变扭器不仅能够传递发动机的担矩,而且能够将发动机的扭矩增大。现代的变扭器由三个基本构件组成:一个由发动机驱动的动叶轮,或称泵轮;一个由液体驱动的涡轮;一个固定的导轮。
一些比较旧式的变扭器有四个或五个元,包括第一涡轮和第二涡轮、主导轮和副导轮等。现代变担器仅有三个元件,但实践证明它的效率更高,故障更少。变扭器的基本原理。发动机驱动泵轮,将自动变速器液体抛射到涡轮里,涡轮带动变速器,于是发动机的动力经过变速器的齿轮传递给传动轴。固定不动的导轮由一系列弯曲的时片组成。
发动机起动后,导轮的叶片改变液体流动的方向,从面使扭矩增大,当发动机运转时,变扭器内的液体从泵轮叶片射出并被打进涡轮叶片,然后经过导轮流回泵轮,变扭器内的液你因为离心力的作用而形成一种涡流小循环,而叶片的角度又使液体形成一种环流。这二种形态的油流合成为螺旋形油流,发动机起动后,汽车静止不动时涡轮无负荷,泵轮与曲柄轴同速旋转,泵轮以最大的速度将流体抛射进涡轮。
涡轮内弯曲的油路上出现的螺旋形流体的方向与泵轮转动的方向相反。如果此时将流体导入泵轮,势必会造成动力损失。因此先将流体导入固定的导轮的弯曲叶片,涡轮的转速比泵轮要慢,流体对导轮的冲击力产生了反作用扭矩,这样,发动机的扭矩增大二倍以上,挥轮被泵轮驱动到一定程度时,其转速逐渐接近泵轮的转速。
当发动机速度提高到运行速度时,锅轮转速与泵轮转速接近,扭矩增大的量很小。因为在涡转速度等于泵轮速度时,凯体经过导轮叶片的背面,所以不产生反作用扭矩。此时,泵轮、涡轮和导轮成为一个整体能转,其作用就象液力耦合器一样,在许多情况下,导轮叶片的角度是固定不变的。但在有些变扭器中,导轮叶片的节距是可变的。对于行驶范围的各个前进速度,导轮叶片的角度自动调整到小角度。在需要加速或增大扭矩时,导轮叶片就自动调整到大角度。
涡轮式液压自动变速器,属于变扭器式自动变速器,美国通用汽车公司近年来生产的汽车上广泛采用。这是一种全自动的变速器,包括一个三元件的变扭器、一个复合行星齿轮组、三副多片式离合器,二个单向离合器、二副制动带和二副楔块式离合器。变扭器变扭器包括泵轮、涡轮和导轮三元件。
导轮装在超速离合器上,在加速时能使扭矩增大,使齿轮起到辅助作用。泵轮与发动机相连接,涡轮与变速器相连接。发动机曲轴旋转时,驱动泵轮旋转,将液体射入涡轮,使涡轮也旋转,液体从涡轮循环到泵轮。只要发动机继续运转,液体就循环不止。导轮的叶片较小,来自涡轮的液体在导轮内集中后再导入泵轮内。因为导轮出口叶片间隙较小,液体在经过小的间隙时速度增加,从而使发动机的扭矩增大。
导轮叶片的角度这类变速器使用的变扭器的一部分导轮的叶片节距是可变的,有大角度和小角度的区别,大角度时导入泵轮的液体量多,发动机的扭矩增大,适应加速或增大扭矩的需要;小角度时,变扭器的作用就象液力耦合器一样,扭矩不增大,但效率很高,适合于在行驶范围内所有巡行速度时使用。
导轮叶片的角度通常由一个装在节流阀连杠组上的开关、一个电磁线圈和一个导轮阀门控制,发动机空转时,开关使电磁线圈作用,将管内的压力排出,导轮将叶片由小角度换为大角度。节流阀半开时,不使电磁线圈激磁,导轮阀管内的压力使叶片角度变为小角度。节流阀开度为四分之三时,电磁线圈再次将管内压力排出,导轮阀再次将叶片角度换为大角度。
控制用一个齿轮式油泵使自动变速器获得液压力,从而操纵阀门控制装置和摩擦元件。油泵内的压力调节阀和真空式调节器,按照发动机的真空变化来控制主管中的液压,真空式调节器装在变速器的外面,与发动机进气歧管连接,能按照发动机的需要来改变变速器内管路油压。
例如,节流阀全开或发动机在重负载(真空度低)时,真空式调节器使得管路的压力增高,离合器内就有了更多的“抓住”力量。发动机在轻负载(真空度高)时,管路的压力减低。此外,还有一个限速器,按照车速的变化增高或减低液压;一个手动式阀门,由驾驶者选择变速器操作范围;一个蓄力器,使离合器与制动带啮合平滑;一个伺服机,使前制动带和后制动带拉紧或放松。
操作这种涡轮式液力自动变速器有六个选择位置:P-停车,R-倒档,N一空档,D一向前行驶,L2-低速,L1-低速。在P位置:变速器的输出轴被锁住,汽车既不能前进,也不能倒退。在N位置:所有的离合器和制动带松开,发动机运转而汽车却不动。在R位置:直接离合器接合,后制动带拉紧,汽车即可后退。
动力的传递过程是,依次经过涡轮太阳齿轮轴、太阳齿轮、前行星小齿轮、前齿圈而到达输出轴。在D位置:汽车的速度可由第一速变为第二速、第三速。在第一速时,向前离合器接合;第二速时,中间离合器接合;在第三速时,向前离合器、中间离合器和直接离合器都接合。
在第一速,动力的传递过程是,依次经过涡轮主轴、后齿圈、后行星小齿轮、太阳齿轮、前行星小齿轮,前齿圈、输出托架到达输出轴。第二速的动力传递过程是,依次经过涡轮、向前离合器、主轴、后齿圈、后行星小齿轮、输出托架到达输出轴。第三速的动力传递过程是,经过涡轮、向前离合器、主轴、后齿圈、太阳齿轮轴、太阳齿轮。行星齿轮组整组转动,驱动输出轴。
在L2(或作S)位置:向前离合器、中间离合器和前制动带接合。动力的传递过程是,依次经过涡轮、向前离合器、主轴、后齿圈、后行星小齿轮、输出托架到达输出轴。在L1(或作L)位置:向前离合器接合,后制动带作用。不管汽车速度或发动机速度如何,变速器都不能换为高速。动力的传递过程是,经涡轮、向前离合器、主轴、后齿圈、后行星小齿轮、输出托架到达输出轴。
奥斯莫比尔牌汽车的杰特威型变速器、别克牌汽车的超级涡轮型变速器、旁地克牌汽车的自动变速器,都是同一类型的变扭器或自动变速器,只不过它们的内部构造稍有差异罢了。它们都是二速变速器,其组成包括:一个三元件的变扭器、一个复合行星齿轮组、二副多片式离合器和一副低制动带,变扭器该变扭器包括有:泵轮(驱动叶轮)、涡轮、可变节距或固定节距的导轮。
其结构与涡轮式液压自动变速器中的变扭器很相似。在汽车起动时,变扭器与行星齿轮组配合,能得到很高的齿轮比,供给启动或爬坡所需的扭矩。变扭器的泵轮由发动机驱动,它的作用就象离心泵一样,使流体在泵的中央集中之后,沿着叶片的边缘射入涡轮叶片,从而驱动涡轮旋转。
别克牌和V-8型奥斯莫比尔牌汽车的自动变速器所用的变扭器,其导轮位于泵轮与涡轮之间,叶片的节距是可以变动的。
旁地克-疾风牌汽车和六缸的奥斯莫比尔牌汽车的自动变速器中的变扭器,其导轮叶片是固定节距式的。油泵一个齿轮式容积泵使自动变速器中的液体获得液压;给向前离合器和反向离合器提供油庄以使它们接合;给制动带提供油压以使它拉紧或放松;还在回路上供应润滑和热传导所需的油。