液力耦合器的结构与工作原理详解

液力耦合器安装在汽车发动机和机械变速装置之间，它们是由两盒状结构的泵轮和涡轮组成，利用液体在主、从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。由于液体ATF在液力耦合器中作循环流动时，有受到任何其它附加外力，故发动机作用于泵轮上的转矩与涡轮所接收并传给从动轴的转矩相等。

在介绍液力耦合器之前，必须首先了解液力耦合器的结构及其工作原理，这是学习变矩器工作原理的基础。液力耦合器是一种液力传动装置，又称液力联轴器。在不考虑机械损失的情况下，输出转矩与输入转矩相等。它的主要功能有两个方面，一是防止发动机过载，二是调节工作机构的转速。

液力偶合器结构

液力偶合器是以液体为工作介质以液体的动能来实现能量传递的装置，即将液体的动能转变为机械能的装置。

泵轮：能量输入部件，它能接受发动机传来的机械能并将其转换为液体的动能。涡轮：能量输出部分，它将液体的动能转换为机械能而输出。

导轮：液体导流部件，它对流动的液体导向，使其根据一定的要求，按照一定的方向冲击泵轮的叶片。

液力耦合器：只有泵轮和涡轮组成的液力元件

液力变矩器：由泵轮、涡轮和导轮组成的液力元件

液力机械变矩器：液力变矩器和机械元件组成的液力元件

2、液力耦合器的工作原理

当发动机运转时，曲轴带动液力耦合器的壳体和泵轮一同转动，泵轮叶片内的液压油在泵轮的带动下随之一同旋转，在离心力的作用下，液压油被甩向泵轮叶片外缘处，并在外缘处冲向涡轮叶片，使涡轮在液压冲击力的作用下旋转;冲向涡轮叶片的液压油沿涡轮叶片向内缘流动，返回到泵轮内缘的液压油，又被泵轮再次甩向外缘。液压油就这样从泵轮流向涡轮，又从涡轮返回到泵轮而形成循环的液流。

液力耦合器中的循环液压油，在从泵轮叶片内缘流向外缘的过程中，泵轮对其作功，其速度和动能逐渐增大;而在从涡轮叶片外缘流向内缘的过程中，液压油对涡轮作功，其速度和动能逐渐减小。液力耦合器要实现传动，必须在泵轮和涡轮之间有油液的循环流动。而油液循环流动的产生，是由于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所致。如果泵轮和涡轮的转速相等，则液力耦合器不起传动作用。因此，液力耦合器工作时，发动机的动能通过泵轮传给液压油，液压油在循环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。由于在液力耦合器内只有泵轮和涡轮两个工作轮，液压油在循环流动的过程中，除了受泵轮和涡轮之间的作用力之外，没有受到其他任何附加的外力。根据作用力与反作用力相等的原理，液压油作用在涡轮。上的扭矩应等于泵轮作用在液压油上的扭矩，即发动机传给泵轮的扭矩与涡轮上输出的扭矩相等，这就是液力耦合器的传动特点。

液力耦合器在实际工作中的情形是：汽车起步前，变速器挂上一定的挡位，起动发动机驱动泵轮旋转，而与整车连接着的涡轮即受到力矩的作用，但因其力矩不足于克服汽车的起步阻力矩，所以涡轮还不会随泵轮的转动而转动。加大节气门开度，使发动机的转速提高， 作用在涡轮。上的力矩随之增大，当发动机转速增大到一定数值时，作用在涡轮。上的力矩足以使汽车克服起步阻力而起步。随着发动机转速的继续增高，涡轮随着汽车的加速而不断加速，涡轮与泵轮转速差的数值逐渐减少。在汽车从起步开始逐步加速的过程中，液力耦合器的工作状况也在不断变化，这可用如图1-3所示的速度矢量图来说明。假定油液螺旋循环流动的流速Vr保持恒定，V为泵轮和涡轮的相对线速度，Ve为泵轮出口速度，Vk为油液的合成速度。