汽车结构第16章液力机械传动和机械式无极变速器

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1、《汽车构造》电子教案第十六章液力机械传动与机械无极变速第十六章液力机械传动和机械式无级变速器随着科学技术的发展，液力机械式变速器和机械式无级变速器在汽车上，特别是在轿车上的应用越来越广泛。因此，本章将主要介绍这两种形式的变速器。上述两种变速器具有如下优点：操纵方便，消除了驾驶员换挡技术的差异性。有良好的传动比转换性能，速度变换不仅快而且连续平稳，从而提高了乘坐舒适性；并对今后轿车进入家庭和非职业驾驶员化有重要意义。减轻驾驶员疲劳，提高行车安全性。降低排气污染。其主要缺点是：机构复杂，造价高，传动效率低。7/16/

2、20212哈尔滨工业大学（威海）第一节液力机械传动第二节机械式无级变速器一、液力耦合器二、液力变矩器7/16/20213哈尔滨工业大学（威海）液力耦合器7/16/20214哈尔滨工业大学（威海）液力耦合器的传动过程是：泵轮接受发动机传来的机械能，传给工作液，使其提高动能，然后再由工作液将动能传给涡轮。液力耦合器实现传动的必要条件是工作液在泵轮和涡轮之间有循环流动。由于液力耦合器是用液体作为传动介质，泵轮与涡轮之间允许有很大的转速差，因此装用液力耦合器，可以保证汽车平稳地起步和加速；能够衰减传动系中的扭转振动并防止

3、传动系过载，从而延长传动系和发动机机件寿命；显著减少了需要换挡的次数，甚至在暂时停车时不脱开传动系也能维持发动机怠速运转。7/16/20215哈尔滨工业大学（威海）由液力耦合器工作原理可知，液体在循环流动过程中，没有受到任何其他附加外力，故发动机作用于泵轮上的转矩与涡轮所接受并传给从动轴的转矩相等。亦即液力耦合器只起传递转矩的作用，而不起改变转矩大小的作用，故必须由变速机构与其配合使用。此外，由于液力耦合器不能使发动机与传动系彻底分离，故在采用移动齿轮或接合套方法换挡的普通齿轮式变速器时，仅仅为了使换挡时将发动机

4、与变速器彻底分离，以减小轮齿冲击，在液力耦合器与变速器之间还必须装一个离合器。在此情况下使用液力耦合器，虽然具有使汽车起步平稳，减少传动系中冲击载荷等优点，但未能完全免除操纵离合器的动作，还会使整个传动系的重量增大，纵向尺寸增加；此外，由于液力耦合器中存在液流损失，传动系效率比单用离合器时为低。目前，液力耦合器在汽车上的应用日益减少。7/16/20216哈尔滨工业大学（威海）液力变矩器（二）几种典型的液力变矩器（三）液力机械变矩器（四）液力机械传动的液压自动操纵系统（一）液力变矩器的工作原理7/16/20217哈

5、尔滨工业大学（威海）液力变矩器的工作原理液力变矩器（图16-4）主要由可旋转的泵轮4和涡轮3以及固定不动的导轮5三个元件组成。和耦合器一样，变矩器正常工作时，储于环形内腔中的工作液，除有绕变矩器轴的圆周运动以外，还有在循环圆中沿图16-4中箭头所示方向的循环流动，故能将转矩从泵轮传到涡轮上。与耦合器不同的是：变矩器不仅能传递转矩，且能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮的转速（反映着汽车行驶速度）不同而改变涡轮输出的转矩数值。变矩器之所以能起变矩作用，是由于结构上比耦合器多了导轮机构。7/16/20218哈尔滨工业大

6、学（威海）下面用变矩器工作轮的展开图来说明变矩器的工作原理。将循环圆上的中间流线（此流线将流通道断面分割成面积相等的内外两部分）展开成一直线，各循环圆中间流线均在同平面上展开。于是在展开图上，泵轮B,涡轮W和导轮D便形成三个环形平面，且工作轮的叶片角度也清楚地显示出来。7/16/20219哈尔滨工业大学（威海）由图可见，冲向导轮叶片的液流的绝对速度将随着牵连速度的增加（即涡轮转速的增加）而逐渐向左倾斜，使导轮上所受转矩值逐渐减小。7/16/202110哈尔滨工业大学（威海）于是，变矩系数相应增大，使驱动轮获得较大

7、的转矩，保证汽车能克服增大的阻力而继续行驶。所以，液力变矩器是一种能随汽车行驶阻力的不同而自动改变变矩系数的无机变速器。此外，液力耦合器的保证汽车平稳起步，衰减传动系中的扭转振动，防止传动系超载等功能，液力变矩器也同样具备。从变矩器特性中可以看出，变矩系数K是随涡轮转速的改变而连续变化的。当汽车起步，上坡或遇到较大阻力时，如果发动机的转速和负荷不变，车速将降低，即涡轮转速降低。7/16/202111哈尔滨工业大学（威海）几种典型的液力变矩器三元件液力变矩器四元件综合式液力变矩器带锁止离合器的液力变矩器7/16/2

8、02112哈尔滨工业大学（威海）三元件液力变矩器三元件液力变矩器的典型结构如图。它由泵轮8，涡轮5和导轮9组成。最大变矩系数（即涡轮转速为零时的变矩系数）为1.9—2.5。7/16/202113哈尔滨工业大学（威海）变矩器自由轮机构的构造可用图16-10来说明。它由外座圈2，内座圈1，滚柱5及不锈钢叠片弹簧6组成。当涡轮转速较低，与泵轮转速差较大时，从涡轮流出的液流冲击导