液力耦合器与液

第二章液力耦合器与液力变矩器

6/24/2024一、液力传动的特点：1）使车辆具有良好的自动适应性能；2）具有良好的防振隔振作用，提高了车辆的使用寿命；3）良好的启动性，提高了机械的通过性能；4）提高了机械的操纵性和舒适性；5）具有良好的限矩保护性，提高了机械的操纵性和作业生产率；6）成本较高，质量较大，以及由于存在液力损失而使传动效率要低些，最高效率约为85％～92％，因而机械的燃料经济性和牵引效率有所降低。6/24/2024二、基本原理

液力变矩器是以液体为工作介质并通过工作液体的动能变化来传递转矩的传动装置。1－内燃机；2－离心泵叶轮；3－管道；4－水轮机叶轮；5－水槽；6－工作机；7－液力变矩器简图

6/24/20241－泵轮壳；2－涡轮；3－泵轮；4－输入轴；5－输出轴；6、7—叶片端部

液力耦合器结构示意图

6/24/2024泵轮壳涡轮泵轮液力耦合器的主要零件

6/24/2024液力耦合器工作示意图

泵轮涡轮液流方向6/24/2024液力耦合器的效率

M1＝M2

6/24/2024第二节液力变矩器

一、液力变矩器的构造

1—发动机曲轴；2—变矩器壳；3—涡轮；4—泵轮；5—导轮；6—导轮固定套管；7—从动轴；8—起动齿圈

6/24/2024液力变矩器的主要零件

变矩器壳泵轮导轮涡轮起动齿圈变矩器壳6/24/2024B-泵轮T-涡轮D-导轮液体在变矩器中的运动6/24/2024泵轮及外壳与发动机飞轮相连，通过离心力使液体由内向外流动液体在泵轮中的流动6/24/2024流体向心流动并改变方向，驱动涡轮及通过花键联接的变速器液体在涡轮中的流动6/24/2024导轮静止不动，大角度改变流体方向使之与泵轮入角接近液体在导轮中的流动6/24/2024发动机曲轴发动机飞轮变矩器外壳单向离合器液流方向变速器输入轴变速器外壳6/24/2024二、液力变矩器的工作原理变矩器之所以能起变矩作用，是由于结构上有了导轮机构。在液体循环流动的过程中，固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩，使涡轮输出的转矩不同于泵轮输入的转矩。B—泵轮；W—涡轮；D—导轮

液力变矩器工作轮展开示意图6/24/2024a）nb＝常数，nw=0时；b）当nb＝常数，nw逐渐增加时

根据液流受力平衡条件，得：M’b+M’W+M’d=0

即-M’W=M’b+M’d由于液流对涡轮的作用转矩Mw（即变矩器输出转矩）与M’w方向相反大小相等，因而液流加给涡轮的转矩Mw等于泵轮与导轮对油流的转矩之和。当导轮转矩Md与泵轮转矩Mb同方向时，则涡轮转矩Mw大于泵轮转矩Mb，从而起到了增大转矩的作用。

6/24/2024液力变矩器的特性液力变矩器的特性是表示变矩器各输出与输入参数之间的函数关系的曲线。这些函数之间的相互关系，虽可用理论分析和计算来获得，但由于大量引入假设，使计算结果与实际情况有一定的差距。因此，变矩器的实际特性曲线是通过台架试验得到的。液力变矩器的特性曲线主要有以下三种：输出特性（外特性）、无因次特性（原始特性）和输入特性。6/24/2024一、液力变矩器的输出特性输出特性泵轮转速一定时，泵轮转矩、涡轮转矩及变矩器效率随涡轮转速的变化规律，即:

透穿性（泵轮转速不变时，载荷变化引起泵轮转矩变化的性能）不同的变矩器外特性不同。液力变矩器的透穿性反映了液力变矩器和发动机共同工作的特性，表明了外载荷的变化能不能透过涡轮影响泵轮（即发动机）工作的特性。n2ηM1M26/24/2024向心式变矩器，泵轮转矩随涡轮转速增大而减小。轴流式变矩器，泵轮转矩基本不随涡轮转速变化，M1≈常数。离心式变矩器泵轮转矩随涡轮转速增大而增大。6/24/2024变矩器的效率变矩器的效率η为涡轮轴上的输出功率与泵轮轴上输入功率之比，即：式中：K—变矩系数；

i—转速比。显然，当n2＝0时，η＝0；当n2增大时，η随之增大。当涡轮轴转速增至一定值时，η可达到最大值；然后当继续增大时，由于M2的急剧下降而使η值随n2的增大而减小。6/24/2024二、液力变矩器的无因次特性

由于液力变矩器的外特性在变矩器型式和有效直径变化后其外特性和通用特性曲线完全不同。对同一类型的液力变矩器，采用原始特性表示液力变矩器的性能。根据液力变矩器的相似原理，对于几何相似（循环圆线性尺寸成比例、叶片角和叶片数相等）、运动相似（液力变矩器的工况相同）和动力相似（液力变矩器的液流的雷诺数相等）的一系列液力变矩器有相同的原始特性。

6/24/2024无因次特性曲线通常是用台架试验得到。其方法是测出变矩器在n1不变的输出特性后，选取某一涡轮轴转速n2值，并通过输出特性曲线确定出与之对应的泵轮和涡轮转矩M1、M2，应用计算公式既可得到无因次特性曲线：式中—油液重度；

1—泵轮转矩系数；

D—变矩器循环圆直径。6/24/2024液力变矩器的无因次特性曲线6/24/2024无因次特性曲线上的特征参数：1.制动工况变矩系数K0—转速比i=0时的变矩系数；2.制动工况泵轮转矩系数

10—转速比i=0时的泵轮转矩系数；3.最高效率ηmax；4.最高效率对应转速比；5.最高效率对应变矩系数；6.变矩器的工作效率／高效区；7.高效区对应变矩系数；8.高效区对应转速比；9.偶合器工况（K＝1）对应转速比；10.偶合器工况对应泵轮转矩系数；11.变矩器透穿性系数。6/24/2024三、液力变矩器的输入特性变矩器的输入特性是反映不同转速比时，泵轮转矩随泵轮转速的变化规律，随着变矩器透穿性的不同其变化规律也不相同。6/24/2024第三节几种典型的液力变矩器

一、三元件综合式液力变矩器

1－滚柱；2－塑料垫片；3－涡轮轮毂；4－凸缘；5－涡轮；6－起动齿圈；7－变矩器壳体；8－泵轮；9－导轮；10－单向离合器外座圈；11－单向离合器内座圈；12－泵轮轮毂；13－变矩器输出轴（齿轮变速箱第一轴）；14－导轮固定套管；15－推力垫片；16－单向离合器盖

6/24/2024液力变矩器的滚柱式单向离合器

1－内座圈；2－外座圈；3－导轮；4－铆钉；5－滚柱；6－叠片弹簧

6/24/2024三元件综合式液力变矩器特性

6/24/20241－起动齿圈；2－锁止离合器操纵液压缸；3－导向销；4－曲轴凸缘；5－油道；6－操纵液压缸活塞（压盘）；7－离合器从动盘；8－传力盘；9－键；10－涡轮；11－泵轮；12－导轮；13－单向离合器；14－涡轮轮毂；15－变矩器输出轴

二、带锁止离合器的液力变矩器

6/24/2024三、双涡轮液力变矩器

1－飞轮；2、4、7、11、17、19－轴承；3－旋转壳体；5－弹性板；6－第一涡轮；8－第二涡轮；9－导轮；10－泵轮；12－齿