液力耦合器的結構與工作原理詳解

2020-11-25 電子發燒友

液力耦合器的結構與工作原理詳解

steve 發表於 2018-10-06 15:44:00

液力耦合器安裝在汽車發動機和機械變速裝置之間，它們是由兩盒狀結構的泵輪和渦輪組成，利用液體在主、從動元件之間循環流動過程中動能的變化來傳遞動力。由於液體ATF在液力耦合器中作循環流動時，有受到任何其它附加外力，故發動機作用於泵輪上的轉矩與渦輪所接收並傳給從動軸的轉矩相等。

在介紹液力耦合器之前，必須首先了解液力耦合器的結構及其工作原理，這是學習變矩器工作原理的基礎。液力耦合器是一種液力傳動裝置，又稱液力聯軸器。在不考慮機械損失的情況下，輸出轉矩與輸入轉矩相等。它的主要功能有兩個方面，一是防止發動機過載，二是調節工作機構的轉速。

液力偶合器結構

液力偶合器是以液體為工作介質以液體的動能來實現能量傳遞的裝置，即將液體的動能轉變為機械能的裝置。

泵輪：能量輸入部件，它能接受發動機傳來的機械能並將其轉換為液體的動能。渦輪：能量輸出部分，它將液體的動能轉換為機械能而輸出。

導輪：液體導流部件，它對流動的液體導向，使其根據一定的要求，按照一定的方向衝擊泵輪的葉片。

液力耦合器：只有泵輪和渦輪組成的液力元件

液力變矩器：由泵輪、渦輪和導輪組成的液力元件

液力機械變矩器：液力變矩器和機械元件組成的液力元件

2、液力耦合器的工作原理

當發動機運轉時，曲軸帶動液力耦合器的殼體和泵輪一同轉動，泵輪葉片內的液壓油在泵輪的帶動下隨之一同旋轉，在離心力的作用下，液壓油被甩向泵輪葉片外緣處，並在外緣處衝向渦輪葉片，使渦輪在液壓衝擊力的作用下旋轉;衝向渦輪葉片的液壓油沿渦輪葉片向內緣流動，返回到泵輪內緣的液壓油，又被泵輪再次甩向外緣。液壓油就這樣從泵輪流向渦輪，又從渦輪返回到泵輪而形成循環的液流。

液力耦合器中的循環液壓油，在從泵輪葉片內緣流向外緣的過程中，泵輪對其作功，其速度和動能逐漸增大;而在從渦輪葉片外緣流向內緣的過程中，液壓油對渦輪作功，其速度和動能逐漸減小。液力耦合器要實現傳動，必須在泵輪和渦輪之間有油液的循環流動。而油液循環流動的產生，是由於泵輪和渦輪之間存在著轉速差，使兩輪葉片外緣處產生壓力差所致。如果泵輪和渦輪的轉速相等，則液力耦合器不起傳動作用。因此，液力耦合器工作時，發動機的動能通過泵輪傳給液壓油，液壓油在循環流動的過程中又將動能傳給渦輪輸出。由於在液力耦合器內只有泵輪和渦輪兩個工作輪，液壓油在循環流動的過程中，除了受泵輪和渦輪之間的作用力之外，沒有受到其他任何附加的外力。根據作用力與反作用力相等的原理，液壓油作用在渦輪。上的扭矩應等於泵輪作用在液壓油上的扭矩，即發動機傳給泵輪的扭矩與渦輪上輸出的扭矩相等，這就是液力耦合器的傳動特點。

液力耦合器在實際工作中的情形是：汽車起步前，變速器掛上一定的擋位，起動發動機驅動泵輪旋轉，而與整車連接著的渦輪即受到力矩的作用，但因其力矩不足於克服汽車的起步阻力矩，所以渦輪還不會隨泵輪的轉動而轉動。加大節氣門開度，使發動機的轉速提高， 作用在渦輪。上的力矩隨之增大，當發動機轉速增大到一定數值時，作用在渦輪。上的力矩足以使汽車克服起步阻力而起步。隨著發動機轉速的繼續增高，渦輪隨著汽車的加速而不斷加速，渦輪與泵輪轉速差的數值逐漸減少。在汽車從起步開始逐步加速的過程中，液力耦合器的工作狀況也在不斷變化，這可用如圖1-3所示的速度矢量圖來說明。假定油液螺旋循環流動的流速Vr保持恆定，V為泵輪和渦輪的相對線速度，Ve為泵輪出口速度，Vk為油液的合成速度。

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