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自动变速器的统治力都来源于它!浅谈液力变矩
作者:凤凰游戏    发布日期:2021-02-10 16:27


  液力变矩器,这个看似简单的动力传递单元在自动变速器中却起着举足轻重的作用,它的存在可以让自动变速器实现柔顺的动力衔接,但很多网友排斥自动变速箱也是因为它。今天我们就来聊聊液力变矩器这个神奇的玩意。

  液力变矩器本身的结构非常简单,由涡轮、导轮和泵轮组成,它负责把发动机的动力通过ATF(自动变速箱油)传递到变速齿轮箱内,这种特殊的设计可以让发动机变速器之间的动力实现柔性链接,并起到传递转矩、变速、变矩及离合的作用。

  液力变矩器的工作原理用口头很难表达得清楚,我们可以把它看作是两台对立的电风扇,当一边的风扇通电时,另一边的风扇也会被流动的空气带动,此时空气就好比是ATF。实际上,主动运转的电风扇就好比是与变矩器壳体相连的泵轮,而右边的就是与齿轮箱连接的涡轮。

  当发动机动力传递到液力变矩器壳体时,泵轮开始转动。由于泵轮高速转动会产生离心力,ATF会顺着泵轮周围弧形的油槽甩向正前方的涡轮,进而将涡轮带动,涡轮上面的ATF会流向轴心位置,再通过导轮回流到泵轮。ATF在壳体内一直沿着变矩器截面做循环动作。(看图自行脑补)

  在泵轮和涡轮之间,有一个通过单向离合器与箱体固定的导轮,它能调节壳体内ATF的流动方向。当泵轮和涡轮之间产生较大转速差时,泵轮的转速就会通过ATF传递到涡轮端,最终以低转速,高扭矩的形式表现出来。此时导轮处于固定状态调节液压油回流,我们可以把变矩器看作一个无级变速器,而液压油就相当于变速器的链条。

  当转速差降低或者接近于零时,泵轮和涡轮的扭矩接近相等,无需进行转速和扭矩的转化,此时液力变矩器锁止机构就会启动,导轮随着泵轮和涡轮同向转动,发动机变速器处于刚性连接状态,避免了液压油阻止变矩器转动所造成的动力损耗。

  开过的网友应该都有过这种体验,在带档等红绿灯时,松开制动踏板瞬间车就会往前窜,根据能量守恒定理,这种状况就不难解释。

  发动机怠速时,液力变矩器的泵轮也会跟着转动,而输出端的涡轮由于车轮处于静止状态,因此它的转速为零,那么泵轮的转速就会以扭矩的形式转化到涡轮这边,这其中还包括ATF油升温所带来的能量损耗。当制动踏板松开时,充沛的扭矩马上传递到车轮上,汽车就会往前窜。

  从上面所描述的情况我们可以看出,液力变矩器不仅能传递转速和扭矩,还可以短暂地储存扭矩。对于新手来说,液力变矩器可以大大减少发动机熄火的情况出现,还能很好地保护变速箱齿轮,减轻不必要的磨损以及冲击。

  早期的液力变矩器有个很致命的缺点,当泵轮和涡轮之间存在转速差时,里面的ATF会与导轮的叶片摩擦产生热量,这部分的热量是要白白损失掉的,因此它的传动效率比普通的手动和双离合变速器要低。

  像早期刚进入国内的那些雅阁,它们的4AT是带有一个机械锁止装置的,当汽车匀速行驶时,泵轮和涡轮之间的转速差接近于零,为了减少油液摩擦导致能量损失,这个机械锁止装置会把液力变矩器锁止,让发动机动力和变速器刚性连接。一旦汽车出现轻微的减速或加速时,这个装置就会马上解除。

  这种机械锁止装置虽然可以减少能量的损耗,但是效果并不明显,现在的液力变矩器会用一个电控多片离合器来取代早期的锁止装置。液力变矩器只需要在泵轮和涡轮存在较大转速差时才会介入工作,例如起步,急加速,带挡停车等等。除此之外,其它的工况都交给电控多片离合器来完成,特别是在换挡的时候,电控多片离合器的加入能使汽车在尽量保持平顺的状态下减少非常多的能量损耗。

  如今的自动变速器实际上和半自动变速器非常接近,虽然传动效率还是无法与之相提并论,但它在普通家用车的表现已经和双离合与CVT基本上处在一个水平。

  很多人对自动变速器的印象还停留在以前那个年代,实际上,现在的自动变速器已经比我们想象中要高效得多,而且还保留了应有的舒适性。因此,尽管双离合的传动效率再高,它也很难撼动自动变速器在业界的地位。

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