1.液力变矩器的工作液流: (1)涡流和环流：液力变矩器内部的ATF液流其实有两种工作状态,两种液流的大小会根据泵轮与涡轮之间的转速差形成镜像变化,也就是说,当液力变矩器以涡流工作为主时,一定以环流为次;反之,当液力变矩器以环流工作为主时,则以涡流为次。 ①涡流。从泵轮→涡轮→导轮→泵轮的液体流动称为涡流,如图2-8所示。泵轮和涡
轮的转速差越大,涡流就越大。
②环流。自动变速器油在进行涡流的同时,又绕曲轴中心线旋转。液体绕轴线旋转的流动称为环流。泵轮和涡轮的转速差越小,环流就越大。也就是涡流和环流成反比,涡流越小环流越大;涡流越大环流越小。
当涡轮和泵轮的转速差变小(涡流变小)时,液体作用在导轮上的位置发生变化,需要导轮进行旋转,否则在这种状态下将影响泵轮的旋转,会增加发动机阻力。因此,导轮的工作存在两种状态,当涡流大,即泵轮转速减去涡轮转速的值大时,导轮被固定;当涡流小时,导轮开始旋转,防止因增加发动机的阻力而降低发动机的动力。
(2)导流环为了促进环流,确保发动机输出功率损失可能减少,在液力变矩器泵轮和涡轮上还加了导流环。
2.液力变矩器的工作过程：
(1)汽车起步前或低速行驶时：变速杆置于P挡或N挡启动发动机时,涡轮是以低于泵轮转速(发动机转速)旋转的。在汽车起步之前(踩下制动踏板挂上D挡)涡轮停转,转速变为0。当发动机曲轴带动泵轮旋转时,泵轮带动自动变速器油(ATF)一起旋转,在离心力的作用下,ATF从泵轮叶片的内侧向外侧流动,把发动机的机械能转化为液体的动能,具有动能的ATF正向冲击与之对置涡轮叶片的外边缘上,并对涡轮产生冲击转矩,从而把发动机的动力传给变速器的输入轴。同时ATF沿着涡轮叶片由外侧向内侧流动。ATF从涡轮反向流出后,反向冲击到导轮叶片凹面,使导轮在单向离合器的作用下反向锁止。作用在导轮上的反向冲击力又反作用在涡轮的内侧,使涡轮正向的转矩增加。涡轮受正向助推力的同时自动变速器油又沿着导轮叶片正向流出,又冲击泵轮叶片的背面,正向的冲击力即给发动机一个助推力,降低了发动机的阻力,如图2-10所示。ATF回到泵轮内侧进入下一
个循环。泵轮同时还受到涡轮回流工作液的推动,形成作用在泵轮上的第二个力,第二个力就是液力变矩器增矩的力(此时液力变矩器的内部液体流动以涡流为主),发动机便会输出较大的转矩。当做自动变速器失速试验时(涡轮停转,泵轮转速达到最高转速),转矩可以放大2.7倍。
泵轮传递给液体的扭矩=发动机扭矩+导轮反射的液流扭矩(2)汽车起步后低速行驶：当汽车在液力变矩器输出转矩的作用下起步后,与驱动轮相连的泥轮也开始转动,其转速随着汽车的加速不断增加。这时,由泵轮冲向涡轮的ATF除了沿着涡轮叶片流动(涡流)之外,还要随着涡轮一同转动(环流),使得由涡轮叶片内部边缘出口处冲向导轮的ATF的方向发生变化的同时,回流工作液的流量也发生了变化,不再与涡轮出口处叶片的方向相同(涡轮不转时),而是顺着涡轮转动的方向向前偏斜了一个角度,使冲向导轮的液流方向与导轮叶片之间的夹角变小。虽说这时导轮仍没有旋转(单向离合器锁死),但导轮上所受到的冲击力矩也随之减小,液力变矩器的增矩作用亦随之减小。
车速越快,涡轮转速越高,冲向导轮的液压油方向与导轮叶片的夹角就越小,液力变矩器的增矩作用也越小;反之,车速越慢,液力变矩器的增矩作用就越大。因此与液力耦合器相比,液力变矩器在汽车低速行驶时有较大的输出转矩,在汽车起步、上坡或遇到较大行驶阻力时,能使驱动轮获得较大的驱动转矩。
(3)汽车中高速行驶：当涡轮转速随车速的提高而增大到某一数值时(泵轮与涡轮转速接近时),从涡轮流出的ATF冲击导轮背面(凸面),冲向导轮的ATF的方向与导轮叶片之间的夹角减小为0°,导轮随泵轮和涡轮一同旋转,此时导轮不再改变液流方向,不能增加转矩,液力变矩器进入耦合工况。导轮开始旋转的工作点称为耦合点,耦合工况下泵轮、涡轮和导轮三元件同方向转动。这时导轮将不受ATF的冲击作用,从涡轮回流的少部分
ATF直接经导轮叶片的空隙流出,如图2-11所示,液力变矩器失去增矩作用,其输出转矩等于输入转矩。
