例如,如果請求內容為html,它負責解析html及css,並將...