液力变矩器结构和原理

随着汽车行业的发展，越来越多的车子匹配自动挡变速器，作为自动变速器关键零部件之一的液力变矩器除了有传递动力、无级变速、自动离合的作用外，还具有一定的增扭功能，可以提高车辆的动力性，那么液力变矩器具有什么样的结构和原理呢？

液力变矩器主要由泵轮、导轮、涡轮变矩器外壳等部件组成，如图1所示。

图1 液力变矩器结构

其中泵轮与变矩器壳体连成一体，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（图2），变矩器壳体与曲轴后端的飞轮相连接，涡轮上也有许多叶片，但叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲方向相反，涡轮通过花键与变速器输入轴相连，泵轮叶片与涡轮叶片相对安装，中间有3～4 mm的间隙；导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向离合器安装在与变速器壳体连接的导管轴上，它由许多扭曲叶片组成的，其作用是为了变矩器在某些工况下具有增大扭矩的功能。

图2 泵轮、涡轮和导轮结构

其基本原理是发动机飞轮带动泵轮旋转，泵轮的叶片搅动变矩器腔内的油液流动，流动的油液带动涡轮旋转，涡轮又带动变速器输入轴旋转。油液在液力变矩器壳体内部循环流动，流动方式分为涡流和环流，如图3所示，其中涡流的循环路径为泵轮→涡轮→导轮→泵轮，环流的路径为绕变矩器轴线旋转流动，因涡流对导轮的作用力与单向离合器的方向相反，使导轮处于静止状态。

图3 液流方式

依据涡流方向将变矩器按泵轮→涡轮→导轮展开，得到图4，并依据此图对涡流流动过程中泵轮、涡轮和导轮之间的受力关系进行分析，得到图5，其中涡轮力矩是泵轮力矩和导轮力矩之和。

图4 液力变矩器展开示意图

当车辆起步时，液流方向如图5左侧所示，涡轮转速为零，泵轮转速为发动机转速，油液经涡轮流至导轮，此时导轮通过油液给涡轮一个反向作用力，使涡轮力矩增加，即起到增扭作用，最大时可增扭1.8~2.5倍。

图5 液力变矩器工作原理图

随着车速的增加，涡轮转速从零逐渐增加，液流方向会随着涡轮转速增加而改变（如图5右侧），此时导轮对液流的反向作用力方向也会发生改变，使导轮上所受转矩值逐渐减小，进而涡轮的力矩也逐渐减小。一般情况下当涡轮和泵轮转速之比达到0.8－0.85左右时，涡轮与泵轮力矩相同，即此时无增扭作用。

涡轮转速继续增大，液流的方向会冲击导轮的背面，导轮产生的反向作用力矩与泵轮力矩方向相反，使涡轮力矩小于泵轮力矩，即出现降扭现象。当涡轮转速与泵轮转速达到相同时，涡流不在流动，液力变矩器则不传递任何动力。