1.液力耦合器与液力变矩器

液力耦合器如图1-1所示，它由泵轮、涡轮和壳体（与泵轮一体）组成。它的工作过程如图1-2所示，相当于两个风扇。风扇A和B保持合适的距离，接通风扇A的电源，虽然风扇B处于断电状态，但通过A吹出的空气推动B的叶片，使风扇B随之旋转。液力耦合器中的泵轮就相当于风扇A，涡轮相当于风扇B，其工作介质是ATF，相当于空气。

图1-1 液力耦合器示意图

图1-2 液力耦合器的工作原理

液力耦合器的工作过程如图1-3所示，当工作轮旋转时，其中的工作液也被叶片带动一起旋转。在离心力作用下，工作液从叶片内缘向外缘流动。泵轮转速总是大于涡轮转速。如果二者转速相等，液力耦合器则不能起动力传递作用。

2.液力变矩器

由以上分析可知，液力耦合器利用液力传递动力，在泵轮和涡轮转速差较大时，涡流速度加快，传动效率降至很低将不能起到增矩作用。液力耦合器只在早期少数几种车型的自动变速器上使用过。目前轿车上装用的液力变矩器克服了这种缺点，它与液力耦合器的最大不同是增加了一个导轮，导轮单向固定（只能单向转动），从而改变了低转速时变矩器内油液的流动方向，使输出转矩增加。液力变矩器的组成如图1-4所示。液力变矩器的内部结构如图1-5所示。

图1-3 液力耦合器的工作过程

1—泵轮 2—涡轮 3—油流方向

图1-4 液力变矩器的组成

1—涡轮 2—导轮 3—泵轮

与液力耦合器一样，液力变矩器正常工作时，储存于环形内腔中的工作液，除环绕其做圆周流动外，还在图1-4所示的循环圆中沿箭头方向做循环流动，故能将转矩从泵轮传到涡轮上。与液力耦合器不同的是，液力变矩器不仅能传递转矩，还能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮的转速（反映汽车行驶速度）不同而改变涡轮输出的转矩数值。液力变矩器之所以能起变矩作用，是由于结构上比液力耦合器多了导轮机构。在涡轮相对于泵轮低转速时，在液体循环流动的过程中，固定不动的导轮改变了回液流向，给涡轮一个反作用力矩，使涡轮输出的转矩高于泵轮输入的转矩。

液力变矩器的增矩作用可用图1-6来描述，其传动效率可用图1-7描述。

图1-5 液力变矩器的内部结构(www.daowen.com)

1—单向离合器 2—涡轮 3—变矩器壳体 4—泵轮 5—导轮 6—变矩器输入轴

液力变矩器的转矩比（f）是指输出转矩与输入转矩之比。如图1-6所示，图上涡轮转速为0时的点，称为失速点。此时液力变矩器的输出转矩最大，转矩比达到1.7～2.5。随着涡轮转速升高，转矩比减小，这一段称为变矩区。当涡轮转速接近泵轮转速时（传动比升为0.85左右），转矩比为1，液力变矩器进入耦合区，就和普通液力耦合器一样。

图1-6 液力变矩器转矩特性曲线

图1-7 液力变矩器效率特性曲线

液力变矩器传动效率（η）=（涡轮输出转矩/泵轮输出转矩）×传动比。当传动比为0时，泵轮旋转而涡轮不转，最大转矩传递到涡轮，但因涡轮不转，故效率为0。当涡轮开始旋转时，效率陡然上升，在达到耦合点稍前一点时，一直处于上升趋势，之后开始下降。当导轮开始旋转时，液力变矩器变为液力耦合器，此时转矩比约为1，效率与速比直线上升。假定涡轮与泵轮转速相同，则变矩器效率为100%，但此时也就无法传递动力，因此液力变矩器效率无法达到100%，最高约为95%。正因为液力变矩器的效率受到一定限制，加之自动变速器内其他部件也存在一定的能耗，故装用自动变速器的车辆比装用手动变速器的车辆油耗要略高—些。

液力变矩器位于自动变速器最前端，它能切断发动机与变速器间的动力传递，还能增加发动机飞轮的旋转质量，使发动机运转平稳；多数自动变速器油泵也是由液力变矩器驱动。不同型号的自动变速器所配用的液力变矩器的内部构造基本相似，图1-8所示为01M液力变矩器结构分解图。

图1-8 01M液力变矩器

1—变矩器壳体 2—锁止离合器（带扭转减振器） 3—涡轮 4—导轮 5—泵轮

3.液力变矩器工作原理

发动机转动时，带动泵轮一起转动，泵轮内的工作液受离心力作用沿泵轮叶片通道向叶片外缘流动，并以一定的速度冲击涡轮叶片，使涡轮转动，然后沿着涡轮叶片通道向中间的导轮流动，同时导轮给工作液一个反向作用力，进一步推动涡轮转动，如图1-9所示。

图1-9 液力变矩器工作时工作液的流向

若从涡轮流出的工作液直接流回泵轮（不经导轮）其方向如图1-9b所示，这和泵轮的转动方向相反，而此时由于工作液仍有能量，会对泵轮产生逆向作用力。因此须通过导轮，使工作液流入泵轮方向如图1-9a所示，与泵轮的转动方向一致，会对泵轮产生正向作用力，使泵轮转速加快，进而增大输出转矩。

导轮转速越慢，转矩增加越大（最大转矩增加2.5倍），且导轮可以使工作液的能量继续循环。泵轮快速转动涡轮低速转动，就可以得到很大的驱动力，与一对大小齿轮组合的原理一样。

因此，在汽车起动和上坡时，发动机和泵轮高速转动，涡轮低速转动，转矩增加。汽车车速增加时，涡轮转速不断增加，不久就和泵轮转速相同，此时工作液的流向如图1-9c所示，工作液冲击导轮叶片背面。故在液力变矩器中设置了单向离合器，使导轮不能逆向转动，只能绕导轮固定套管空转。这样就可以继续保持液力变矩器的增矩性能。这和变速器挂直接挡效果相同，直接传递发动机动力。