液力耦合器的工作特性主要是转矩特性和效率特性。
1)转矩特性。转矩特性用变矩比来表示。变矩比是涡轮输出转矩与泵轮输入转矩的比值,其表达式为
K=Mt/Mp式中,K为变矩比;Mt为涡轮输出转矩;Mp为泵轮输入转矩。
根据动量守恒定理:泵轮传递给油液的转矩等于油液传递给涡轮的转矩,即变矩比K=1。
2)效率特性。效率特性用传动效率来表示。传动效率是涡轮输出功率与泵轮输入功率的比值,其表达式为
η=Pt/Pp×100%=MtNt/MpNp×100%=Nt/Np×100%
式中,Pt为涡轮输出功率;Pp为泵轮输入功率;Mt为涡轮输出转矩;Nt为涡轮转速;Mp为泵轮输入转矩;Np为泵轮转速。
当发动机低速运转,即泵轮和涡轮之间的转速差较大时,涡轮转速趋近于0,而泵轮转速大于或等于发动机怠速,则传动效率也趋近于0。
当发动机高速运转,即泵轮和涡轮之间的转速差较小时,涡轮转速趋近于泵轮转速,则传动效率趋近于1。
泵轮输入功率与涡轮输出功率之差是由液流的冲击、摩擦和发热产生的功率损失引起的,而其主要原因是泵轮与涡轮之间的相对滑动。常用滑转率来表示滑动程度,即
滑转率=(Np-Nt)/Np×100%
式中,Np为泵轮转速;Nt为涡轮转速。
滑转率和发动机转速、涡轮负荷有极大关系。存在一定的滑转率可以使自动变速器油液产生足够的循环流动,以使涡轮能从泵轮处得到足够能量。在高转速轻负荷工况下,速比约为90%(滑转率为10%)时,传动效率最高,但当涡轮负荷增加或泵轮转速降低时,传动效率将大为下降。如果需要增加输出转矩,泵轮与涡轮之间的滑转率将要大大增加,因此,油液做循环流动的强度增加,相应地增加了作用在涡轮上的动能,因而涡轮上产生的转矩增大。