引言:如果讀過有關(guān)手動變速器的知識，您會了解到發(fā)動機通過離合器連接到變速器。 如果沒有這個連接，汽車在不熄滅發(fā)動機的情況下將無法完全停下來。 但是，帶有自動變速器的汽車沒有離合器，而是使用一種叫做液力變矩器的神奇裝置，便可以使發(fā)動機與變速器分離 。 它的外觀并沒有什么特別之處，但其內(nèi)部的工作機理卻非常有趣。 在本文中，我們將了解配備自動變速器的汽車為何需要液力變矩器、液力變矩器的工作原理及其優(yōu)點與不足。 液力變矩器基礎(chǔ)知識正如采用手動變速器的汽車一樣，配備自動變速器的汽車也需要通過某種方式，讓發(fā)動機能在車輪和變速器中的齒輪停下來時繼續(xù)工作。 配備手動變速器的汽車使用的是離合器，它可將發(fā)動機從變速器徹底斷開。 配備自動變速器的汽車則使用液力變矩器。 液力變矩器位于發(fā)動機和變速器之間 液力變矩器是一種液力耦合器，它允許發(fā)動機在一定程度上獨立于變速器運轉(zhuǎn)。 如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速變慢，如汽車在停車標(biāo)志燈前處于怠速時，通過液力變矩器的扭矩將非常小，這樣只需在制動器踏板上施加很小的力即可讓車輛保持靜止。 如果您在汽車停止時踏在油門踏板上，則必須用力踩剎車才能防止汽車移動。 這是因為在您踩油門踏板時，發(fā)動機會加速并將更多的油液注入液力變矩器中，從而導(dǎo)致更多扭矩被傳送到車輪上。 液力變矩器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，在液力變矩器的堅固外殼內(nèi)有四個組件： 泵 渦輪 定子 變速器油液 液力變矩器零件（從左到右）： 渦輪、定子、泵 液力變矩器的外殼通過螺栓固定到發(fā)動機的飛輪上，這樣液力變矩器的轉(zhuǎn)速將始終等于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。 在液力變矩器中，泵的翼片與外殼相連，因此其轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相同。 下面的剖面圖顯示了液力變矩器內(nèi)部各個零部件的連接狀況。 液力變矩器的零件如何連接到變速器和發(fā)動機 液力變矩器內(nèi)的泵是一種離心泵。 當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時，油液將被甩到外面，就像洗衣機將水和衣物甩到洗滌缸外圍一樣。 由于油液被甩到外面，因此中心區(qū)域會形成真空，進而吸入更多的油液。 液力變矩器的泵部分與外殼相連。 之后，油液進入渦輪的葉片，而渦輪又與變速器相連。 這樣，渦輪使變速器旋轉(zhuǎn)，而變速器驅(qū)動您的汽車。 在下圖中，您可以看到渦輪葉片是彎曲的。 這意味著，從外部進入渦輪的油液在從渦輪中心出來之前必須改變方向。 正是這種方向的改變導(dǎo)致了渦輪旋轉(zhuǎn)。 液力變矩器渦輪：請注意中間的齒槽。這是它與變速器的連接點。 若要改變一個移動物體的方向，必須在該物體上施加一個作用力。不管這個物體是一輛汽車還是一滴油。 另一方面，對于導(dǎo)致物體改變方向的力，無論施力方為何物，它都必然會受到此力的反作用力。 因此，在渦輪使油液改變方向的同時，油液也導(dǎo)致渦輪旋轉(zhuǎn)。 油液從渦輪中央流出，移動方向不同于它進入時的方向。 如果您觀察上圖中的箭頭，可以看到從渦輪流出油液的移動方向與泵（以及發(fā)動機）的旋轉(zhuǎn)方向相反。 如果允許油液撞擊泵，則會降低發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，從而造成動力的浪費。 液力變矩器中設(shè)有定子的原因就在于此。 定子將從渦輪返回的油液送到泵中。 這樣可以提高液力變矩器的工作效率。 請注意其中的齒槽，它連接到定子內(nèi)部的一個單向離合器。 位于液力變矩器的正中間， 其作用是迫使從渦輪返回的液流再次到達(dá)油泵之前改變方向。 這樣可極大地提高液力變矩器的效率。 定子 定子的葉片設(shè)計效果極佳，它幾乎可以完全使油液的流向倒過來。 單向離合器（位于定子內(nèi)部）將定子連接到變速器中的一個固定軸上（上圖中注明了離合器所允許的定子旋轉(zhuǎn)方向）。 由于這種布置方式，定子的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒉煌谟鸵?，它只能以相反方向旋轉(zhuǎn)，迫使油液在撞擊定子葉片時改變方向。 在汽車開始行駛時有一個微妙的問題。 當(dāng)速度為64公里/小時時，泵和渦輪幾乎以相同的速度旋轉(zhuǎn)（泵的轉(zhuǎn)速始終略快一些）。 此時，從渦輪返回的油液在進入泵時的移動方向已經(jīng)與泵相同，因此便不需要定子了。 盡管渦輪會改變油液的流向并將其甩到后面，油液最終的流向仍然與渦輪的旋轉(zhuǎn)方向相同，因為渦流在一個方向上的轉(zhuǎn)速要比油液在另一個方向上的噴出速度快。 如果您站在車速為96公里/小時的皮卡的后車斗中，然后以64公里/小時的速度從后車斗扔出一個球，則球仍會以32公里/小時的速度向前移動。 這類似于渦輪中發(fā)生的情況： 油在一個方向被甩出，但其速度不如另一個方向的開始速度快。 在這樣的速度下，油液實際會撞到定子葉片的側(cè)尾部，從而導(dǎo)致定子在其單向離合器上空轉(zhuǎn)，因此不會妨礙油液通過。 液力變矩器的優(yōu)缺點除了讓汽車可以完全停住而無需停止發(fā)動機這一重要作用外，液力變矩器實際上還可以讓汽車在從停車狀態(tài)加速時獲得更大的扭矩。 新式液力變矩器可以將發(fā)動機扭矩提高2-3倍。 只有在發(fā)動機轉(zhuǎn)速比變速器快得多的時候才可以實現(xiàn)這種效果。 隨著車速的提高，變速器的轉(zhuǎn)速將逐漸接近發(fā)動機，甚至幾乎與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速持平。 但在理想情況下，變速器的速度應(yīng)與發(fā)動機完全相同，因為此速度上的差異是由浪費的能量帶來的。 這就可以在一定程度上解釋為什么與使用手動變速器的汽車相比，配備自動變速器的汽車每升燃油行駛的公里數(shù)要少一些。 為抵消此效應(yīng)，有些汽車在液力變矩器上安裝了鎖定式離合器。 當(dāng)液力變矩器的兩個部分加速時，此離合器便將它們鎖在一起，從而消除了打滑現(xiàn)象，提高了效率。