盐城工业职业技术学院 汤宝

液力变矩器的结构演变综述

盐城工业职业技术学院 汤宝

液力变矩器是自动变速器的重要元件，本文将对液力变矩器的结构演变及具体性能进行详细的综述。

耦合器；变矩器；特性曲线

引言

对于自动挡的汽车，其发动机和变速箱之间的连接是靠液力变矩器来实现的，液力变矩器的作用一是传递转速和扭矩、二是实现发动机和变速箱之间的软连接作用，类似于手动挡离合器的半联动状态。所以说液力变矩器是自动变速器中比较重要的连接元件。本文将对其演变过程进行详细的综述，以便于更好的理解其工作性能。

1 液力耦合器

液力耦合器主要由泵轮和涡轮组成，动力由泵轮输入，涡轮输出，以液体为介质传递扭矩动力。泵轮和涡轮的转速差越大，耦合器传递的扭矩越大，当不存在转速差时，不传递扭矩。其主要的参数特征为：

其中，nw为涡轮转速，nb为泵轮转速，Mw为涡轮扭矩，Mb为泵轮扭矩，Pw为涡轮功率，Pb为泵轮功率。

2 液力变矩器

由于耦合器只能传递扭矩，而不能改变扭矩，所以在耦合器泵轮和涡轮之间加上一个导轮，通过导轮反作用力Md的作用，达到改变扭矩的作用，如图1所示。导轮起作用过程可以分析为：

a.涡轮转速低时（nw=0），nb＞nw，涡轮出口处工作油冲击导轮正面，Md＞0，Mw=Mb+Md，涡轮扭矩大于泵轮扭矩；

b.随着涡轮转速的升高（nw＞0），接近0.85nb时，涡轮出口处工作油流向与导轮叶片相切，Md=0，Mw=Mb（耦合点），涡轮扭矩等于泵轮扭矩；

c.涡轮转速继续升高，涡轮出口处工作油冲击导轮叶片背面，Md＜0，Mw=Mb-Md，此时涡轮转矩小于泵轮输入转矩；

d.当涡轮转速与泵轮转速相等时，即nB=nw时，不再传递扭矩，Mw=0。

图1 液力变矩器结构

相比于液力耦合器，液力变矩器虽然具有变矩的作用，但是在耦合点以后的传递效率较低。其输出力矩Mw、效率、变矩系数K的曲线如图2所示。

图2 液力变矩器的特性曲线

3 综合式液力变矩器

为了增加耦合点之后的变矩器效率，设计了综合式液力变矩器，就是将导轮通过一个单向离合器固定于壳体上，只允许导轮单方向旋转，当达到耦合点时，导轮可以自由旋转，不给涡轮作用力从而使得耦合点之后的液力变矩器变为液力耦合器。只有一个导轮的综合式液力变矩器叫做三元件综合式液力变矩器，三元件指的是泵轮、涡轮和一个导轮。其特性曲线如图3（a）所示。

三元件由变矩状态到耦合状态突变较大，为避免这个缺点，将导轮分割成两个，组成四元件。由于两个导轮自由旋转的作用点不同，从而达到减缓突变的作用。四元件综合式液力变矩器的特性曲线如图3（b）所示。

图3 综合式液力变矩器特性曲线

由于液力变矩器靠工作油传递动力，存在能量损失，传动效率低，尤其在高速比时的能量损耗更大，所以在综合式液力变矩器的基础上增加一个由工作油操纵的锁止离合器，用来将泵轮和涡轮刚性连接在一起，减少能量损耗，提高传动效率，并防止油液过热。

4 结语

本文对自动变速器中液力变矩器的发展演变过程进行了详细的综述，包括了液力耦合器、液力变矩器、三元件综合式液力变矩器、四元件综合式液力变矩器和带锁止离合器的综合式液力变矩器。

[1]陈家瑞.汽车构造[M].北京：机械工业出版社,2013.

[2]杨晓波.汽车自动变速器结构与维修[M].山东：中国海洋大学出版社,2014.

汤宝，女，1990年出生，硕士，教师，助教。