10.11 什麼是液力變矩器,它又是如何工作的?


什麼是液力變矩器,它又是如何工作的?

液力變矩器這個東西,對大多數開車的人來說都是天天用到的,那麼有沒有思考過它的原理呢。

開手動擋的人都知道,如果等紅燈的時候不掛空檔,離合器又不踩,發動機和車輪相當於是硬性連接,車子是會熄火的,那麼為什麼自動檔車型掛在 D 檔,踩住剎車,車子依然不熄火呢。

這裡我們也留一個疑問,有人說 D 檔踩剎車,相當於變速箱在和剎車較勁,這時會增大油耗,以及發動機轉速,這個說法對不對呢?

所以這篇文章主要講一下自動變速箱裡面的核心---液力變矩器。

對於自動檔車型來說,沒有駕駛員控制的離合器,所以只要在 D 檔,車子就會往前走,這個說法雖然不嚴謹,但也是基本正確的,那麼,等紅燈的時候為什麼沒有摘空檔,但是車子不走了呢。

車子打著火之後發動機肯定是在轉的,在轉就會輸出能量,但是車子總有靜止的時候,手動變速箱我們可以通過摘空檔,或者踩離合器,切斷車輪和發動機的連接,達到目的,所以在自動檔車型,必然有一個部件要吸收這個能量,那就是液力變矩器。

液力變矩器的工作原理

什麼是液力變矩器,它又是如何工作的?

液力變矩器的工作原理就像兩個風扇相對,一個風扇工作,然後將另一個不工作的風扇吹動。這個比喻可以很形象的解釋液力變矩器中泵輪和渦輪之間的工作關係。不過詳細解釋其工作原理,則有些複雜。


什麼是液力變矩器,它又是如何工作的?

動力輸出之後,帶動與變矩器殼體相連的泵輪,泵輪攪動變矩器中的自動變速箱油,帶動渦輪轉動,ATF在殼體中是一個循環的動作,由於泵輪旋轉時的離心力,ATF會在泵輪的作用下,甩向外側,衝向前方的渦輪,再流向軸心位置,回到泵輪一側,如此週而復始的循環,將動力傳向與齒輪箱連接的渦輪。

不過只有該零部件和傳動方式,只能稱為液力耦合器,若想成為液力變矩器,必然要改變渦輪葉片的形狀,這樣一來,ATF在經過渦輪再循環回泵輪時,會與泵輪旋轉方向相反,因而造成衝擊,所以為了成為液力變矩器還需另一個部件:導輪。導輪是存在於泵輪和渦輪之間的一個部件,用於調節殼體中ATF液流方向,通過單向離合器與箱體固定。

有了導輪,才有了“變矩”的靈魂所在,在泵輪與渦輪轉速差較大時,動力輸出的扭矩也變大了,此時的變矩器相當一個無級變速器,通過轉速差來提升扭矩,此時導輪處於固定狀態,用以調節ATF迴流;而當轉速差降低,渦輪泵輪耦合或鎖止時,扭矩接近對等,無需增矩,導輪隨泵輪和渦輪同向轉動,避免自身攪動ATF,造成動力的損耗。

液力變矩器的作用

液力變矩器作為一種中間元素,或者說是一種介質類型的原件,其作用可以分為四個方面來進行說明,分別是傳遞轉矩、變矩、變速及離合的作用,下面分別為大家介紹一下這四個方面的功能作用。

1、液力變矩器的作用之傳遞轉矩

什麼是液力變矩器,它又是如何工作的?

發動機的扭矩就是指發動機從曲軸端輸出的力矩。在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關係,轉速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽車在一定範圍內的負載能力。

扭矩和功率一樣,是汽車發動機的主要指數之一,它反映在汽車性能上,包括加速度、爬坡能力等。

它的準確定義是位矢(L)和力(F)的叉乘(M),物理學上指使物體轉動的力乘以到轉軸的距離,它能表示發動機所輸出的力的大小(因為發動機中曲軸的半徑一定)。

通俗點講,扭矩是衡量一個汽車發動機好壞的重要標準,一輛車扭矩的大小與發動機的功率成正比。傳遞扭矩是指通過機械傳動(一般是齒輪傳動 或皮帶傳動),將扭矩轉化為施加在被驅動工件上的力。

2、液力變矩器的作用之變矩

什麼是液力變矩器,它又是如何工作的?

扭矩是使物體發生轉動的一種特殊的力矩。發動機的扭矩就是指發動機從曲軸端輸出的力矩。在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關係,轉速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽車在一定範圍內的負載能力。外部的扭矩叫轉矩或者叫外力偶矩,內部的叫內力偶矩或者叫扭矩。

變矩就是改變扭矩,發動機輸入的轉速高扭矩低,經過液力變矩器後隨著負載的不同輸出的轉速會降低同時扭矩增大。自動變速器裡是由液力變矩器取代機械換檔變速箱中的離合器。是不需要。

力矩的單位是牛頓米,1牛頓米意味著離軸心一米的圓上(半徑1米)一點的切向上產生1牛頓的力,如果是0.5米的話產生的力就是2牛頓,以此類推。汽車的扭矩參數指的是在輪軸上輸出的扭矩,這個值越大越好。

3、液力變矩器的作用之變速

什麼是液力變矩器,它又是如何工作的?

每個檔位都有不同傳動比,相當於小齒輪與大齒輪的齧合能產生不同的轉速,低速行駛時用低傳動比(3檔及以下),大軸轉速低於發動機轉速,根據公式P=FV,可獲得更大的驅動力,高速時用高傳動比(4檔及以上),大軸轉速高於發動機轉速,降低牽引力獲得更高速度,切檔位即選擇不同尺寸的齒輪和大軸的齒輪齧合。

自動變速器,利用行星齒輪機構進行變速,它能根據油門踏板程度和車速變化,自動地進行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。

從一定的層面上來講,其實液力變矩器和AT的工作形式是比較相似的,因此在液力變矩器出現的時候很多人認為這其實就是AT的升級版本,其實不然,因為兩者之間的功效還是存在明顯的差距的。

4、液力變矩器的作用之離合

什麼是液力變矩器,它又是如何工作的?

離合器是一個傳動機構,它有主動部分和從動部分,兩部分可以暫時分離也可以慢慢結合,並且在傳動過程中還有可能產生相對轉動,所以,離合器的主動件和從動件之間會依靠接觸摩擦來傳遞扭矩,或者是利用摩擦所需要的壓緊力,或是利用液體作為傳動的介質,或是利用磁力傳動等方式來傳遞扭矩。

所以說離合器在實現的功效特點上是和變矩是相同的,這個功能的實現完全可以通過液力變矩器來進行,所以說液力變矩器可以當作離合的功能來進行使用。


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