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液力耦合器的工作原理

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2019-02-17
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摘要 : 液力耦合原理可以利用生活中的两个风扇来加以说明。通电的风扇转动时可带动空气流动,冲击在对面的静止的风扇叶片上。空气流动的能量推动了对面的风扇叶片,此时能量从通电的风扇传递到另一个风扇上。


     液力耦合原理可以利用生活中的两个风扇来加以说明。通电的风扇转动时可带动空气流动,冲击在对面的静止的风扇叶片上。空气流动的能量推动了对面的风扇叶片,此时能量从通电的风扇传递到另一个风扇上。这样的耦合过程所产生的传递效率很低,但这种现象表明,两个相互间没有刚性连接的叶轮,是可以进行能量传递的。这种传递属于“软”连接能量传递方式。

     如果要提高两叶轮之间的传递效率,可将两叶轮安装在-一个密闭的容器中,同时让两叶轮对置的间隙尽可能减小,并在其中充满油液,其中个叶轮 由发动机曲轴直接驱动,即为泵轮,而另一个被动的叶轮则作为输出,即称为涡轮。


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     发动机转动时,曲轴带动液力耦合器的壳体和泵轮起旋转。当泵轮随着发动机的飞轮转动时,由于离心力的作用,自动变速器油ATF沿泵轮叶片间的通道由中心向外缘流动,外缘油压高于内缘油压,油液从泵轮外缘冲向涡轮外缘,冲向涡轮外缘的油液沿着涡轮叶片向内缘流动,并返回泵轮内缘,此时油液被泵轮再次甩向外缘,如此循环。液压油由泵轮流向涡轮,又从涡轮返回到泵轮,在轴向断面(循环圆)内形成的循环流,称为“涡流”。

     因涡流的产生,液体冲向涡轮使两轮间产生牵连运动,带动沿围绕发动机曲轴和变速器输入轴轴线的环形路径的流动,称为“环流”。

     上述两种油流的合成,形成了-条首尾相接的螺旋流,液力耦合器内部的油液实际处于螺旋状循环。在液力耦合器动力传递的过程中,只有当涡轮的扭矩大于汽车的行驶阻力力矩时,汽车才能行驶。

     在液力耦合器中,如果泵轮和涡轮之间存在较大的转速差,将会产生阻碍油液正常循环的紊流。为了减少无规则的紊流带来的能量损失,并且有效地引导泵轮和涡轮之间的油液循环,通常会在液力耦合器中加入剖分式导环,导环的一半与泵轮叶片连接,另一半与涡轮叶片连接。

     液力耦合器中的循环液压油,在发动机曲轴的带动下,由泵轮叶片流向外缘时,泵轮对液压油做功,液压油的速度和动能逐渐增大:液压油从涡轮叶片外缘流向内缘时,液压油对涡轮故功,液压油的速度和动能逐浙减小。液力耦合器要实现动力的传递,必须在涡轮和泵轮之间存在液压油的循环流动。油液的循环流动,就要求泵轮和涡轮之间存在着转速差,使两轮叶片外缘处产生压力差。如果泵轮和涡轮转速相同,则液力耦合器就无法起到传动作用。

     液力耦合器工作时,发动机的动能利用泵轮传递给液压油,液压油在循环流动时将动力传递给涡轮,涡轮输出给变速器。液力耦合器中只有泵轮和涡轮,液压油在传递过程中只受到泵轮和涡轮之间的作用力,没有其他任何外加的力。根据作用力与反作用力相等的原理,液压油作用在涡轮上的转矩等于泵轮对液压油施加的作用力,也就是发动机传递给泵轮的作用力。涡轮输出的转矩与发动机传递给泵轮的转矩相同,输入输出转矩相同,这就是液力耦合器的传动特点。


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