趙慧婷

摘　要：自無級變速器問世以來，液力變矩器研究成為了熱門話題，各種研究方法（fǎ）、優化算法和分析理論（lùn）層出不窮（qióng）。本文對液力變矩器的構成、原理以及效率問題進行了簡要概述。

1　液力變矩器的結構

液力變矩器基本零部件主要有泵輪、導輪與渦（wō）輪。泵輪安裝在液力變矩器殼（ké）體上，由於其與發動機輸出軸呈（chéng）剛性連接（jiē）的形（xíng）式，所以泵輪的工作狀態由發動機輸出軸控製；渦輪與變速器（qì）輸入（rù）軸（zhóu）直接相連，把源源不（bú）盡的動力提供給變速器；導輪（lún）位於渦輪和泵輪（lún）之間（jiān），由一個固定軸支撐和一個單向（xiàng）自由輪組成，單向自由輪允（yǔn）許導（dǎo）輪和發動機輸出（chū）軸同向轉動。

2　普通液（yè）力變矩器工作原理

液力變矩器主要是利用油（yóu）液在泵輪—渦輪—導輪—泵（bèng）輪這（zhè）樣的（de）循環流動下傳遞功率和轉矩的。當汽車處於怠速狀態時，隻有泵輪在轉動做功，而渦輪相（xiàng）對靜止。當渦輪（lún）開始發生轉動時，觀察其是否為變速器提供動力。如果（guǒ）有，那麽（me）液壓油在做離心運（yùn）動，並不斷對（duì）渦輪葉片形成衝擊，但由於渦輪葉片的形狀，從（cóng）渦輪（lún）中衝出的油（yóu）液衝擊導輪的方向和發動機輸出軸轉動（dòng）方向相反，此時導輪固定不動。同時因為導輪（lún）的特殊葉片（piàn）形狀，從導輪流回到泵輪的油液衝（chōng）擊泵輪葉片的方向和發動機輸出軸（zhóu）轉動方向一致。這樣就提供了汽車在起步時所需要的扭矩。汽車在高速行駛時，從渦輪衝出的油液（yè）衝（chōng）擊導輪的（de）方向和發動機輸出軸轉動方（fāng）向逐漸趨於一致（zhì），使得導輪開始慢慢轉動同時逐漸失去增扭作用。

3　液力變矩器的效率問題

由於泵輪和渦輪之間動力的傳輸是依靠油液的循環流動，二者之間非剛（gāng）性連接，所以泵輪和渦輪之間有轉速（sù）差的存在。這個轉速差在（zài）高速時很明顯，因此汽車在高速行駛時發動機的功率損失非常大（dà），降低了汽車的燃油經濟性。部分生產廠家通過對此問題進（jìn）行分析得（dé）出（chū）結（jié）論，如果將鎖止離合器安裝在變矩器內，通過（guò）對渦輪轉速設定相（xiàng）應的參數，在達到參數值時，鎖止離合器自主接合，直接（jiē）把渦輪和變矩器（qì）殼體相連在一塊，渦輪和（hé）泵輪同時被發動機帶動，使得發動機和變速器成為剛性連接，轉速差消除，那麽將直接減少汽車高速行（háng）駛時發動機功率的損（sǔn）失，也提高了液力變矩器的傳動效率（lǜ）。

發動機產生的動力經（jīng）由液力變矩（jǔ）器傳（chuán）遞至變速（sù）器，測算並提高液力（lì）變矩器的（de）傳動效率，對提高整（zhěng）個傳（chuán）動係統的效率（lǜ）就顯得尤為重要。有人曾采用（yòng）一種利用液力變（biàn）矩器速比間（jiān）接測算液力變矩器傳動效率的方法，對某國產裝載機作業循環中液力變矩器的傳動效率進行了測試。測試結果表明，液力變矩器的傳動效率，僅有不到50％的時間工（gōng）作（zuò）在高效區（傳動效率為75%～83.5%）。這個（gè）實驗數據表明，目（mù）前加裝液（yè）力變矩器來實現無（wú）級變速的機動車並不（bú）能達到明顯降低（dī）油耗的目（mù）標。因此更加合理的設計液力變矩器的結（jié）構（gòu），比如泵輪、渦輪及導輪（lún）葉（yè）片的形狀等，已成為提高液力變矩（jǔ）器傳（chuán）動效率不（bú）可避免的問題。

針對液力變矩器結構的（de）研究，傳統研究方法是基於一維束流（liú）理論，進行一係列的假設，對液體在液力變矩器中的流動狀態進行簡化。這種研究方法的優點是模型簡單、計算簡化但是因為是在假設基礎上進行的研究，與實際情況（kuàng）存在偏差（chà），這種偏差在（zài）複雜工況下尤其明顯。所以目前主要是應用三維內流場分析理論來優化液力變矩（jǔ）器的性能。

液力變矩器和發動機之間的匹配也是影響其（qí）傳動效率的一（yī）大因素，可以說車輛整體的（de）燃油經濟性和動力性，在（zài）很大程度上取決於二者（zhě）之間的匹配程度。目前二者之間常用的匹配方式有全功率匹配、部分功（gōng）率（lǜ）匹配、折中匹配和（hé）優（yōu）化匹配。由於車輛本身（shēn）就（jiù）是一個複雜的係統，運行工（gōng）況更是時刻變化，無論哪種匹配方（fāng）式都難以滿足汽車在運行過程中（zhōng）的瞬時變（biàn）化要求。因此還需要在原有理論基礎上提出更加優化的方（fāng）案。

4　結（jié）束語

液力變矩器發展至（zhì）今總體結構組成（chéng）和工作原理基本（běn）沒有（yǒu）發生大的變（biàn）動。根據（jù）目前汽車擋位數（shù）不斷增加的趨勢來看，並（bìng）受限於汽車軸向（xiàng）空間的布置，液力變矩器的外形結構不可避免（miǎn）的（de）會趨近扁平化。在這方麵美、韓、日、德等國家的許多家汽車企業在不斷進行深入研究。許多商用軟件如（rú）CFD、Matlab等（děng）也在不斷完善，使得原本需要花費巨額資金的汽車試驗可以通過建模和（hé）仿（fǎng）真在計算機上進行。加上由於近些年來計算機的飛速發展，其運行速度大大提高，因此這些實用性的軟件平台在完善（shàn）液力變矩（jǔ）器的研（yán）究設計中作用（yòng）不容忽視。這也意味著在液力變矩器的未來發展中（zhōng），開發類似的商用軟件（jiàn）也會成為主流方向之（zhī）一。

來（lái）源：《汽車與駕駛維修(維修版)》2018年05期