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最終,渦輪作為從動輪受到的力是Fp和Fs的合力,只要油液沖擊方向合理(葉片及轉(zhuǎn)速差合理),該合力可能大于泵輪的輸入力矩。液力變矩器也因此擁有了降速增扭的能力。
☆以什么規(guī)律來降速增扭呢?
先不考慮渦輪導(dǎo)輪,單獨(dú)考慮作為液力變矩器輸入的泵輪,泵輪的輸入特性,也既泵輪能夠被加諸的負(fù)載公式為:
泵輪的輸入轉(zhuǎn)矩與泵輪結(jié)構(gòu),泵輪的轉(zhuǎn)速和泵輪直徑相關(guān)。這很容易理解,想想一下,用扇子扇風(fēng),扇地越快,扇子越大,風(fēng)越大也越費(fèi)力,風(fēng)對應(yīng)了泵輪的輸出,而手上的力對應(yīng)了發(fā)動機(jī)的輸出,“快”和“大”對應(yīng)了泵輪轉(zhuǎn)速和泵輪直徑。
至于泵輪容量系數(shù)大致包含兩塊,一個是泵輪葉片本身的設(shè)計(jì),另一個是油液的性質(zhì)。前者可以這么理解,扇面迎風(fēng),風(fēng)大且勁,扇面順風(fēng),只聽嗖嗖;后者,在水里邁步和在路上自然有很大區(qū)別。(此外,還和轉(zhuǎn)速比有一定關(guān)聯(lián))
因此,也就能夠理解為什么起步要吊轉(zhuǎn)速,除了讓發(fā)動機(jī)處于最大扭矩輸出區(qū)間之外,還需要讓液力變矩器的泵輪也達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速,提高輸入轉(zhuǎn)矩,從而提高輸出轉(zhuǎn)矩。而吊轉(zhuǎn)速也不會特別高,一般3000rpm左右,也是兩種原因結(jié)合,第一自然是保護(hù),由于車輛不動,發(fā)動機(jī)輸出的能量全部被轉(zhuǎn)換為油液的熱量,另一方面也是因?yàn)楸幂喩系呐ぞ匾呀?jīng)足夠大了。
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再進(jìn)一步,對于液力變矩器的測試中有一項(xiàng)就是吊轉(zhuǎn)速,如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速過高,代表著液力變矩器的輸入特性已經(jīng)被破壞,扭矩容量過小。該去檢查是不是油液出問題了。
輸入有了,再看輸出,液力變矩器的輸出特性主要關(guān)注三點(diǎn):轉(zhuǎn)速比(渦輪和泵輪轉(zhuǎn)速之比),傳動效率,變矩系數(shù)(渦輪輸出和泵輪輸入扭矩之比)。
圖中橫坐標(biāo)轉(zhuǎn)速比是液力變矩器傳力的基礎(chǔ),隨著轉(zhuǎn)速比的變化,其他特性都會發(fā)生較大的改變,轉(zhuǎn)速比為0意味著渦輪轉(zhuǎn)速輸出為0,最右側(cè)交點(diǎn)為轉(zhuǎn)速比=1,意味著渦輪和泵輪轉(zhuǎn)速相同,0-1之間為液力變矩器的工作范圍。
先來看那條一瀉千里的K線,K為變矩系數(shù),可以看到,隨著轉(zhuǎn)速比的提高,變矩系數(shù)急劇下降。在轉(zhuǎn)速比為0時,變矩系數(shù)最大,大于1,具體數(shù)值和液力變矩器設(shè)計(jì)及油液性質(zhì)有關(guān)。因此,在起步階段(轉(zhuǎn)速比為0),液力變矩器能夠?qū)l(fā)動機(jī)輸出的扭矩放大,所以比起有一說一的摩擦片式離合器,采用液力變矩器能夠明顯改善起步能力。而當(dāng)轉(zhuǎn)速比接近1時,液力變矩器的傳力能力會降至0,由于正常行駛中需要克服行駛阻力,因此液力變矩器的泵輪和渦輪之間總是存在轉(zhuǎn)速差。
再看拋物線η,代表效率,效率隨著轉(zhuǎn)速比先提高后降低,不僅低轉(zhuǎn)速比時效率較低,在高高轉(zhuǎn)速比,也就是低負(fù)載巡航階段效率也會有較大的下降。高于0.75便可稱為高效區(qū),也是液力變矩器的一般工作區(qū)間。但液力變矩器的最高效率點(diǎn)一般也不會超過0.9。也就是說,在車輛驅(qū)動過程中,發(fā)動機(jī)功率會有接近四分之一損失在液力變矩器上,相比之下,傳統(tǒng)摩擦片式離合器的效率一般在0.95以上。所以采用液力變矩器的AT往往比雙離合或者M(jìn)T更費(fèi)油。
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