最简单的液力变矩器是由泵轮B、涡轮T及导轮D组成。泵轮、涡轮、导轮称工作轮。这些工作轮都有弯曲的叶片,三者之间的流道互相衔接,构成封闭的环形空间,液体就在此空间循环流动,这封闭的空间就是循环圆(见图9-1及图8-3)。
图10-1液力变矩器工作原理图
a)分置的三个叶轮 b)安装在一起的三个叶轮
由发动机驱动泵轮使液体在流道里流动,把机械能转换成液体能(主要是动能,次为压能),获得了液体能的液体由泵轮出口高速进入涡轮的入口和流道,再由涡轮出口流出。在此过程中液体把能量传递给涡轮,使涡轮输出力矩,带动负载,并且它输出的力矩和转速可随负载变化自动地作相应的变化。由涡轮流出的液体(此时能量较低)再流入与机架固定在一起不转动的导轮,经导轮变换液流方向后又流入泵轮。在此过程中,因导轮固定在壳体上,其转速为零,功率为零,不与外界交换能量,但其速度大小、方向发生变化。
循环圆中的液体受到泵轮、涡轮、导轮的力矩、
、
作用,如果把式(8-12)中的三式相加,则
+
+
或 -+
在一般情况下,>0,所以-
>
。这说明,之所以液力变矩器能够变矩,是由于导轮存在的缘故。如果
=0,则
=-
,就变成了液体偶合器。-
表示涡轮对外输出力矩(即液体对涡轮的作用力矩),“-”号并不表示涡轮的输出力矩与泵轮的输出力矩方向相反。
当泵轮转速不变而涡轮转速
变化时,若
为常数,即发动机的负荷完全不随输出轴的外载荷
的改变而改变,则为不透穿;若
随
的增加而下降,则为正透穿;若
随
的增加而增加,则为负透穿;若
开始随
的增加而增加,随后
的增加而下降,则为混合透穿。透过性在相当大的程度上取决于变矩器的结构。