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文檔簡介
1、自動變速器的液力變矩器工作原理 1. 引言 2. 液力變矩器基礎(chǔ)知識 3. 液力變矩器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 4. 液力變矩器的優(yōu)缺點 5. 了解更多信息 6. 閱讀所有引擎蓋下類文章 引言如果讀過有關(guān)手動變速器的知識,您會了解到發(fā)動機通過離合器連接到變速器。 如果沒有這個連接,汽車在不熄滅發(fā)動機的情況下將無法完全停下來。 但是,帶有自動變速器的汽車沒有離合器,而是使用一種叫做液力變矩器的神奇裝置,便可以使發(fā)動機與變速器分離 。 它的外觀并沒有什么特別之處,但其內(nèi)部的工作機理卻非常有趣。 在本文中,我們將了解配備自動變速器的汽車為何需要液力變矩器、
2、液力變矩器的工作原理及其優(yōu)點與不足。 液力變矩器基礎(chǔ)知識正如采用手動變速器的汽車一樣,配備自動變速器的汽車也需要通過某種方式,讓發(fā)動機能在車輪和變速器中的齒輪停下來時繼續(xù)工作。 配備手動變速器的汽車使用的是離合器,它可將發(fā)動機從變速器徹底斷開。 配備自動變速器的汽車則使用液力變矩器。 液力變矩器位于發(fā)動機和變速器之間液力變矩器是一種液力耦合器,它允許發(fā)動機在一定程度上獨立于變速器運轉(zhuǎn)。 如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速變慢,如汽車在停車標志燈前處于怠速時,通過液力變矩器的扭矩將非常小,這樣只需在制動器踏板上施加很小的力即可讓車輛保持靜止。 如果您在汽車停止時踏在油門踏板上,則必須用力踩剎車才能防止汽車移動。 這
3、是因為在您踩油門踏板時,發(fā)動機會加速并將更多的油液注入液力變矩器中,從而導致更多扭矩被傳送到車輪上。 液力變矩器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示,在液力變矩器的堅固外殼內(nèi)有四個組件: · 泵 · 渦輪 · 定子 · 變速器油液 液力變矩器零件(從左到右): 渦輪、定子、泵液力變矩器的外殼通過螺栓固定到發(fā)動機的飛輪上,這樣液力變矩器的轉(zhuǎn)速將始終等于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。 在液力變矩器中,泵的翼片與外殼相連,因此其轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相同。 下面的剖面圖顯示了液力變矩器內(nèi)部各個零部件的連接狀況。 液力變矩器的零件如何連接到變速器和發(fā)動機液力變矩器內(nèi)的泵是一種離心泵。 當它旋轉(zhuǎn)時,油
4、液將被甩到外面,就像洗衣機將水和衣物甩到洗滌缸外圍一樣。 由于油液被甩到外面,因此中心區(qū)域會形成真空,進而吸入更多的油液。 液力變矩器的泵部分與外殼相連。之后,油液進入渦輪的葉片,而渦輪又與變速器相連。 這樣,渦輪使變速器旋轉(zhuǎn),而變速器驅(qū)動您的汽車。 在下圖中,您可以看到渦輪葉片是彎曲的。 這意味著,從外部進入渦輪的油液在從渦輪中心出來之前必須改變方向。 正是這種方向的改變導致了渦輪旋轉(zhuǎn)。 液力變矩器渦輪:請注意中間的齒槽。這是它與變速器的連接點。若要改變一個移動物體的方向,必須在該物體上施加一個作用力。不管這個物體是一輛汽車還是一滴油。 另一方面,對于導致物體改變方向的力,無論施力方為何物,
5、它都必然會受到此力的反作用力。 因此,在渦輪使油液改變方向的同時,油液也導致渦輪旋轉(zhuǎn)。 油液從渦輪中央流出,移動方向不同于它進入時的方向。 如果您觀察上圖中的箭頭,可以看到從渦輪流出油液的移動方向與泵(以及發(fā)動機)的旋轉(zhuǎn)方向相反。 如果允許油液撞擊泵,則會降低發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,從而造成動力的浪費。 液力變矩器中設(shè)有定子的原因就在于此。 定子將從渦輪返回的油液送到泵中。 這樣可以提高液力變矩器的工作效率。 請注意其中的齒槽,它連接到定子內(nèi)部的一個單向離合器。位于液力變矩器的正中間, 其作用是迫使從渦輪返回的液流再次到達油泵之前改變方向。 這樣可極大地提高液力變矩器的效率。 定子定子的葉片設(shè)計效果極佳
6、,它幾乎可以完全使油液的流向倒過來。 單向離合器(位于定子內(nèi)部)將定子連接到變速器中的一個固定軸上(上圖中注明了離合器所允許的定子旋轉(zhuǎn)方向)。 由于這種布置方式,定子的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒉煌谟鸵海荒芤韵喾捶较蛐D(zhuǎn),迫使油液在撞擊定子葉片時改變方向。 在汽車開始行駛時有一個微妙的問題。 當速度為64公里/小時時,泵和渦輪幾乎以相同的速度旋轉(zhuǎn)(泵的轉(zhuǎn)速始終略快一些)。 此時,從渦輪返回的油液在進入泵時的移動方向已經(jīng)與泵相同,因此便不需要定子了。 盡管渦輪會改變油液的流向并將其甩到后面,油液最終的流向仍然與渦輪的旋轉(zhuǎn)方向相同,因為渦流在一個方向上的轉(zhuǎn)速要比油液在另一個方向上的噴出速度快。 如果您站在車
7、速為96公里/小時的皮卡的后車斗中,然后以64公里/小時的速度從后車斗扔出一個球,則球仍會以32公里/小時的速度向前移動。 這類似于渦輪中發(fā)生的情況: 油在一個方向被甩出,但其速度不如另一個方向的開始速度快。 在這樣的速度下,油液實際會撞到定子葉片的側(cè)尾部,從而導致定子在其單向離合器上空轉(zhuǎn),因此不會妨礙油液通過。 液力變矩器的優(yōu)缺點除了讓汽車可以完全停住而無需停止發(fā)動機這一重要作用外,液力變矩器實際上還可以讓汽車在從停車狀態(tài)加速時獲得更大的扭矩。 新式液力變矩器可以將發(fā)動機扭矩提高2-3倍。 只有在發(fā)動機轉(zhuǎn)速比變速器快得多的時候才可以實現(xiàn)這種效果。 隨著車速的提高,變速器的轉(zhuǎn)速將逐漸接近發(fā)動機
8、,甚至幾乎與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速持平。 但在理想情況下,變速器的速度應(yīng)與發(fā)動機完全相同,因為此速度上的差異是由浪費的能量帶來的。 這就可以在一定程度上解釋為什么與使用手動變速器的汽車相比,配備自動變速器的汽車每升燃油行駛的公里數(shù)要少一些。 為抵消此效應(yīng),有些汽車在液力變矩器上安裝了鎖定式離合器。 當液力變矩器的兩個部分加速時,此離合器便將它們鎖在一起,從而消除了打滑現(xiàn)象,提高了效率。 液力變矩器的優(yōu)缺點除了讓汽車可以完全停住而無需停止發(fā)動機這一重要作用外,液力變矩器實際上還可以讓汽車在從停車狀態(tài)加速時獲得更大的扭矩。 新式液力變矩器可以將發(fā)動機扭矩提高2-3倍。 只有在發(fā)動機轉(zhuǎn)速比變速器快得多的時候才可以實現(xiàn)這種效果。 隨著車速的提高,變速器的轉(zhuǎn)速將逐漸接近發(fā)動機,甚至幾乎與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速持平。 但在理想情況下,變速器的速度應(yīng)與發(fā)動機完全相同,因為此速度上的差異是由浪費的能量帶來
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