中职院汽车自动变速器原理与维修课件03自动变速器之液力变矩器

模块三自动变速器之液力变矩器3.1液力耦合器一、液力偶合器的结构、组成：包括主动的泵轮、从动的涡轮和工作介质ATF油。液力耦合器结构如图3-1所示。图3-1液力耦合器的结构和组成

二、液力耦合器的工作原理液力耦合器的工作原理一般我们可以用两台风扇来形象的说明其工作原理，如图3-2所示。图3-2液力耦合器传力过程形象说明

两个风扇对着放置，一台通电转动，一台不通电，这时候通电风扇转动产生气流将会带动不通电的风扇，如果给其添加一个管道，就和液力耦合器的道理一样了。尽管这种耦合的效率不高，但事实证明，两个相互间没有刚性连接的叶轮，同样可以进行能量的传递。液力耦合器中的泵轮相当于通电的风扇，涡轮相当于不通电的风扇，液力耦合器的工作介质是ATF油，在这里相当于风扇之间的空气。当发动机运转时，曲轴带动液力耦合器的壳体一起转动，泵轮叶片内的液压油在泵轮的带动之下也一起旋转，在离心力的作用下，液压油会沿着叶片的内缘流向外缘，从外缘甩出以后砸向涡轮的叶片，进而带动涡轮旋转。冲向涡轮的ATF油沿着涡轮的叶片向内缘流动，ATF便又回到了耦合器的旋转轴心位置，接着再次被甩向外缘，如此循环流动。液力耦合器工作过程中，其中的液体存在两种运动：一是液体随液力耦合器旋转轴线的圆周运动，称为“环流”。二是液体由泵轮摔向涡轮的旋转运动，称为“涡流”。两种旋转运动的合成如图3-3所示。

图3-3两种旋转运动的组合3.2液力变矩器

一、液力变矩器的作用

1）成倍增长发动机产生的转矩。

2）起到自动离合器的作用，传送或断开发动机至变速器的转矩。

3）缓冲发动机及传动系的扭转振动。

4）起到飞轮的作用，使发动机转动平稳。5）驱动液压控制系统的液压泵。二、液力变矩器的结构液力变矩器安装在变速器齿轮的输入端，通过驱动器盘固定在发动机的后端。其连接关系如图3-4所示。图3-4液力变矩器的连接关系其内部结构主要包括：泵轮、涡轮和导轮三个基本元件以及单向离合器、锁止离合器和壳体组成。如图3-5所示。

图3-5液力变矩器的结构

三、泵轮、涡轮与导轮的结构特点发动机曲轴带动泵轮旋转时，泵轮带动自动变速器油一起旋转，在离心力的作用下，自动变速器油从叶片的内缘向外缘流动。冲击涡轮的叶片，自动变速油沿着涡轮叶片由外向内流动，冲击到导轮叶片，然后沿着导轮叶片流动，回到泵轮进入下一个循环。由于导轮和单向离合器的作用，液力变矩器的泵轮和涡轮转速差较大时可以起到增扭作用，转速差较小时可以起到耦合的作用，这一点是与耦合器最大的不同。其导轮可以产生反力，道理如图3-6形象说明。图3-6导轮改变油流方向产增扭的反力的过程泵轮与变扭器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环．变扭器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接．为变扭器的主动元件。如图3-7所示。图3-7所示泵轮的结构同泵轮一样，涡轮内部也装有许多叶片．但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲方向相反．涡轮叶片与泵轮叶片相对安置，中间有3－4ｍｍ的间隙．涡轮通过其中心花键与变速器输入轴相连．为变扭器的从动元件。如图3-8所示。图3-8所示涡轮的结构导轮位于泵轮和涡轮之间，通过单向离合器安装在与油泵连接在一起的导轮轴上，油泵则安装在变速器壳体上．导轮也是由许多扭曲叶片组成。如图3-9所示。图3-9导轮的结构

单向离合器用于当方向锁住导轮，另导轮顺转逆不转（本田雅阁相反），其结构和原理如图3-10所示。

单向离合器外圈转动

楔形块锁止图3-10单向离合器的结构液力变矩器的性能1.失速点是指涡轮停转（转速比为零）时的泵轮状态。液力变矩器的最大转矩比就在失速点，转矩比通常在1.7～2.5之间。尽管采用带液力变矩器的自动变速器有优点，但是液力变矩器的效率不是很高，特别是在失速转速时，由于工作液发热输入液力变矩器的全部发动机转矩完全损失，而没有转矩输入到变速器。从失速转速到转入偶合器工作，液力变矩器的效率提高到接近90％。

液力变矩器的性能2.耦合点耦合点是指当转速比达到某一规定值时，涡流变得最小，而转矩比几乎为1:1。换言之，液力变矩器在耦合点工作时，开始起液力耦合器的作用，以防止转矩比降至1以下。

五、锁止离合器1.作用：为防止液力变矩器在耦合区出现能量损失现象、降低油耗，当车速在大约60km/h或以上时，锁止离合器通过机械机构将发动机与变速器输入轴直接联结。这样，发动机产生的动力几乎100%地传送至变速器。

2.结构：锁止离合器装在涡轮毂上涡轮的前端，减振弹簧在离合器接合时吸收扭力，防止产生振动。如图3-11所示。

五、锁止离合器图3-11锁止离合器的结构

五、锁止离合器3.工作过程：锁止离合器起动后随同泵轮及涡轮一起转动，锁止离合器的接合及分离由液力变矩器的液压油流向决定。

1）离合器分离：当车辆低速行驶时，液力变矩器液体流至锁止离合器的前端。此时锁止离合器前端及后端的压力相等，使锁止离合器脱开。如图3-12所示。

五、锁止离合器图3-12锁止离合器分离时的状态及动力路线

五、锁止离合器2）离合器接合：当车辆以中速至高速（通常50km/h以上）行驶时，加压液体流至锁止离合器的后端。此时锁止活塞挤压液力变矩器壳体，从而使锁止离合器与前盖接合并一起转动。如图3-13所示。

五、锁止离合器图3-13锁止离合器结合时的状态及动力路线液力变矩器的检查3.3液力变矩器的检查液力变矩器损坏的常见原因有3个：一是检查油面不及时，液力变矩器因ATF泄漏、蒸发而长时间缺油运转，以致因“热负荷”加大，油质变坏而损坏；二是更换ATF不及时，液力变矩器因油质变坏（磨料微粒污染和ATF高温氧化、结胶）而损坏；三是液力变矩器因使用了非规定牌号的ATF或劣质ATF而损坏。应该说明：多数ATF的更换周期为4万km～5万km，换油时有1／4～1／3的ATF残存于液力变矩器中（个别车例外），残存ATF中的杂质和磨料微粒往往是液力变矩器损坏的主要原因。液力变矩器的检查一、单向离合器的检修现象：车辆加速起步无力，不踩加速踏板车辆不走，但车辆行驶起来之后换挡正常，发动机功率正常，失速转速比正常值低400～800rpm。检查：用专用工具插入油泵驱动毂和单向离合器外座圈的槽口中。然后用手指压住单向离合器的内座圈并转动它。检查是否顺时针转动平稳而逆时针方向锁止。如图3-14所示。液力变矩器的检查图3-14单向离合器的检查液力变矩器的检查二、失速实验

a.发动机起动运转到正常工作温度；

b.拉起驻车制动手柄，左脚踩下制动踏板；

c.将换挡杆置于D或R位；

d.右脚将加速踏板迅速踩到底，在5s内读出发动机转速，此转速为失速转速。一般为2100~2300rpm。思考：为什么单向离合器损坏会导致失速转速低？液力变矩器的检查三、锁止离合器不锁止：

a.现象：油耗增加，高速不快。

b.原因：控制系统：电路：信号、ECU、电磁阀阀体：柱塞卡住、阀体装配

TCC（更换）常锁止：

a.现象：发动机怠速正常，但选档杆置于动力档后发动机熄火。

b.检修：拆检

四、液力变矩器后端轴套圆周跳动检测和发动机驱动盘断面跳动检测，如图3-15所示。检测结果应符合相关技术要求。液力变矩器的检查图3-15变矩器后端轴套圆周跳动检测和发动机驱动盘断面跳动检测

五、其它检修项目外观检查：检查液力变矩器的外部目视检查液力变矩器的外部有无损坏和裂纹，油泵驱动毂外径有无磨损、缺口有无损伤。如有异常应更换液力变矩器。液力变矩器的清洗：当自动变速器曾有过热现象或ATF被污染后，应该清洗液力变矩器。清洗液力变矩器可以采用专用的冲洗机进行，如图3-18所示。也可以手工清洗，方法是加入干净的ATF，用力摇晃、振荡液力变矩器，然后排净油液，反复进行这样的操作，直到排出的油液干净为止。

五、其它检修项目图3-16液力变矩器的清洗六、液力变矩器的装配

装配：更换液力变矩器时，一定要保证变矩器与变速器装配到位。方法是：当液力变矩器与变速器一起从车上拆下时，在移去变矩器之前，要检查变矩器在变速器前壳内的安装深度。如果测得的深度小于标准值，