剛柔相濟的太極大師——液力變矩器（一）：繞指柔的液力傳動

一）繞指柔的液力傳動

1. 太極宗師-液力變矩器：

有云：「易有太極，是生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦。」

所謂，天地之道，以陰陽二氣造化萬物，雄雌、剛柔、動靜等皆合此理。

我們汽車行業的動力總成裡面就有這樣一位深諳此理，亦剛亦柔，借力打力，四兩能撥千斤的太極宗師 - 液力變矩器。

何為柔？

液力變矩器的渦輪、導輪和泵輪都是葉片組成的，是一種非剛性連接的傳動裝置。小小的葉片把機械能轉換為液能，再將液能轉換為機械能，起著能量傳遞的作用。液力變矩器以區區不過升把的ATF油，卻可以傳遞發動機的萬鈞之力，並自動適應性放大發動機扭矩，此乃柔之一也。

液壓傳動有著良好的防振、隔振性能，以及過載保護，任你發動機波濤洶湧的振動，經過液力變矩器的液力傳動，均消於無形，此為柔之二也。

正可謂「化為繞指柔。」 當然，這也是以犧牲傳遞效率為代價的。

何為剛？

正如上文所提到的，液力傳動是以犧牲傳遞效率為代價的。那麼，液力變矩器裡面有沒有拳拳到肉的剛性連接呢？當然有了，那就是帶有減振器的鎖止離合器。有了它之後，在穩定工況下，液力變矩器可以結合鎖止離合器，這時候發動機的扭矩就直接剛性無損的傳遞到變速箱，實現媲美手動變速箱的傳遞效率。而其它工況下，如起步時，液力變矩器仍可以提供液力傳動。

亦柔亦剛，剛柔相濟，陰陽之道，真乃一代太極宗師！

2. 基本結構

了解了液力變矩器的基本特性後，讓我們好好認識一下它的基本結構。簡而言之，兩大部件總成，一是柔之部件，包括泵輪，導輪和渦輪；二是剛之部件，包括鎖止離合器等。

2.1 柔之部件

現代汽車的液力變矩器基本都是由泵輪pump、導輪stator和渦輪turbine三個部件組成其液壓傳動部分。不過在其他工業領域你可以看到四元件的液力變矩器，其中有兩個導輪哦。

其中泵輪為主動件，與液力變矩器殼體焊接在一起，而殼體又與發動機曲軸後端的撓性飛輪相連，順便說一句，其中撓性飛輪就相當於普通飛輪，只是由於液力變矩器的轉動慣量較大，替代了普通實心飛輪的轉動慣量，因此只需要匹配薄薄的撓性飛輪就夠了。

與泵輪相對而立的渦輪為從動件，中心有花鍵，與變速器輸入軸為內外花鍵連接，一般渦輪葉片的數量少於泵輪，可以防止因泵輪與渦輪振動的頻率相同而產生共振。

位於泵輪與渦輪之間，固定在與自動變速器殼體連接的軸上，可改變液流方向，是變矩器的反作用力零件，與泵輪和渦輪之間沒有機械連接。

2.2 渦流和環流

讓我們從簡單的生活常識出發來認識液力變矩器。一個接了電源的電風扇A和另一個不接電源的電風扇B，相對而立並在密閉在一個環形的腔體內，當A轉動後，我們可以想像B也會慢慢轉動，假如，沒有任何能量損失的話，B的轉速最終肯定能等於A的轉速。這不就實現了傳動了么？

如果把空氣換成ATF油，而把風扇A換成泵輪，風扇B換成渦輪，然後，渦輪和泵輪扣在一起，加上蓋子，蓋子連上發動機的撓性飛輪，恭喜你，你已經得到了液力變矩器的雛形了—液力偶合器了。

在這裡，所謂偶合就是不能放大扭矩，至於為什麼？少安毋躁，後面會提到的。

暫時忘記掉導輪吧，當泵輪隨飛輪轉動時，由於離心力的作用，液體沿泵輪葉片間的通道向外緣流動，造成外緣油壓高於內緣油壓，油液從泵輪外緣沖向渦輪葉片外緣，又從渦輪葉片內緣流入泵輪內緣。就像下圖一樣：

可見在軸向斷面（循環圓）內，液體流動形成了循環流，稱為「渦流」。它就像個泵輪和渦輪葉片面對面之間的微循環，見左下圖，

換個角度看渦流。而環流則是泵輪和渦輪沿著發動機曲軸旋轉的主循環液流。

液力變矩器ATF油的運動實際上是渦流和環流的合成，就像一個首尾相接的螺旋流，從而將發動機的扭矩傳遞到自動變速箱。液力偶合器就是這麼簡單快樂的工作著。

八卦下歷史，在1930年代，通用汽車公司研發出了4速Hydra-Matic變速箱用在當時的Oldsmobile轎車上，它用的就是你現在看到的液力偶合器。當時，那叫一個先進。進入一下廣告！ No-shift and No clutch！

欲知液力偶合器如何變成液力變矩器，以及鎖止離合器的引入，請看下回分解。

作者：yzy

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