一、液力偶合器
(一)液力偶合器的构造
发动机曲轴凸缘上装有外壳,该外壳与泵轮连接(或焊接)在一起,随曲轴一同旋转,作为液力偶合器的主动部分。与之相对安装的涡轮则与输出轴相连,成为液力变矩器的从动部分。泵轮与涡轮内部均布有半圆形的径向叶片,两轮装合后形成2~4mm的间隙,共同构建了环状空腔,即循环圆。此空注满了液压油,为两轮之间的能量传递提供了介质。
(二)液力偶合器的工作原理
当发动机曲轴驱动泵轮旋转时,泵轮内的液压油被叶片带动一起旋转,从而获得绕轴线旋转的能量及离心力。液压油沿泵轮叶片间的通道向外缘流动,此时泵轮外缘液压油的压力高于内缘。若涡轮处于静止状态或其转速低于泵轮,泵轮外缘液压油的压力会高于涡轮外缘的液压油压力,进而使液压油在压力差的作用下冲向涡轮,并在泵轮与涡轮间循环流动,将泵轮的能量传递给涡轮,驱动其旋转并输出动力。
液压油在循环过程中,除了随两轮沿其轴线转动外,还在循环圆内作循环运动。这种环流运动是液压油传递能量的关键,而其产生的前提是泵轮与涡轮之间存在转速差。转速差越大,液压油传递的扭矩就越大。当两者转速相离心力及压力差均为零,循环流动停止,此时液力偶合器无法传递力矩。
二、液力变矩器
(一)液力变矩器的构造
液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮三个基本元件以及外壳组成。各工作轮均采用精密铸造或焊接工艺制成。其中,泵轮与变矩器外壳连为一体,固定在发动机曲轴后端的凸缘上。涡轮则通过从动轴与其他传动部件相连。导轮则固定在不动的套管上。这些工作轮装配后形成断面为循环圆的环状体。
(二)液力变矩器的工作原理
液力变矩器的工作原理可借助两台电风扇进行形象描述。其中一台接通电源模拟泵轮的旋转,另一台模拟涡轮的静止状态。当接通电源的电风扇旋转时,产生的气流可以吹动不接电源的风扇使其转动,从而实现扭矩的传递。液力变矩器中增加了一个导轮,使得流经涡轮的自动变速器油atf具有残留动能,经过导轮的作用再作用于泵轮上,从而增大了扭矩的传递。
导轮的存在使得液力变矩备了变矩功能。当泵轮与涡轮的转速差越大时,扭矩增大的速度也越快。这是由于导轮在自动变速器油atf循环流动的过程中给涡轮一个反作用力矩,使得涡轮输出的扭矩不同于泵轮的输入扭矩。
(三)液力偶合器与液力变矩器的缺点