變矩係數

變矩係數(torque ratio)是液力變矩器輸出轉矩與輸入轉矩之比K，變矩係數又稱變矩比，它不是一個常數，而是隨著泵輪和渦輪轉速不同而變化。

基本介紹

• 中文名：變矩係數
• 外文名：torque ratio
• 所屬學科：數理科學
• 別名：變矩比
• 相關概念：輸出轉矩，輸入轉矩等

基本介紹

變矩係數

液力變矩器的變矩性能，用變矩係數來表示，所謂變矩係數，是指液力變矩器渦輪力矩與泵輪力矩的比值，即

液力變矩器的變矩係數K又稱變矩比，它不是一個常數，而是隨著泵輪和渦輪轉速不同而變化。

傳動比

液力變矩器的渦輪轉速與泵輪轉速之比，叫做液力變矩器的傳動比，即

式中：——液力變矩器的傳動比；

——渦輪轉速(轉/分)；

——泵輪轉速(轉/分)，它一般等於發動機轉速。

變矩器主要由外殼、渦輪、泵輪及導輪組成。變矩器外殼與泵輪作為一個整體固定在發動機飛輪上，同時在泵輪後側也驅動自動變速器油泵；渦輪用花鍵與行星齒輪變速器的輸入軸相連，導輪用單向離合器保持固定不動。

在變矩器內充滿油液，泵輪用油液帶動渦輪旋轉，變矩器不但可以傳遞轉矩，且能在泵輪轉矩不變的情況下，隨著渦輪的轉速改變(反應車輛的行車速度)，而改變渦輪的輸出轉矩。這是導輪所起的作用，在液體循環流動過程中，固定不動的導輪給渦輪一個反作用力矩，使渦輪的轉矩不同於導輪的輸入轉矩。

變矩器的輸出轉矩與輸入轉矩之比稱為變矩係數 ，是隨渦輪轉速的改變而改變的。當車輛起步、上坡或遇到大阻力時，由於渦輪轉速的降低，使變矩係數 相應變大，從而使驅動車輪自動獲得較大的轉矩。由於變矩器的液力傳動，不僅是隨汽車行駛阻力自動改變變矩係數的無級變速器，還保證車輛可平穩起步，衰減扭轉振動，防止傳動系超載。

圖1 變矩器的構造(1-泵輪組件；2-導輪組件；3-渦輪組件；4-油流)

按布置在循環圓內兩工作輪(泵輪與導輪或導輪與導輪)之間的蝸輪數多少，可分為單級液力變矩器和多級液力變矩器。單級液力變矩器結構簡單，工作可靠，變矩係數一般為3~4。多級液力變矩器的各級蝸輪彼此剛性相連，變矩係數雖較大，但結構複雜，價格高，而且不能轉換成液力偶合器工況，所以套用較少。

單級液力變矩器根據蝸輪在循環圓中的布置不同，可分為向心式蝸輪、軸流式蝸輪和離心式蝸輪三種形式。

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液力變矩器的力矩方程式

在液力變矩器勻速運轉的情況下，其力矩關係式為：

式中： ——發動機作用於泵輪的力矩(公斤·米)，其方向規定為正；

——工作機構作用於渦輪的力矩(公斤·米)，其方向為負；

——殼體作用於導輪的反力矩(公斤·米)。

因此：

在一般情況下：

所以：

由此可知，正是由於導輪的作用，才使得渦輪力矩 大於泵輪力矩 ，也就是說，由於有了導輪，才使得液力變矩器能夠變矩。導輪可以使泵輪流出的工作液體的旋轉速度提高，因而，渦輪有可能在更大程度上降低工作液體的旋轉運動，也就是說，可以從渦輪上獲得較大的力矩。

液力變矩器的基本特性

根據能量守恆定律，液力變矩器的泵輪與渦輪的力矩和轉速存在著如下關係；

式中：——液力變矩器的效率。

從上式可以看出：當泵輪的功率一定時，隨著渦輪轉速的減小，渦輪轉矩就會增大，因而變矩係數K也增大。當減小到零時，即當時，K值最大，此時，變矩係數以表示(圖2)。相反，當渦輪轉速增大時，就減小，因而變矩係數K也減小了。

渦輪轉速是隨著輸出軸上的阻抗力矩或者說是行駛阻力的大小而變化，行駛阻力增大，則減小而增大，行駛阻力減小，則增加而減少。這就是說，渦輪軸上的力矩，能夠自動地適應行駛情況的需要，這就是液力變矩器的基本特性。正是由於它能在一定範圍內自動地、無級地改變輸出軸上的力矩，同時操縱輕便，所以在現代化的裝載機和其它機動車輛上得到很廣泛的採用。

圖2 液力變矩器的特性曲線