基本介紹
介紹,液流,變矩原理,工作原理,優點,故障檢測,油溫過高,油壓過低,
介紹
液力變矩器以液體為工作介質的一種非剛性扭矩變換器，是液力傳動的形式之一。圖為液力變矩器，它有一個密閉工作腔，液體在腔內循環流動，其中泵輪、渦輪和導輪分別與輸入軸、輸出軸和殼體相連。動力機(內燃機、電動機等)帶動輸入軸旋轉時，液體從離心式泵輪流出，順次經過渦輪、導輪再返回泵輪，周而復始地循環流動。泵輪將輸入軸的機械能傳遞給液體。高速液體推動渦輪旋轉，將能量傳給輸出軸。
液力變矩器靠液體與葉片相互作用產生動量矩的變化來傳遞扭矩。液力變矩器不同於液力耦合器的主要特徵是它具有固定的導輪。導輪對液體的導流作用使液力變矩器的輸出扭矩可高於或低於輸入扭矩，因而稱為變矩器。輸出扭矩與輸入扭矩的比值稱變矩係數，輸出轉速為零時的零速變矩係數通常約2～6。變矩係數隨輸出轉速的上升而下降。液力變矩器的輸入軸與輸出軸間靠液體聯繫，工作構件間沒有剛性聯接。液力變矩器的特點是：能消除衝擊和振動，過載保護性能和起動性能好;輸出軸的轉速可大於或小於輸入軸的轉速，兩軸的轉速差隨傳遞扭矩的大小而不同；有良好的自動變速性能，載荷增大時輸出轉速自動下降，反之自動上升;保證動力機有穩定的工作區，載荷的瞬態變化基本不會反映到動力機上。
液力變矩器在額定工況附近效率較高，最高效率為85%～92%。葉輪是液力變矩器的核心。它的型式和布置位置以及葉片的形狀，對變矩器的性能有決定作用。有的液力變矩器有兩個以上的渦輪、導輪或泵輪，藉以獲得不同的性能。最常見的是正轉(輸出軸和輸入軸轉向一致)、單級（只有一個渦輪）液力變矩器。兼有變矩器和耦合器性能特點的稱為綜合式液力變矩器，例如導輪可以固定、也可以隨泵輪一起轉動的液力變矩器。為使液力變矩器正常工作，避免產生氣蝕和保證散熱，需要有一定供油壓力的輔助供油系統和冷卻系統。
液流
液力變矩器的液流分為渦流和環流。渦流方向是由泵輪到渦輪再到導輪，最後回到泵輪，從而不斷循環。環流方向就是液體隨同工作輪一起繞軸線做圓周運動。環流與渦流合成後的螺旋方向即為實際的液流方向。
變矩原理
液力耦合器中油液流動反向，液力耦合器泵輪主動與發動機曲軸剛性聯接，轉動時，離心力使ATF向外甩，衝擊渦輪葉片，渦輪從動，渦輪迴流的液體又衝擊泵輪，阻礙了泵輪轉動，其特點是轉動效率低，但在一定範圍內能實現無極變速，有利於汽車起步換擋的平順性。
液力變矩器中油液流動方向，在增加了導輪的液力變矩器中，自動變矩器油從渦輪流入導輪後方向會改變，當油液再流回到泵輪時，其流動方向變得與泵輪運動方向相同，這就加強了泵輪的轉動力矩，進而也就增大了輸出轉矩，這就是液力變矩器可以增大轉矩的原因。
單向離合器的作用，由於導輪軸上裝有單向離合器，使得導輪在受到來自渦輪的油液衝擊時，能保持不動，這樣才能使導輪改變了經過它的油流方向，進而達到增大轉矩的作用。
工作原理
（1）機械能→動能過程：泵輪由發動機驅動旋轉，推動液體隨泵輪一起繞其軸線旋轉，使其獲得一定的速度（動能）和壓力。其速度決定於泵輪的半徑和轉速。
（2）動能→機械能過程：液體靠動能沖向渦輪，作用於葉片一個推力，推動渦輪一起旋轉，渦輪獲得一定轉矩（機械能）。少部分液體動能在高速流動中與流道摩擦生熱被消耗。
（3）動量矩變化過程：導輪固定，液體流經時無機械能轉化，由於導輪葉片形態變化（進出口葉片面積不等），液流速度和方向發生變化，其動量矩改變。動量矩變化取決於葉片面積的變化。
渦輪轉速隨外界負荷的不同而變化，液流衝擊葉片的方向和速度亦隨之變化。
增扭：渦輪速度低時，渦流速度大，環流速度小，合成液流的方向衝擊導輪正面，經導向順著泵輪葉片槽衝擊渦輪，渦輪的輸出轉矩增大。
MW=MB+MD
式中：MW——渦輪轉矩；
MB——泵輪轉矩；
MD——導輪轉矩。
耦合：隨著渦輪轉速的增加，當泵輪與渦輪轉速相接近時，渦流速度最小，環流速度最大，合成液流的方向正好與導輪葉片相切，MD=0，此時相當於耦合器，對應的轉速稱為耦合工作點。
MW=MB
MW=MB-MD
失速：渦輪負載過大而停轉（如怠速時）泵輪仍旋轉但轉速低，變矩器只輸入，不輸出，渦輪得到的轉矩不足以克服阻力矩。渦流速度最小，環流速度最大，合成液流的方向垂直衝擊導輪背面，導輪的轉矩反向且基本等於泵輪的轉矩，渦輪的輸出轉矩最小，仍用於克服摩擦力，如怠速。
優點
1、良好的自動適應能力
根據機器的行駛阻力或其它作業阻力，變矩器可在一定範圍內自動地、無級地變速和變矩。。
2、提高了機器的使用壽命
3、提高了機器的通過性能
液力傳動的機器具有良好的穩定的低速性能，這樣可使機器與地面的附著力增加。
4、提高了機器的舒適性
採用液力傳動後，可以平穩起動，並在較大的範圍內無級變速，可以減少換檔，以及吸收和減少振動和衝擊。
5、簡化了機器的操縱
因為液力變矩器本身就是一個無級自動變速箱，擴大了原動機的動力範圍，故變速箱的檔數可以減少。
故障檢測
油溫過高
油溫過高表現為機器工作時油溫表超過120°C或用手觸摸感覺燙手，主要有以下幾種原因：變速器油位過低；冷卻系中水位過低；油管及冷卻器堵塞或太髒；變矩器在低效率範圍內工作時間太長；工作輪的緊固螺釘鬆動；軸承配合松曠或損壞；綜合式液力變矩器因自由輪卡死而閉鎖；導輪裝配時自由輪機構化機構缺少零件。
液力變矩器油溫過高故障的診斷和排除方法如下：出現油溫過高時，首先應立即停車，讓發動機怠速運轉，查看冷卻系統有無泄漏，水箱是否加滿水；若冷卻系正常，則應檢查變速器油位是否位於油尺兩標記之間。若油位太低，應補充同一牌號的油液；若油位太高，則必須排油至適當油位。如果油位符合要求，應調整機器，使變矩器在高效區範圍內工作，儘量避免在低效區長時間工作。如果調整機器工作狀況後油溫仍過高，應檢查油管和冷卻器的溫度，若用手觸摸時溫度低，說明泄油管或冷卻器堵塞或太髒，應將泄油管拆下，檢查是否有沉積物堵塞，若有沉積物應予以清除，再裝上接頭和密封泄油管。若觸摸冷卻器時感到溫度很高，應從變矩器殼體內放出少量油液進行檢查。若油液內有金屬末，說明軸承松曠或損壞，導致工作輪磨損，應對其進行分解，更換軸承，並檢查泵輪與泵輪轂緊固螺栓是否鬆動，若鬆動應予以緊固。以上檢查項目均正常，但油溫仍高時，應檢查導輪工作是否正常。將發動機油門全開，使液力變矩器處於零速工況，待液力變矩器出口油溫上升到一定值後，再將液力變矩器換入液力耦合器工況，以觀察油溫下降程度。若油溫下降速度很慢，則可能是由於自由輪卡死而使導輪閉鎖，應拆解液力變矩器進行檢查。
