[科普中国]-变矩系数

变矩系数(torque ratio)是液力变矩器输出转矩与输入转矩之比K，变矩系数又称变矩比，它不是一个常数，而是随着泵轮和涡轮转速不同而变化。

基本介绍变矩系数

液力变矩器的变矩性能，用变矩系数来表示，所谓变矩系数，是指液力变矩器涡轮力矩与泵轮力矩的比值，即

液力变矩器的变矩系数K又称变矩比，它不是一个常数，而是随着泵轮和涡轮转速不同而变化。

传动比

液力变矩器的涡轮转速与泵轮转速之比，叫做液力变矩器的传动比，即

式中：——液力变矩器的传动比；

——涡轮转速(转/分)；

——泵轮转速(转/分)，它一般等于发动机转速。

变矩器主要由外壳、涡轮、泵轮及导轮组成。变矩器外壳与泵轮作为一个整体固定在发动机飞轮上，同时在泵轮后侧也驱动自动变速器油泵；涡轮用花键与行星齿轮变速器的输入轴相连，导轮用单向离合器保持固定不动。

在变矩器内充满油液，泵轮用油液带动涡轮旋转，变矩器不但可以传递转矩，且能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮的转速改变(反应车辆的行车速度)，而改变涡轮的输出转矩。这是导轮所起的作用，在液体循环流动过程中，固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩，使涡轮的转矩不同于导轮的输入转矩。

变矩器的输出转矩与输入转矩之比称为变矩系数 ，是随涡轮转速的改变而改变的。当车辆起步、上坡或遇到大阻力时，由于涡轮转速的降低，使变矩系数 相应变大，从而使驱动车轮自动获得较大的转矩。由于变矩器的液力传动，不仅是随汽车行驶阻力自动改变变矩系数的无级变速器，还保证车辆可平稳起步，衰减扭转振动，防止传动系超载。

按布置在循环圆内两工作轮(泵轮与导轮或导轮与导轮)之间的蜗轮数多少，可分为单级液力变矩器和多级液力变矩器。单级液力变矩器结构简单，工作可靠，变矩系数一般为3~4。多级液力变矩器的各级蜗轮彼此刚性相连，变矩系数虽较大，但结构复杂，价格高，而且不能转换成液力偶合器工况，所以应用较少。

单级液力变矩器根据蜗轮在循环圆中的布置不同，可分为向心式蜗轮、轴流式蜗轮和离心式蜗轮三种形式。

相关介绍液力变矩器的力矩方程式在液力变矩器匀速运转的情况下，其力矩关系式为：

式中： ——发动机作用于泵轮的力矩(公斤**·**米)，其方向规定为正；

——工作机构作用于涡轮的力矩(公斤**·**米)，其方向为负；

——壳体作用于导轮的反力矩(公斤**·**米)。

因此：

在一般情况下：

所以：

由此可知，正是由于导轮的作用，才使得涡轮力矩 大于泵轮力矩 ，也就是说，由于有了导轮，才使得液力变矩器能够变矩。导轮可以使泵轮流出的工作液体的旋转速度提高，因而，涡轮有可能在更大程度上降低工作液体的旋转运动，也就是说，可以从涡轮上获得较大的力矩1。

液力变矩器的基本特性根据能量守恒定律，液力变矩器的泵轮与涡轮的力矩和转速存在着如下关系；

式中：——液力变矩器的效率。

从上式可以看出：当泵轮的功率一定时，随着涡轮转速的减小，涡轮转矩就会增大，因而变矩系数K也增大。当减小到零时，即当时，K值最大，此时，变矩系数以表示(图2)。相反，当涡轮转速增大时，就减小，因而变矩系数K也减小了。

涡轮转速是随着输出轴上的阻抗力矩或者说是行驶阻力的大小而变化，行驶阻力增大，则减小而增大，行驶阻力减小，则增加而减少。这就是说，涡轮轴上的力矩，能够自动地适应行驶情况的需要，这就是液力变矩器的基本特性。正是由于它能在一定范围内自动地、无级地改变输出轴上的力矩，同时操纵轻便，所以在现代化的装载机和其它机动车辆上得到很广泛的采用1。

本词条内容贡献者为:

尚华娟 - 副教授 - 上海财经大学