液力变扭器亦称“液力变矩器”、“涡轮变扭器”、“动液变扭器”。液力传动部件的一种。由泵轮、涡轮和导向轮组成。泵轮同主动轴相连,能把主动轴输入的机械能依靠离心力的作用转换成液体的动能和压头,供涡轮做功之用。涡轮和从动轴相连,能把液体的动能和压头所含的能量由从动轴输出。

1.液力变矩器工作原理

液力变扭器有3个工作轮,即泵轮、涡轮和导轮。其中泵轮和涡轮的构造与液力耦合器基本相同;导轮则位于泵轮和涡轮之间,并与泵轮和涡轮保持一定的轴向间隙,通过导轮固定套固定于变速器壳体。发动机运转时带动液力变扭器的壳体和泵轮与之一同旋转,泵轮内的液压油在离心力的作用下,由泵轮叶片外缘冲向涡轮。并沿涡轮叶片流向导轮,再经导轮叶片流回泵轮叶片内缘,形成循环的液流。导轮的作用是改变涡轮上的输出扭矩。由于从涡轮叶片下缘流向导轮的液压油仍有相当大的冲击力,只要将泵轮、涡轮和导轮的叶片设计成一定的形状和角度,就可以利用上述冲击力来提高涡轮的输出扭矩。

液力变矩器工作原理

2.液力变矩器组成结构

1、泵轮

它是液力变扭器的主动元件,与变扭器壳制成(或焊接)一体,变扭器壳体总成用螺栓固定于发动机曲轴后端凸缘上,随曲轴一起旋转。泵轮内部有一系列径向向后弯曲的叶片,以给工作液一个额外加速度和附加能量。叶片内沿装有让变速器油平滑流动的导环。

2、涡轮

涡轮是液力变扭器的从动元件,它通过花键与行星齿轮变速器输入轴连接,从运动的液体吸收动能并把动能转变为旋转动能。如同泵轮一样,涡轮也装有许多叶片。但是:

(1)涡轮叶片多于泵轮叶片,以提高传动效率。

(2)涡轮叶片的弯曲方向与泵轮叶片弯曲方向相反,既相对于顺时针转动的方向而言,所有的叶片都向前弯曲。涡轮叶片与泵轮叶片相对放置,中间有一很小的间隙。在泵轮与涡轮间,油流方向突然改变,以减少振动损失。

3、导轮

它位于泵轮与涡轮之间,是液力变扭器的反应元件。它通过单向离合器安装在导轮套管(与变速器壳体相连)上。用以控制从涡轮中心回到泵轮中间的液体回流,即改变离开涡轮返回泵轮的液流方向。因为涡轮叶片是曲线型,当液流离开涡轮时改变方向,当液流重新进入泵轮中心时,其方向导致了放慢液体转动的趋势。而导轮改变了从涡轮返回泵轮的油流方向,使其冲击泵轮的叶片背部,给泵轮一个额外的“助推力”,这在变扭器扭矩放大阶段起了关键性的作用。

4、壳体

液力变扭器壳体有组装(可拆)式和焊接(不可拆)式两种。

组装式壳体,即壳体做成两半,用螺栓连接在一起,为可拆式。其维修方便,平衡精度不高,用在转速较低的场合。如重型载货汽车用的大尺寸液力变扭器,拆检后将会影响其平衡状况。

液力变矩器组成结构

3.液力变矩器的作用

液力变扭器是一种借助于液体的高速运动来传递功率的元件。它的工作特点是输入端的转速和扭矩基本恒定;或虽有变化,但变化不大。而输出端的转速和扭矩可以大于、等于或小于输入端的转速和扭矩,并且输出转速与输出扭矩之间可以随着所驱动的工作机负荷大小,自动地连续调节变化。由于液力变扭器具有无级变速和变扭的功能,因此,它广泛用作各种动力机与工作机之间的传动装置。例如用作公路运输车辆(小汽车、公共汽车、载重卡车、坦克等)以及铁道运输车辆(干线内燃机车、高速动车、调车机车等)的传动装置。此外,还应用在工程机械(起重机、挖掘机、装卸机、推土机、拖拉机等)。矿山机械(石油钻机、钻探机、破碎机等)和大型船舶中。所以液力变扭器在现代工业上具有很大实用价值。特别是最近发展起来的液力换向调车机车,能做到不停车即可改变机车运行方向,这个优点更是电传动和机械传动内燃机车所无与伦比的。

液力变矩器的作用