要平顺还是要迅捷,问问液力变矩器吧

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为了平稳或快速,请询问变矩器。

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为什么你总是说AT变速箱比AMT和DCT更平滑?为什么跑车倾向于喜欢DCT并且不愿意使用AT?为什么有些汽车会尖叫但跑得不快?这一切都源于变速箱中的一个部件:变矩器。本讲座将告诉您有关变矩器的更多信息。

手动换挡的汽车需要踩离合器,并且不需要自动齿轮,但由于必须仍然存在将发动机和变速器分开的装置,因此变矩器用作动力系中的传统离合器。在此基础上,将变速扭矩功能添加到传统摩擦板结构的离合器中。

离合器分类

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汽车中使用两种主要类型的离合器。第一种类型依赖于膜片弹簧来挤压/分离摩擦片,以及膜片式离合器,其通过摩擦板之间的摩擦传递动力。在摩擦衬片被按压之后,动力传递是刚性的,发动机本身的不均匀性可以传递,并且不能避免半连接状态的振动。另一种是依靠液压油传递动力的变矩器。由于负责传递动力的部件是液体,因此发动机飞轮和变速器的输入轴之间的连接是灵活的,而没有膜片离合器摩擦板接合。时间的影响也消除了发动机本身的振动和不规则性。

液压联轴器

在谈到变矩器之前,让我们首先了解它的兄弟之一,液压耦合器。变矩器基于液力耦合器的结构和部件的添加。

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我小时候常常玩风车。我在风扇前面放了一个小风车,风车将被炸毁。电扇转得更快,风车转得更快。液压耦合器就是这个原理,但它不是风,而是油。液力偶合器的主要部件是泵轮和涡轮机。两个人长大了,大量的叶片插在一个碗里,泵轮和涡轮充满了油。

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泵轮

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涡轮

泵轮是电风扇,而涡轮是小型风车。泵轮连接到发动机飞轮,涡轮连接到齿轮箱输入轴。泵轮搅动油,油旋转,冲到外面,撞击涡轮叶片,驱动涡轮旋转,然后返回内部流回泵轮形成循环。油在变矩器中具有两个旋转方向,一个是来自泵 - 涡轮 - 泵的旋转运动,另一个是围绕轴的旋转运动,向前螺旋。

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由于需要油“冲击”,如果液力偶合器需要传递扭矩,则泵轮必须比涡轮更快地转动。转速差越大,由流体联轴器传递的扭矩越大。然而,液压耦合器的特征在于可以说发动机的扭矩很大,并且只有很多变速器。

这意味着流体耦合的损失很大。流体联接器的传递特性是旋转速度丧失并且传递的力同样大。我们知道功率等于扭矩乘以速度。在液压耦合器继电器之后,功率自然消失,并且发动机输出的扭矩越大,速度差异越大,功率损失越大。

变矩器的结构

变矩器的结构基于向液压耦合器添加引导轮,该液压耦合器小于泵轮和涡轮,并且位于容器内。导轮是固定的,因此也称为定子。

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如下图所示,泵轮用作驱动轮,叶片推动油冲击涡轮机,从而产生Fp红色力。在涡轮叶片被引导之后,换油方向继续流到固定导轮,并且冲击在导叶上。产生反作用力的力Fs为蓝色。

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最后,涡轮机作为从动轮接收的力是Fp和Fs的合力。只要油冲击方向合理(叶片和转速差是合理的),合力可以大于泵轮的输入扭矩。变矩器还具有降低速度和增加扭矩的能力。

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减慢和增加扭曲的法律是什么?

无论涡轮导向轮如何,分别考虑泵轮作为变矩器的输入,泵轮的输入特性以及泵轮可应用的负载公式:

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泵轮的输入扭矩与泵轮的结构,泵轮的速度和泵轮的直径有关。这很容易理解。想一想。风扇扇,风扇越快,风扇越大,风越大,越费力,风对应于泵轮的输出,手上的力对应于发动机的输出。 “快速”和“大”对应于泵轮速度和泵轮直径。

至于泵轮容量系数,大致有两个部分,一个是泵轮叶片本身的设计,另一个是油的性质。前者可以理解这一点,风扇面向风,风力强劲,风扇顺风,只听风;后者,水和路的步伐自然是非常不同的。 (此外,它还与速度比有关)

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因此,可以理解为什么要提升起动速度。除了使发动机处于最大扭矩输出范围之外,还需要允许变矩器的泵叶轮达到一定速度,从而增加输入扭矩并由此增加输出扭矩。提升速度不是特别高,通常约为3000转/分,这也是两个原因的组合。首先是自然保护。因为车辆不移动,所以发动机的能量输出全部转换成油的热量。另一方面,它也是因为泵轮。它上面的扭矩已经够大了。

此外,变矩器的一个测试是提升速度。如果发动机转速过高,则意味着变矩器的输入特性已被破坏且扭矩容量过小。是时候检查油是否有问题。

输入具有输出,然后输出,变矩器的输出特性主要集中在三点:速比(涡轮与泵轮速的比),传动效率,扭矩系数(涡轮输出与泵输入扭矩之比) 。

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在该图中,横坐标速度的比率是变矩器的力传递的基础。随着速度比的变化,其他特性将发生很大变化。速比为0表示涡轮转速输出为0,最右边的交点是速比=1,这意味着涡轮和泵轮以相同的速度旋转,0-1之间的工作范围是变矩器。

千里的k线,K是可变力矩系数。可以看出,随着速比的增加,扭矩系数急剧下降。当速比为0时,扭矩系数最大,大于1,具体值与变矩器的设计和油性能有关。因此,在起动阶段(转速比为0),变矩器可以放大发动机输出的扭矩,使得与一个接一个的摩擦片离合器相比,变矩器可以显着提高起动能力。当速比接近1时,变矩器的力传递能力将降至零。由于在正常行驶期间需要克服行驶阻力,因此泵叶轮和变矩器的涡轮之间的转速总是存在差异。

观察表示效率的抛物线η,效率随着速比的增加而降低。不仅低速比低,而且高速比的效率,即低负荷巡航阶段。高于0.75,它可以称为高效区,这也是变矩器的一般工作范围。然而,变矩器的最高效率点通常不会超过0.9。也就是说,在车辆的行驶过程中,发动机功率的近四分之一损失到变矩器。相反,传统摩擦片离合器的效率通常高于0.95。因此,使用变矩器的AT通常比双离合器或MT更昂贵。

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然而,在现实生活中,AT变速箱将更昂贵,但是间隙不大,并且变矩器和摩擦片离合器的效率之间没有这种差异。这是因为汽车中使用的变矩器不是纯粹的变矩器,并且有更多的机械结构可以实现更好的性能。这是两个:

首先,可以看出,变矩器在高速比时具有较差的传动力特性,甚至低于1,即发动机输出为100Nm,而变矩器后仅为50Nm,与传统的不同齿轮,扭矩增加而扭矩减小。变矩器在高速比下仍在减速,效率直接降低。

这种现象的原因在于固定导轮,尽管上面描述了固定导轮在油冲击时提供反作用力,因此涡轮上的力是泵轮+导轮反作用力>泵轮,然而,对油的冲击方向和叶片设计有严格的要求。当速度比增加时,油的冲击方向将改变,而是冲击导向叶片的后侧,因此在涡轮机上接收的力是泵导向轮反作用力<1。泵轮。

此时,液力耦合器的特性(减速但不减速)会更好。因此,通过增加锁止离合器,固定导轮在低速比级处具有扭矩增加变矩器。在高速比阶段,引导轮被释放以允许其自由旋转,并且表现出流体动力耦合器特性。

件。因此,当锁定时,确保变矩器平稳,增加扭转的优点,如何扩大锁定范围等,是AT的当前发展方向。

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一些旧的自动变速器模型在锁定位置不起作用,发生以下情况:在快速加速期间发动机速度快速增加,但车辆没有与发动机速度匹配的加速感觉。此外,大量的乘坐性也会导致车辆对发动机的响应速度恶化。快速踩下接收步进接收加速踏板,即使发动机能够跟上,变矩器也会吸收它,将三角波转换成正弦波。因此,大多数高性能汽车都不倾向于使用自动变速器,

简单总结优缺点

优点:

1.增加扭曲,更容易启动

2.软连接,消除发动机振动和平滑

缺点:

1.效率低,无燃料节省

2.传输不直接,动态响应差