液力变矩器为什么能起变矩作用?试叙述变矩原理?
变矩器之所以能起变矩作用,是由于结构上比耦合器多了导轮机构。在液体循环流动的过程中,固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩,使涡轮输出的转矩不同于泵轮输人的转矩。
变矩原理:下面用变矩器工作轮的展开图来说明变矩器的工作原理。即将循环圆上的中间流线(此流线将液流通道断面分割成面积相等的内外两部分)展开成一直线,各循环圆中间流线均在同一平面上展开,于是在展开图上,泵轮B、涡轮W和导轮D便成为三个环形平面,且工作轮的叶片角度也清楚地显示出来。
为便于说明,设发动机转速及负荷不变,即变矩器泵轮的转速nB及转矩MB为常数。先讨论汽车起步工况。开始时涡轮转速为零工作液在泵轮叶片带动下,以一定的绝对速度沿图中箭头l的方向冲向涡轮叶片。因涡轮静止不动,液流将沿着叶片流出涡轮并冲向导轮,液流方向如图中箭头2所示。然后液流再从固定不动的导轮叶片沿箭头3方向注人泵轮中。当液体流过叶片时,受到叶片的作用力,其方向发生变化。设泵轮、涡轮和导轮对液流的作用转矩分别为MB、M`W伤和MD。根据液流受力平衡条件,则M`W=MB+MD。由于液流对涡轮的作用转矩Mw(即变矩器输出转矩)与M`W方向相反大小相等,因而在数值上,涡轮转矩Mw等于泵轮转矩MB与导轮转矩MD之和。显然,此时涡轮转矩Mw大于泵轮转矩MB即液力变矩器起了增大转矩的作用。
当变矩器输出的转矩,经传动系传到驱动轮上所产生的牵引力足以克服汽车起步阻力时,汽车即起步并开始加速,与之相联系的涡轮转速nw也从零逐渐增加。这时液流在涡轮出口处不仅具有沿叶片方向的相对速度W,而且具有沿圆周方向的牵连速度U,故冲向导轮叶片的液流的绝对速度应是二者的合成速度,如图13b所示,因原设泵轮转速不变,起变化的只是涡轮转速,故涡轮出口处绝对速度W不变,只是牵连速度U起变化。由图可见,冲向导轮叶片的液流的绝对速度υ将随着牵连速度U的增加(即涡轮转速的增加)而逐渐向左倾斜,使导轮上所受转矩值逐渐减小,当涡轮转速增大到某一数值,由涡轮流出的液流(如图13b中υ所示方向)正好沿导轮出口方向冲向导轮时,由于液体流经导轮时方向不改变,故导轮转矩MD为零,于是涡轮转矩与泵轮转矩相等,即Mw=MB。
若涡轮转速nw继续增大,液流绝对速度υ方向继续向左倾,如图13b中υ'所示方向,导轮转矩方向与泵轮转矩方向相反,则涡轮转矩为前二者转矩之差(Mw=MB-MD)即变矩器输出转矩反而比输人转矩小。当涡轮转速增大到与泵轮转速相等时,工作液在循环圆中循环流动停止,将不能传递动力。
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