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1、第二章目录 CH八：液力传动及液力传动装置八：液力传动及液力传动装置8-1 液力传动概述8-2 液力耦合器8-3 液力变矩器 本章主要介绍液力耦合器和液力变矩器的结构组成、工作原理及类型。11 液体传动概述液体传动概述一、液力传动原理一、液力传动原理用液体的流动的动能来冲动机械装置，使液体的动能转换成机械能，进行做功。液压传动：液压传动：将机械能转换为液体的压力能，并依靠压力能转换来实现能量的传递，也称为静压传动或容积式传动。液力传动：液力传动：1 1发动机发动机 2 2离心泵叶轮离心泵叶轮 3 3连接管路连接管路 4 4导向装置导向装置 5 5涡轮机叶轮涡轮机叶轮 6 6输出轴输出轴 7 7
2、出水管出水管8 8进水管进水管 9 9贮水池贮水池 1010液力变矩器模型液力变矩器模型液力耦合器：液力耦合器：二、液力传动结构形式二、液力传动结构形式液力变矩器：液力变矩器：液力耦合器液力耦合器液力变矩器液力变矩器液力耦合器只起传递转矩作用，液力耦合器只起传递转矩作用，而不能改变扭矩大小。而不能改变扭矩大小。1 1主动轴主动轴 2 2输出轴输出轴 3 3涡轮涡轮 4 4泵轮泵轮液力变矩器能根据需要无级地改变传动液力变矩器能根据需要无级地改变传动比与转矩比，即具有变矩的作用。比与转矩比，即具有变矩的作用。1 1主动轴主动轴 2 2输出轴输出轴 3 3涡轮涡轮 4 4导轮导轮 5 5泵轮泵轮22
3、 液力耦合器液力耦合器一、液力耦合器组成一、液力耦合器组成外壳外壳叶轮叶轮叶轮叶轮泵轮泵轮涡轮涡轮工作轮工作轮1.1.泵轮壳泵轮壳 2-2-涡轮涡轮 3-3-泵轮泵轮 4-4-输入轴输入轴 5-5-输出轴输出轴 6 6、7-7-尾部切去一片的叶片尾部切去一片的叶片轴轴叶片叶片1 1发动机曲轴发动机曲轴 2 2耦合器外壳耦合器外壳 3 3泵轮泵轮 4 4涡轮涡轮 5 5从动轴从动轴工作油液的螺旋形路线工作油液的螺旋形路线二、工作原理二、工作原理 泵轮接受发动机泵轮接受发动机传来的机械能，在液传来的机械能，在液体从泵轮叶片内缘向体从泵轮叶片内缘向外缘流动的过程中，外缘流动的过程中，由于离心力的作用
4、，由于离心力的作用，产生压差。由于泵轮产生压差。由于泵轮和叶轮的转速不同，和叶轮的转速不同，P P泵轮泵轮PP叶轮叶轮，油液，油液绝对绝对运动方向有改变，形运动方向有改变，形成首尾相连的环形螺成首尾相连的环形螺旋线。旋线。液力耦合器实现传动的必要条件液力耦合器实现传动的必要条件是油液在泵轮和涡轮之间有循环流动，是油液在泵轮和涡轮之间有循环流动，而循环流动的产生是由于两个工作轮而循环流动的产生是由于两个工作轮转速不等，使两轮叶片的外缘处产生转速不等，使两轮叶片的外缘处产生液压差所致。液压差所致。耦合器的传动效率：耦合器的传动效率：作用在耦合器的泵轮和涡轮的转作用在耦合器的泵轮和涡轮的转矩相同，即
5、：矩相同，即：结论：结论：涡轮与泵轮的转速差越大，涡轮与泵轮的转速差越大，转速比越小，效率就越低。反之，转速比越小，效率就越低。反之，转速比越大，传动效率就越高。转速比越大，传动效率就越高。发动机进入运转并上档，汽车尚未起步发动机进入运转并上档，汽车尚未起步:泵轮运转，而涡轮转速为泵轮运转，而涡轮转速为0 0，效率为，效率为0 0。汽车刚起步：汽车刚起步：车速较低，涡轮转速也低，效率也低。车速较低，涡轮转速也低，效率也低。汽车加速：汽车加速：涡轮转速提高，效率也升高，但效率不会等于涡轮转速提高，效率也升高，但效率不会等于1 1。发动机发动机耦合器在汽车上的应用：耦合器在汽车上的应用：液力耦合器
6、液力耦合器离合器离合器变速箱变速箱传动轴传动轴1)1)使得汽车起步和加速平稳；使得汽车起步和加速平稳；2)2)衰减传动系统的扭转振动并防止传动系过载；衰减传动系统的扭转振动并防止传动系过载；3)3)在暂时停车时不脱离开传动系而维持发动机的怠速运转。在暂时停车时不脱离开传动系而维持发动机的怠速运转。由于由于所以加有变速机构，耦合器不能使发动机所以加有变速机构，耦合器不能使发动机与传动系彻底分离，为解决换档问题，装与传动系彻底分离，为解决换档问题，装离合器。离合器。现代轿车基本上不用液力耦合器，而使用液力变矩器。现代轿车基本上不用液力耦合器，而使用液力变矩器。33 液力变矩器液力变矩器一、液力变矩
7、器组成一、液力变矩器组成外壳外壳泵轮泵轮涡轮涡轮工作轮工作轮轴轴叶片叶片 泵轮和涡轮都通过轴承装在壳体上，而导轮则泵轮和涡轮都通过轴承装在壳体上，而导轮则与壳体固定不动。三个工作轮都密闭在有壳体形成与壳体固定不动。三个工作轮都密闭在有壳体形成的并充满油液的空间中。的并充满油液的空间中。各工作轮中装有弯曲成一定形状的叶片以利油各工作轮中装有弯曲成一定形状的叶片以利油液的流动，各工作轮中心部分成圆环形称之为循环液的流动，各工作轮中心部分成圆环形称之为循环圆内环。圆内环。导轮导轮固定连接固定连接发动机曲轴发动机曲轴输出轴输出轴1 1发动机曲轴发动机曲轴 2 2变矩器壳变矩器壳 3 3涡轮涡轮 4 4
8、泵轮泵轮 5 5导轮导轮 6 6导轮固定套管导轮固定套管 7 7从动轴从动轴液力变矩器的三个工作轮液力变矩器的三个工作轮1-泵轮 2-涡轮 3-导轮变矩器循环圆示意图变矩器循环圆示意图 通常把轴面（即包含通常把轴面（即包含螺旋轴线的剖面，又称为螺旋轴线的剖面，又称为子午面内所形成的内环与子午面内所形成的内环与外环间的面积称为变矩器外环间的面积称为变矩器的循环圆，由循环圆所构的循环圆，由循环圆所构成的回转体空间则是变矩成的回转体空间则是变矩器内油液进行循环的空间。器内油液进行循环的空间。变矩器循环圆示意图二、工作原理二、工作原理 和偶合器相比，变矩器在和偶合器相比，变矩器在结构上多了一个导轮。由
9、于导结构上多了一个导轮。由于导轮的作用使变矩器不仅能传递轮的作用使变矩器不仅能传递转矩，而且能在泵轮转矩不变转矩，而且能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮转速的不的情况下，随着涡轮转速的不同（反映工作机械运行时的阻同（反映工作机械运行时的阻力），而改变涡轮输出力矩，力），而改变涡轮输出力矩，这就是变矩器与偶合器的不同这就是变矩器与偶合器的不同点。点。1 1、变矩器与耦合器的区别、变矩器与耦合器的区别B泵轮泵轮 W涡轮涡轮 D导轮导轮二、工作原理二、工作原理a)当n1=常数，n2=0时；b)当n1=常数，n2逐渐增加时.涡轮所受转矩：涡轮所受转矩：a)力矩图力矩图 b)速度图速度图液流在涡轮出口处
10、不仅有沿叶片相对速度液流在涡轮出口处不仅有沿叶片相对速度还有沿圆周的方向的牵引速度还有沿圆周的方向的牵引速度U U，二者的矢量和为绝对加速度。，二者的矢量和为绝对加速度。发动机运转而汽车还未起步：发动机运转而汽车还未起步：汽车即起步并加速：汽车即起步并加速：冲向导轮叶片的绝对速度冲向导轮叶片的绝对速度V V将随着牵引速度将随着牵引速度U U增加而逐渐向左倾斜使导轮所受增加而逐渐向左倾斜使导轮所受力矩逐渐减小，故涡轮的力矩也逐渐减小。力矩逐渐减小，故涡轮的力矩也逐渐减小。a)a)力矩图力矩图 b)b)速度图速度图涡轮速度增大到一定数值：涡轮速度增大到一定数值：涡流流出速度涡流流出速度v v2 2
11、与液流沿导轮出口方向一致，与液流沿导轮出口方向一致，M MD D=0.=0.涡轮速度继续增大：涡轮速度继续增大：冲向导轮叶片的绝对速度冲向导轮叶片的绝对速度V V将随着牵引速度将随着牵引速度U U增加而逐渐向左倾斜，液流冲击增加而逐渐向左倾斜，液流冲击导轮叶片的反面，导轮转矩方向与泵轮转矩方向相反。导轮叶片的反面，导轮转矩方向与泵轮转矩方向相反。涡轮速度增大到：涡轮速度增大到：变矩特性曲线变矩特性曲线n nW W-、M M：从特性曲线图中看出：从特性曲线图中看出：涡轮转矩是随涡轮转速的涡轮转矩是随涡轮转速的改变而连续变化的。改变而连续变化的。当汽车起步、上坡或遇到当汽车起步、上坡或遇到较大阻力
12、时，如果发动机较大阻力时，如果发动机的转速、负荷不变，则车的转速、负荷不变，则车速下降，即涡轮转速降低。速下降，即涡轮转速降低。涡轮转矩相应增大，因而涡轮转矩相应增大，因而使驱动轮获得较大的力距，使驱动轮获得较大的力距，保证汽车能克服增大的阻保证汽车能克服增大的阻力而继续行驶。力而继续行驶。液力变矩器的特点：液力变矩器的特点：2)2)使得汽车起步和加速平稳；使得汽车起步和加速平稳；3)3)衰减传动系统的扭转振动并防止传动系过载；衰减传动系统的扭转振动并防止传动系过载；1)1)能够随汽车行驶阻力的不同而自动改变输出转矩的能够随汽车行驶阻力的不同而自动改变输出转矩的无级变速器；无级变速器；液力变矩
13、器外形变矩器结构变矩器结构三、液力变矩器的类型三、液力变矩器的类型123123型和型和132132型变矩器简图型变矩器简图1-1-泵轮泵轮 2-2-涡轮涡轮 3-3-导轮导轮1.1.三元件综合式液力变矩器三元件综合式液力变矩器 这是一种典型的轿车用液力这是一种典型的轿车用液力变矩器。三元件是指其工作轮的变矩器。三元件是指其工作轮的数目为三个，即泵轮、涡轮和导数目为三个，即泵轮、涡轮和导轮各一个。轮各一个。1 1滚柱滚柱 2 2塑料垫片塑料垫片 3 3涡轮轮毂涡轮轮毂 4 4曲轴凸缘曲轴凸缘 5 5涡轮涡轮 6 6起动齿圈起动齿圈 7 7变矩器壳变矩器壳 8 8泵轮泵轮 9 9导轮导轮 1010
14、单向离合器外座圈单向离合器外座圈 1111单向离合器内座圈单向离合器内座圈 1212泵轮轮毂泵轮轮毂 1313变矩器输出轴变矩器输出轴(齿轮变速器第一轴齿轮变速器第一轴)1414导轮固定套管导轮固定套管 1515推力垫片推力垫片 1616单向离合器盖单向离合器盖 液力变矩器的单向离合器液力变矩器的单向离合器1内座圈内座圈 2外座圈外座圈 3导轮导轮 4铆钉铆钉 5滚轮滚轮 6叠片弹簧叠片弹簧 综合式液力变矩器综合式液力变矩器的目的，在于当涡轮处的目的，在于当涡轮处于低速和中速段时，可于低速和中速段时，可利用液力变矩器增大输利用液力变矩器增大输入转矩的特点；而在涡入转矩的特点；而在涡轮处于高转速
15、段时，可轮处于高转速段时，可利用液力耦合器高效率利用液力耦合器高效率的特点，即结合了普通的特点，即结合了普通液力变矩器和耦合器的液力变矩器和耦合器的优点。优点。四元件综合式液力变矩器四元件综合式液力变矩器 为了使液力变为了使液力变矩器的高效率区域矩器的高效率区域更宽，可将导轮分更宽，可将导轮分割成两个，分别装割成两个，分别装在各自的单向离合在各自的单向离合器上，从而形成双器上，从而形成双导轮。导轮。1起动齿圈起动齿圈 2变矩器壳变矩器壳 3曲轴凸缘曲轴凸缘 4第一导轮（第一导轮（）5涡轮涡轮 6泵轮泵轮 7第二导轮（第二导轮（）8自由轮机构自由轮机构 9输出轴输出轴 10导轮导轮固定套管固定套管2.2.闭锁式液力变矩器闭锁式液力变矩器 闭锁式液力变矩器可以实现液力变矩器传动和机械直接传闭锁式液力变矩器可以实现液力变矩器传动和机械直接传动两种工况，把两者的优点结合于一体。动两种工况，把两者的优点结合于一体。a)闭锁离合器分离状态闭锁离合器分离状态 b)闭锁离合器接合状态闭锁离合器接合状态