二、液力变矩器的结构组成

目前绝大多数轿车用自动变速器基本都是采用结构简单的单级四元件综合式液力变矩器（图2-1）。即变矩器是由4部分组成，它们分别是与发动机直接连接的主动轮——泵轮、与自动变速器输入轴相连接的从动轮——涡轮、介于泵轮和涡轮之间与自动变速器壳体相连接改变发动机输出转矩的导轮（导轮上有单向离合器），以及通过机械方式来连接泵轮和涡轮的锁止离合器（TCC）。

图2-1 四元件综合式液力变矩器

1.泵轮

泵轮与变矩器壳体焊接在一起，被安装在发动机曲轴上，随发动机曲轴的转动而转动，是液力变矩器的主动部分，其转速信息由发动机转速传感器实施监控。在其内部工作面上均匀布满了驱动自动变速器油（ATF）的有角度的叶片，同时，为了使其能够尽量减少油液的流动损耗，在叶片的中间部位还安装了促进环流的导环（图2-2）。泵轮的作用是将发动机输出的动力利用液体传输至与其对置的涡轮上。

图2-2 泵轮

2.涡轮

涡轮与泵轮对置安装（图2-3），其工作面上也均匀布满了由ATF驱动的有角度的叶片和安装了促进环流的导环。涡轮通过花键与自动变速器的输入轴相连接。发动机带动泵轮旋转时，变矩器内部的ATF在泵轮叶片的带动下产生离心压力，当泵轮外缘具有一定离心力的ATF甩向涡轮叶片的外缘时，涡轮便随之带动自动变速器输入轴一起旋转。动力是通过ATF来传递的，涡轮还是从动元件，其上面的叶片数量少于主动轮泵轮上叶片的数量。涡轮的作用是把发动机的输出动力（泵轮的输出动力）传递至变速器。

图2-3 涡轮

3.导轮及单向离合器

导轮及单向离合器被安装在泵轮和涡轮之间，单向离合器内花键与变速器壳体相连接，因此导轮在滑转时只能沿一个方向旋转。由于涡轮为从动元件，如果泵轮通过油液传递发动机动力到涡轮，涡轮的转速肯定总是低于泵轮转速。这样涡轮传递的转矩总是低于发动机产生的输出转矩。为了满足汽车低速区域实现良好的加速性能的要求，使用导轮即可改变发动机的输出转矩从而改善汽车起步加速和低速范围内加速性能（图2-4），因此导轮的作用就是实现发动机输出转矩的放大功能。

图2-4 导轮及单向离合器

4.锁止离合器

液力变矩器是利用油液来传递汽车动力的，而油液的内部摩擦会造成一定的能量损失，因此传动效率较低。为提高汽车的传动效率，减少燃油消耗，现代轿车的自动变速器均采用一种带锁止离合器的综合式液力变矩器。这种液力变矩器内有一个由液压油操纵的锁止离合器（图2-5）。锁止离合器的主动盘即为液力变矩器壳体（相当于泵轮），从动盘是一个可做轴向移动的压盘（锁止离合器活塞），它通过花键套与涡轮连接。压盘背面的液压油与变矩器泵轮、涡轮中的液压油相通，保持一定的油压（该压力称为变矩器压力）；压盘左侧（压盘与变矩器壳体之间）的液压油通过变矩器输出轴（即变速器输入轴）中间的控制油道与阀体总成上的锁止控制阀相通。锁止控制阀由自动变速器控制单元通过驱动锁止电磁阀来控制，实际上就是控制单元通过控制电磁阀驱动锁止控制阀改变锁止离合器活塞两端的压差来实现机械和液压传动控制。

锁止离合器结构类型常见的有单片式锁止离合器、多片离合器鼓式锁止离合器以及泵轮轴式锁止离合器等。

（1）单片式锁止离合器 目前在绝大部分轿车自动变速器中采用单片式锁止离合器。这种结构的优点是占用空间小，控制结构简单。离合器的摩擦片可以粘接在锁止离合器活塞上，也可粘接在变矩器壳体上，工作效果是一样的（图2-6）。大众、奥迪车系的01M/01N、01V，通用别克的4T65E等自动变速器都是这种结构类型。由于新式车型的变矩器锁止离合器控制的升级（提前控制+占空比控制），导致变矩器的使用寿命急剧下降，通常会使锁止离合器片过早烧损，此时需要修理或更换液力变矩器。

图2-5 锁止离合器

图2-6 单片式锁止离合器

（2）多片离合器鼓式锁止离合器 在一些大排量轿车中，液力变矩器的锁止离合器系统采用的是多片离合器鼓式锁止离合器，比如早期的凌志400轿车、奔驰722.6型5速自动变速器等均采用这种结构（图2-7）。这种结构的优点是锁止离合器工作压力较高，不容易烧损离合器。摩擦片数量较多，为增大其摩擦力矩因此就需要较高的压力，所以一般情况下其锁止离合器都不易烧损。由于结构上的特点，所以需要一条单独的闭锁油路，这与单片式锁止离合器油路控制结构不同。

图2-7 奔驰722.6多片离合器鼓式变矩器锁止离合器

（3）泵轮轴式锁止离合器 在新款车型当中很难发现这种结构，在变矩器中没有单独的锁止离合器装置。将变矩器从变速器前端移开时发现，从变速器出来3根轴，最粗的是导轮轴，一端与变速器壳体相连，一端与变矩器导轮单向离合器内座圈相连；中间轴则是变速器输入轴，一端通过花键与变矩器涡轮相连，另一端与变速器内离合器相连；最细的轴就是泵轮轴，一端直接通过花键与变矩器壳体（泵轮）相连，另一端则与变速器内高档离合器相连。当变速器进入高档时，高档离合器参与工作，这样发动机动力直接经高档离合器传递至变速器行星排中，也就实现了机械连接控制（图2-8）。为了改善换档舒适度，当发动机输出功率完全传递至变速器时，在变矩器壳体上安装了扭转减振器以减缓振动带来的不舒服感觉。这种结构的优点是，由于变矩器内部没有采用摩擦元件，因此变矩器使用寿命会延长，在维修中很少发现这种变速器损坏；但缺点是当高档离合器工作时，直接由发动机驱动变速器时会降低很多发动机的输出转矩，同时还会带来明显的冲击感，例如过去的奥迪轿车所用的097型自动变速器就有这种感觉。目前这种结构的变矩器用得越来越少，仅是早期的一些全液压自动变速器在使用，如1992年前通用的AOD型4速全液压自动变速器，电子控制自动变速器中的096/097、4HP-18等在使用这种泵轮轴式变矩器。现在的国产奇瑞轿车、菲亚特轿车、大宇轿车等使用的ZF公司早期生产的4HP-14型4速自动变速器仍然采用这种结构，相信在很短的时间内泵轮轴式的变矩器会逐渐消失。

图2-84 HP-14泵轮轴式锁止离合器