液力-第5章 液力機(jī)械傳動(dòng)

1、1 2 液力機(jī)械傳動(dòng)液力機(jī)械傳動(dòng)是由液力變矩器液力變矩器或液力偶合器液力偶合器和用以改變 （或擴(kuò)大）液力元件性能的機(jī)械元件（行星齒輪機(jī)構(gòu)）結(jié)合起 來的一種復(fù)合傳動(dòng)裝置復(fù)合傳動(dòng)裝置，如圖如圖5-1所示所示。它具有液力傳動(dòng)的無無 級變速級變速、變矩變矩和自動(dòng)適應(yīng)性自動(dòng)適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)，由于裝有機(jī)械元件，擴(kuò) 大了性能和應(yīng)用范圍，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抗振性能有所削弱。 圖圖5-1 液力機(jī)械變矩器液力機(jī)械變矩器 液力變矩器液力變矩器 組成組成 液力變矩器液力變矩器 作用作用 3 5.1 5.1 液力機(jī)械傳動(dòng)的類型與特點(diǎn)液力機(jī)械傳動(dòng)的類型與特點(diǎn) 5.1.1 5.1.1 液力機(jī)械傳動(dòng)的類型液力機(jī)械傳動(dòng)的類型 液力機(jī)械傳

2、動(dòng)在輸入端有功率分流功率分流，在輸出端有功率合流功率合流。 從功率的流向上看，液力機(jī)械傳動(dòng)有以下幾種不同類型： 液力機(jī)械液力機(jī)械 傳動(dòng)傳動(dòng) 功率外分流功率外分流 功率內(nèi)分流功率內(nèi)分流 復(fù)合分流復(fù)合分流 分流行星排，在輸入端分流分流行星排，在輸入端分流 合流行星排，在輸出端合流合流行星排，在輸出端合流 導(dǎo)輪傳遞功率，導(dǎo)輪與渦輪分導(dǎo)輪傳遞功率，導(dǎo)輪與渦輪分 流流 多渦輪傳遞功率，兩獨(dú)立渦輪分流多渦輪傳遞功率，兩獨(dú)立渦輪分流 功率分流內(nèi)外兼有功率分流內(nèi)外兼有 4 第一類第一類傳動(dòng)裝置，其傳動(dòng)功率的流向，在輸入端輸入端（R R）與 輸出端輸出端（C C）之間存在液力元件和機(jī)械元件兩條平行的支路， 如如

3、圖圖5-2a5-2a所示所示。圖中“Y Y”、“J J”、“YJYJ”分別表示液力元件液力元件、 機(jī)械元件機(jī)械元件和液力機(jī)械傳動(dòng)元件液力機(jī)械傳動(dòng)元件，也稱這種傳動(dòng)為外分流式液力外分流式液力 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)。 圖圖5-2a 液力機(jī)械傳動(dòng)的功率分流示意液力機(jī)械傳動(dòng)的功率分流示意 5 第二類第二類傳動(dòng)裝置是在液力元件內(nèi)部存在功率分流，然后 借助于機(jī)械元件實(shí)現(xiàn)匯流輸出。此稱之為內(nèi)分流式液力機(jī)械內(nèi)分流式液力機(jī)械 傳動(dòng)傳動(dòng)。 第三類第三類傳動(dòng)裝置，其功率呈串流式全部通過液力元件和 機(jī)械元件，具體是在液力傳動(dòng)上串聯(lián)一個(gè)機(jī)械變速器，如圖如圖 5-2b5-2b所示所示。 此外，還有內(nèi)、外分流兼而有之的液力機(jī)械

4、傳動(dòng)系統(tǒng)。 圖圖5-2b 液力機(jī)械傳動(dòng)的功率分流示意液力機(jī)械傳動(dòng)的功率分流示意 6 在液力機(jī)械傳動(dòng)中，機(jī)械元件有采用行星傳動(dòng)行星傳動(dòng)的， 也有采用定軸式多軸變速器定軸式多軸變速器的。 如圖如圖5-35-3上海上海3232噸自卸汽車傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖噸自卸汽車傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖所示。 該系統(tǒng)有三個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒車檔，所有傳動(dòng)齒輪都處 于經(jīng)常嚙合的狀態(tài)，每個(gè)前進(jìn)檔只經(jīng)過一對齒輪傳輸動(dòng)力。在 每一檔位的嚙合齒輪中，都有一個(gè)齒輪是空套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上并通 過摩擦離合器與傳動(dòng)軸聯(lián)接。在需要換入該檔時(shí)，操縱液壓控 制系統(tǒng)，可使相應(yīng)的多片式離合器接合，齒輪與軸即可一體旋 轉(zhuǎn)。離合器離合器松脫，該檔退出傳動(dòng)工作狀態(tài)。在很多工程

5、機(jī)械行 走系統(tǒng)中廣泛采用這類傳動(dòng)裝置。 7 圖圖5-3 上海上海SH38032噸自卸汽車液力機(jī)械傳動(dòng)系簡圖噸自卸汽車液力機(jī)械傳動(dòng)系簡圖 8 5.1.2 5.1.2 液力機(jī)械傳動(dòng)的應(yīng)用與特點(diǎn)液力機(jī)械傳動(dòng)的應(yīng)用與特點(diǎn) 以液力機(jī)械傳動(dòng)裝置在坦克上的應(yīng)用說明其工作特點(diǎn)。以液力機(jī)械傳動(dòng)裝置在坦克上的應(yīng)用說明其工作特點(diǎn)。 坦克作為戰(zhàn)斗車輛，既不同于火車行駛在軌道上，也不同 于汽車行駛在公路上。它在十分復(fù)雜的路面行駛時(shí)，遇到溝壑 土丘、殘?jiān)珨啾凇⑺飰诺榷家缭蕉^。因此，坦克遇到 的阻力變化很大，必須在坦克的發(fā)動(dòng)機(jī)之后，配上一套增力變增力變 速機(jī)構(gòu)速機(jī)構(gòu)，以擴(kuò)大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出牽引力的變化范圍和轉(zhuǎn)速的變化范

6、圍。雖然機(jī)械傳動(dòng)裝置傳動(dòng)效率高，且結(jié)構(gòu)簡單，但操作性能 不如液力機(jī)械傳動(dòng)裝置，例如像坦克行駛時(shí)，駕駛員要根據(jù)地 面阻力的變化，不斷地?fù)Q檔。為減少換檔次數(shù)，減小駕駛員操 作的疲勞強(qiáng)度，世界各國多數(shù)主戰(zhàn)坦克采用液力機(jī)械傳動(dòng)裝置， 在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間安裝了一個(gè)液力變矩器液力變矩器，以增強(qiáng)適應(yīng)地以增強(qiáng)適應(yīng)地 面阻力變化的能力面阻力變化的能力。 9 然而，液力機(jī)械傳動(dòng)裝置液力機(jī)械傳動(dòng)裝置存在效率低的情況，如最初裝在 M46坦克上的CDCD850850傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置的液力變矩器不是帶閉鎖離合器 的，無論坦克在復(fù)雜地面上的低速行駛，還是在公路上的高速 行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力都要經(jīng)過液力變矩器，因此傳動(dòng)效率低傳

7、動(dòng)效率低，燃燃 油消耗量大油消耗量大。 車輛的牽引性能車輛的牽引性能代表其動(dòng)力性能的好壞。液力機(jī)械傳動(dòng)中， 由于液力變矩器能實(shí)現(xiàn)連續(xù)地自動(dòng)換檔，因而加速性能可得到 極大的提高，故牽引性能好牽引性能好。 車輛的機(jī)動(dòng)性能車輛的機(jī)動(dòng)性能主要是指隨路面條件的變化而快速反應(yīng)的主要是指隨路面條件的變化而快速反應(yīng)的 能力能力。液力機(jī)械傳動(dòng)，由于其自動(dòng)適應(yīng)性好，即使車速再低， 甚至停車，也不會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火現(xiàn)象。在換檔時(shí)，由于液力 機(jī)械傳動(dòng)采用液壓控制來實(shí)現(xiàn)，沒有齒輪的移動(dòng)，也不必切斷 動(dòng)力，這就擴(kuò)大了車輛行駛的速度范圍，提高了車輛的平均行 駛速度和加速性能，故機(jī)動(dòng)性能好機(jī)動(dòng)性能好。 10 在液力機(jī)械傳動(dòng)中，

8、由于在純液力傳動(dòng)的基礎(chǔ)上增加了一級 機(jī)械傳動(dòng)，故液力機(jī)械傳動(dòng)既提高了純液力傳動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性，又具 備了機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，故綜合經(jīng)濟(jì)性較好綜合經(jīng)濟(jì)性較好。 由于液力傳動(dòng)是非剛性連接非剛性連接，可起到保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置 的作用，避免由于振動(dòng)引起的相互間的附加載荷，因而大大提高 了零件的使用壽命。 液力機(jī)械傳動(dòng)中，不裝主離合器，換檔也不必切斷動(dòng)力，且 采用液壓動(dòng)力換檔，既簡化了操作，又使操作輕便，使駕駛員在 體力上、精神上都不致引起過度的疲勞，對提高車輛安全行駛十 分有利，因而其操縱性能較好操縱性能較好。 綜上所述綜上所述，在提高車輛的安全行駛方面，液力機(jī)械傳動(dòng)有著 其明顯的優(yōu)勢，是一種較為先進(jìn)的傳動(dòng)裝

9、置，已在世界各國廣泛 應(yīng)用，也是我國車輛傳動(dòng)裝置的發(fā)展方向。 11 5.2 5.2 行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)常識(shí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)常識(shí) 行星齒輪機(jī)構(gòu)行星齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)力運(yùn)輸能力強(qiáng)動(dòng)力運(yùn)輸能力強(qiáng)、傳動(dòng)效率高傳動(dòng)效率高、 便于行駛中換檔便于行駛中換檔，尤其是其工作主構(gòu)件具有同一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線， 可以方便地與液力元件的泵輪和渦輪相連，因而常作為理想 的機(jī)械元件與液力裝置組合成液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。 液力機(jī)械傳動(dòng)中，常用行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有單行星排單行星排、 雙行星排雙行星排和復(fù)合行星排復(fù)合行星排三種，如圖如圖5-4所示所示。 （1）簡單行星排簡單行星排：單排、單行星、內(nèi)外嚙合式行星齒輪 機(jī)構(gòu)（圖圖5-

10、4a）。 圖圖5-4 用于分流、用于分流、 合流的行星排合流的行星排 a）簡單行星排）簡單行星排 行星齒輪的工作原理行星齒輪的工作原理 演示演示12 34 5 12 （2）雙行星排雙行星排：單排、雙行星、內(nèi)外嚙合式行星齒輪機(jī) 構(gòu)（圖圖5-4b5-4b）。 b）雙行星排）雙行星排 圖圖5-4 用于分流、合流的行星排用于分流、合流的行星排 13 （3）復(fù)合行星排復(fù)合行星排：單排、雙聯(lián)行星外嚙合式行星齒輪機(jī) 構(gòu)（圖圖5-4c）。 （c）復(fù)合行星排）復(fù)合行星排 圖圖5-4 用于分流、合流的行星排用于分流、合流的行星排 14 表示行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)結(jié)構(gòu)性能參數(shù) 稱為行星機(jī)構(gòu)行星機(jī)構(gòu) 的特性參

11、數(shù)的特性參數(shù)。 對于簡單行星排和雙行星排： 等于齒圈齒圈和太陽輪的齒數(shù)齒數(shù) 比比。 g t Z Z 式中 -齒圈的齒數(shù)； -太陽輪的齒數(shù)。 g Z t Z 對于復(fù)合行星排 21 21 tX Xt ZZ ZZ 對圓柱齒輪，值可按下 式選?。?3/4 4/5 15 簡單行星排三構(gòu)件簡單行星排三構(gòu)件在六種不同連接方案下傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)比計(jì)算 公式見表公式見表5-15-1。 表表5-1 行星排構(gòu)件不同連接方案下的傳動(dòng)比計(jì)算公式行星排構(gòu)件不同連接方案下的傳動(dòng)比計(jì)算公式 16 5.3 5.3 外分流液力機(jī)械傳動(dòng)外分流液力機(jī)械傳動(dòng) 圖圖5-55-5為外分流式液力機(jī)械傳動(dòng)框圖外分流式液力機(jī)械傳動(dòng)框圖，輸入總功率

12、流一分 為二，其中一路功率流通過液力變矩器，而另一路功率流則直 接通過機(jī)械傳動(dòng)（行星齒輪機(jī)構(gòu)）。輸入功率在輸入軸分流， 然后雙流功率在輸出軸處匯合。 圖圖5-5 外分流式液力機(jī)械傳動(dòng)框圖外分流式液力機(jī)械傳動(dòng)框圖 17 圖圖5-65-6為功率外分流式的液力機(jī)械復(fù)合傳動(dòng)方案，其中5-5- 6a6a是行星排在輸入端的一般原理；圖圖5-6b5-6b、c c是行星排在輸入 端的兩個(gè)可實(shí)現(xiàn)的方案（行星排的行星架為主動(dòng)件）； 圖圖5-6 功率外分流式液力機(jī)械傳動(dòng)方案功率外分流式液力機(jī)械傳動(dòng)方案 18 圖圖5-6d5-6d是行星排在輸出端的一般原理；圖圖5-6e5-6e、f f是可實(shí) 現(xiàn)的方案（行星架行星架j

13、 j為輸出的被動(dòng)件）。這種外分流式的液力 機(jī)械傳動(dòng)用于動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間，如高級轎車、重型汽車 及工程機(jī)械上。 19 美國卡特皮勒（美國卡特皮勒（CaterpillarCaterpillar）公司）公司在184184331kW 331kW 輪式輪式 牽引車傳動(dòng)系統(tǒng)牽引車傳動(dòng)系統(tǒng)中采用了外分流式液力機(jī)械變矩器，其傳動(dòng) 裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)簡圖如圖如圖5-75-7所示所示。該傳動(dòng)裝置是由輸入端的行星行星 排閉鎖離合器排閉鎖離合器C C、制動(dòng)器制動(dòng)器B B、離心渦輪式單級三葉輪液力變矩離心渦輪式單級三葉輪液力變矩 器器和單向離合器單向離合器M M所組成。單向離合器單向離合器可使輸出軸輸出軸2 2在轉(zhuǎn)速高 于渦

14、輪軸時(shí)，二者松脫聯(lián)接。 圖圖5-7 輪式牽引車的傳動(dòng)裝置輪式牽引車的傳動(dòng)裝置 離合器的工作原理離合器的工作原理 演示演示 1 2 34 20 液力機(jī)械變矩器有如下三種工況液力機(jī)械變矩器有如下三種工況： （1）閉鎖離合器閉鎖離合器C C和制動(dòng)器和制動(dòng)器B B同時(shí)松脫同時(shí)松脫： 液力變矩器正常工作，液力機(jī)械傳動(dòng)裝置處于分流傳動(dòng)狀 態(tài)，用于輪式牽引車的低速作業(yè)工況。 （2）閉鎖離合器閉鎖離合器C C松脫，制動(dòng)器松脫，制動(dòng)器B B結(jié)合結(jié)合： 此時(shí)行星排成為一個(gè)傳動(dòng)比i i21 21=(1+ =(1+ ）/ 4/3的機(jī)械增 速器。液力變矩器停止轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪借助于單向離合器與輸出軸 松脫。這種純機(jī)械增速傳動(dòng)

15、適用于輪式車輛的運(yùn)輸作業(yè)工況。 （3）閉鎖離合器閉鎖離合器C C結(jié)合，制動(dòng)器結(jié)合，制動(dòng)器B B松脫松脫 ： 由于液力變矩器泵輪處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，渦輪除了在啟動(dòng)的瞬 間可能與輸出軸不同步外，持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也都與輸出軸一起旋轉(zhuǎn)。 這種直接傳動(dòng)工況適合拖車啟動(dòng)工況或車輛高速下坡行駛時(shí)作 動(dòng)力制動(dòng)使用。 21 液力機(jī)械變矩器在分流傳動(dòng)工況時(shí)，其主要參數(shù)主要參數(shù)為i21、 K21、21、1 、nB、MB和PB，根據(jù)這些主要參數(shù)，液力 傳動(dòng)有如下特點(diǎn)特點(diǎn)： （1）液力變矩器在液力變矩器在 牽引工況下牽引工況下，液力機(jī)械變矩 器也處于牽引工況 。 0 1i 21 0 1i （2）在在 整個(gè)工況區(qū)整個(gè)工況區(qū)，液力機(jī)械

16、變矩器均以功 率分流方式工作，可獲得較之純液力傳動(dòng)更高的效率值， 即 。 21 04 3i 21 （3）啟動(dòng)工況時(shí)啟動(dòng)工況時(shí)泵輪傳遞全部功率 ，而當(dāng) 時(shí)， 泵輪傳遞功率減少為 。 B1 PP 1i 1 B 4 P P （4）能容系數(shù)顯著增大，啟動(dòng)力矩也顯著增大能容系數(shù)顯著增大，啟動(dòng)力矩也顯著增大。 （5）正透穿性大大增加正透穿性大大增加。 22 5.4 5.4 內(nèi)分流液力機(jī)械傳動(dòng)內(nèi)分流液力機(jī)械傳動(dòng) 功率內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器功率內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器的機(jī)械傳動(dòng)部分（行星齒輪機(jī) 構(gòu)）放在變矩器之外，如圖如圖5-85-8所示所示，其功率分流是在液力變 矩器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的。功率由泵輪輸入，而由兩個(gè)或兩個(gè)以上

17、獨(dú)立 旋轉(zhuǎn)的葉輪分別傳遞一部分功率，最后通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將葉 輪的輸出功率匯流輸出。 a） b） 圖圖5-8 功率內(nèi)分流的液力機(jī)械變矩器功率內(nèi)分流的液力機(jī)械變矩器 23 5.4.1 5.4.1 強(qiáng)制導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)型的內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器強(qiáng)制導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)型的內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器 強(qiáng)制導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)的變矩器強(qiáng)制導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)的變矩器是由渦輪和強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)輪共同 傳遞泵輪輸入的功率（圖圖5-8a5-8a）。根據(jù)被強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪的轉(zhuǎn) 向又可分為強(qiáng)制導(dǎo)輪正轉(zhuǎn)和強(qiáng)制導(dǎo)輪反轉(zhuǎn)的內(nèi)分流液力機(jī)械 變矩器。 強(qiáng)制導(dǎo)輪反轉(zhuǎn)的內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器能提高低轉(zhuǎn)速比 范圍內(nèi)的變矩系數(shù)變矩系數(shù)；強(qiáng)制導(dǎo)輪正轉(zhuǎn)的內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器 則可提高高轉(zhuǎn)速比范

18、圍的效率效率。 現(xiàn)以瑞典瑞典SRMSRM公司公司的DSDS型強(qiáng)制導(dǎo)輪反轉(zhuǎn)的液力機(jī)械變矩型強(qiáng)制導(dǎo)輪反轉(zhuǎn)的液力機(jī)械變矩 器器為例，說明其結(jié)構(gòu)與工作特點(diǎn)，圖圖5-95-9為該裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)簡運(yùn)動(dòng)學(xué)簡 圖圖和原始特性曲線原始特性曲線。它是這一類液力機(jī)械傳動(dòng)中較有代表性 的一種裝置，并得到了成功的應(yīng)用。 24 圖圖5-9 DS型內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器運(yùn)動(dòng)學(xué)簡圖型內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器運(yùn)動(dòng)學(xué)簡圖 25 DS型液力機(jī)械變矩器型液力機(jī)械變矩器有下列三種工況： （1）導(dǎo)輪反轉(zhuǎn)工況導(dǎo)輪反轉(zhuǎn)工況。在工況 區(qū)，制動(dòng)器制動(dòng)器B B2 2制動(dòng)， 制動(dòng)器制動(dòng)器B B1 1和閉鎖離合器閉鎖離合器C C分離時(shí) 。 （2）導(dǎo)輪固定工況

19、導(dǎo)輪固定工況。在工況 區(qū)，制動(dòng)器制動(dòng)器B B1 1制動(dòng)， 制動(dòng)器制動(dòng)器B B2 2和閉鎖離合器閉鎖離合器C C分離時(shí) 。 （3）直接傳動(dòng)工況直接傳動(dòng)工況。當(dāng) 時(shí)，制動(dòng)器制動(dòng)器B B1 1、B B2 2分開， 導(dǎo)輪成為自由輪而浮動(dòng)，閉鎖離合器閉鎖離合器C C接合 。 21 0 0.37i 21 0.370.71i 21 0.71i 26 5.4.2 5.4.2 多渦輪的內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器多渦輪的內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器 多渦輪內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器多渦輪內(nèi)分流液力機(jī)械變矩器的導(dǎo)輪固定不動(dòng)，功率的 分流和傳遞通過兩個(gè)以上獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的渦輪來實(shí)現(xiàn)（圖圖5-8b5-8b）。 傳遞功率的渦輪有雙渦輪雙渦輪和多渦

20、輪多渦輪兩種。應(yīng)用多渦輪液力機(jī)械 變矩器的目的目的在于能夠獲得高的零速變矩系數(shù)，擴(kuò)寬高效范圍。 有時(shí)，多渦輪液力機(jī)械變矩器可能只有一個(gè)渦輪工作，其 它渦輪則自由旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，多渦輪液力機(jī)械變矩器將按一般的 單渦輪液力變矩器工作。 27 現(xiàn)以ZL50ZL50型裝載機(jī)型裝載機(jī)用的雙渦輪液力機(jī)械變矩器雙渦輪液力機(jī)械變矩器為例，簡要 介紹這類變矩器的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)（圖圖5-105-10）。 圖圖5-10 雙渦輪型液力機(jī)械變矩器雙渦輪型液力機(jī)械變矩器 a）結(jié)構(gòu)簡圖）結(jié)構(gòu)簡圖 b）原始特性曲線）原始特性曲線 a b 28 ZL50ZL50裝載機(jī)用雙渦輪液力機(jī)械變矩器裝載機(jī)用雙渦輪液力機(jī)械變矩器有

21、以下幾種工作狀 態(tài)。 起步工況時(shí)，主要是第一渦輪起步工況時(shí)，主要是第一渦輪T TI I工作工作。第二渦輪第二渦輪T TII II則根 據(jù)結(jié)構(gòu)不同可能有幾種不同工況：液流對渦輪作用的力矩為負(fù)負(fù) 力矩力矩、零力矩零力矩和正力矩正力矩。在負(fù)力矩時(shí)，結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證第二渦輪 退出工作，以提高啟動(dòng)時(shí)的變矩系數(shù)變矩系數(shù)。由于第二渦輪與輸出軸 剛性連接，不能退出工作。因此要求葉片應(yīng)保證高轉(zhuǎn)速比工作 有較高效率，而低轉(zhuǎn)速比時(shí)，不致產(chǎn)生負(fù)力矩。 起步工況后，第一渦輪起步工況后，第一渦輪T TI I轉(zhuǎn)速提高轉(zhuǎn)速提高。由第一渦輪流出的 液流沖向第二渦輪第二渦輪TIITII葉片的工作面，液流對第二渦輪產(chǎn)生正正 力矩力矩。

22、在i i21 21=0 =00.5250.525區(qū)段，是兩個(gè)渦輪共同輸出功率的工作 范圍。但第二渦輪的力矩是逐漸增大的，第一渦輪的力矩將逐 漸減小，直至退出工作。 29 5.4.3 5.4.3 復(fù)合分流的液力機(jī)械變矩器復(fù)合分流的液力機(jī)械變矩器 這是一種兼有內(nèi)外分流工作特點(diǎn)的液力機(jī)械變矩器，實(shí) 際上是一種雙渦輪內(nèi)分流液力變矩器雙渦輪內(nèi)分流液力變矩器，第一渦輪第一渦輪TI（即循環(huán) 渦輪）的部分功率通過行星排傳動(dòng)，以循環(huán)的方式返回液力 變矩器的泵輪；泵輪泵輪B、循環(huán)渦輪循環(huán)渦輪TI及行星排之間構(gòu)成一個(gè)外 分流液力機(jī)械變矩器（圖圖5-11）。 圖圖5-11 復(fù)合分流液力機(jī)械變矩器一般形式復(fù)合分流液力機(jī)

23、械變矩器一般形式 30 現(xiàn)以VKDVKD復(fù)合分流液力機(jī)械變矩器復(fù)合分流液力機(jī)械變矩器為例，介紹其結(jié)構(gòu)與工 作特點(diǎn)。 VKD液力機(jī)械變矩器是由液力變矩器液力變矩器、單排單行星齒輪機(jī)單排單行星齒輪機(jī) 構(gòu)構(gòu)、差速器差速器及兩個(gè)單向聯(lián)軸器單向聯(lián)軸器組成，如圖如圖5-125-12所示所示。液力變 矩器有四個(gè)工作輪，除泵輪泵輪B B和導(dǎo)輪導(dǎo)輪D D外，還有兩個(gè)獨(dú)立工作兩個(gè)獨(dú)立工作 的渦輪的渦輪T TI I和和T TII II。第一渦輪TI的葉片是可旋轉(zhuǎn)的，它的轉(zhuǎn)動(dòng)角 度由液力變矩器內(nèi)循環(huán)液流的作用力矩與安裝在葉片下部的 重錘的離心力矩離心力矩共同來調(diào)節(jié)。 ab 圖圖5-12 復(fù)合分流液力機(jī)械變矩器復(fù)合分流

24、液力機(jī)械變矩器 a）結(jié)構(gòu)簡圖）結(jié)構(gòu)簡圖 b）原始特性曲線）原始特性曲線 31 VKDVKD液力變矩器液力變矩器有三種工況： 液力機(jī)械變矩器工況液力機(jī)械變矩器工況： 第一種工況是第一渦輪TI輸出功率的工況。只要第一渦輪 輸出功率，液力機(jī)械變矩器就一定是復(fù)合分流。這種工況在低 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 普通液力變矩器工況普通液力變矩器工況： 第二種工況是第一渦輪TI輸出功率為零的工況。此工況在 中、高轉(zhuǎn)速比范圍內(nèi)。 液力偶合器工況液力偶合器工況： 當(dāng)轉(zhuǎn)速比進(jìn)一步提高時(shí)，導(dǎo)輪導(dǎo)輪D的力矩變向，楔緊導(dǎo)輪D 的單向聯(lián)軸器單向聯(lián)軸器M2松脫，呈液力偶合器工況 。 32 5.5 5.5 自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器 自動(dòng)變速器

25、自動(dòng)變速器是自動(dòng)判斷行駛狀況行駛狀況、自動(dòng)選擇傳動(dòng)比自動(dòng)選擇傳動(dòng)比、自動(dòng)自動(dòng) 換檔換檔的變速器。相比純機(jī)械變速器，由于采用了液力變矩器， 在車起步換檔時(shí)具有平穩(wěn)平穩(wěn)、無振動(dòng)無振動(dòng)、操作簡單操作簡單、省時(shí)省時(shí)、省力省力等 優(yōu)點(diǎn)，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，可使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的磨損減少， 延長了使用壽命。 圖圖5-13 自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)示意圖自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)示意圖 自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器 33 5.5.1 5.5.1 自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理 自動(dòng)變速器與普通齒輪式變速器在結(jié)構(gòu)和原理上差別非 常大。不同的自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)也不盡相同，但其總體結(jié)構(gòu)是 一樣的。自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器包括液力變

26、矩器液力變矩器、行星齒輪機(jī)構(gòu)行星齒輪機(jī)構(gòu)、換檔換檔 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、換檔控制換檔控制、操縱機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)等，圖圖5-135-13是一 典型的自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖圖5-13 自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)示意圖自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)示意圖 自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器 的組成的組成 34 1.液力變矩器液力變矩器 液力變矩器是液力自動(dòng)變速器的重要部 件，它的前端與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連接，輸出端與行星輪變速器 輸入軸相連，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)液力變矩器傳入行星齒輪變速 器，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器“軟”連接，從而大大減少傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)的動(dòng)載荷，延長發(fā)動(dòng)機(jī)的變速器的使用壽命，同時(shí)也可以 在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速。 2.行星齒輪機(jī)

27、構(gòu)行星齒輪機(jī)構(gòu) 行星齒輪變速器是液力自動(dòng)變速器的 變速機(jī)構(gòu)，它由行星齒輪排及其必要的操縱元件組成 。 3.換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu) 換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)是通過分配行星齒輪組 各個(gè)元件的承擔(dān)角色（輸入、輸出、固定）而實(shí)現(xiàn)換檔操作。 4.換檔控制機(jī)構(gòu)換檔控制機(jī)構(gòu) 自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)主要是液壓系 統(tǒng)。 35 5.冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)是液力自動(dòng)變速器必不可少的 部分，由于液力變矩器在傳遞動(dòng)力過程中存在滑差損失使 油溫升高，為避免因油溫過高而影響變速器的壽命和引起 油液老化變質(zhì)，必須使用冷卻系統(tǒng)。 6.檔位圖檔位圖 自動(dòng)變速器的選檔桿，也稱變速桿或選檔 手柄。一般布置在司機(jī)座椅右側(cè)，或轉(zhuǎn)向盤下方的轉(zhuǎn)向柱

28、 上。 關(guān)于自動(dòng)變速器的檔位，應(yīng)特別注意以下兩點(diǎn)關(guān)于自動(dòng)變速器的檔位，應(yīng)特別注意以下兩點(diǎn)： （1）自動(dòng)變速器的一個(gè)檔位不是一個(gè)固定的傳動(dòng)比， 而是一個(gè)傳動(dòng)比范圍。 （2）選檔桿在較高檔位置時(shí)，變速器可以在該檔及以 下低的檔位之間自動(dòng)換檔，但不能自動(dòng)換到比它高的檔位， 以及倒檔、空檔、駐車等特殊檔位。 36 7.自動(dòng)變速器的工作原理自動(dòng)變速器的工作原理 圖圖5-145-14為一簡單自動(dòng)變速器 的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖圖5-14 自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)示意圖自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)示意圖 1發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸 2渦輪渦輪 3泵輪泵輪 4導(dǎo)輪導(dǎo)輪 5導(dǎo)輪支承導(dǎo)輪支承 6離合器離合器 7前前 制動(dòng)器制動(dòng)器 8前行星架前行星

29、架 9后制動(dòng)器后制動(dòng)器 10前齒圈前齒圈 11后齒圈后齒圈 12后行星齒輪后行星齒輪 13后太陽輪后太陽輪 14輸出軸輸出軸 15后行星架后行星架 16前行星齒輪前行星齒輪 17前太陽輪前太陽輪 18輸入軸輸入軸 19飛輪飛輪 37 行星齒輪組行星齒輪組是由太陽輪太陽輪、內(nèi)齒圈內(nèi)齒圈、行星架行星架和安裝在行星 架上的數(shù)個(gè)（一般34個(gè)）行星齒輪行星齒輪組成，如圖如圖5-155-15所示所示， 是二自由度的機(jī)構(gòu)。 圖圖5-15 行星齒輪組行星齒輪組 38 如果不對某一個(gè)元件進(jìn)行限制，不管將哪一個(gè)元件作為輸 入，另兩個(gè)元件都不會(huì)有輸出。利用這一特點(diǎn)，可作為空檔。 如圖如圖5-16a5-16a所示所示

30、，離合器離合器和前、后制動(dòng)器前、后制動(dòng)器都不起作用時(shí)，便是 空檔。 如果三個(gè)元件中有任意兩個(gè)任意兩個(gè)固連在一起，也就等于兩個(gè)元 件都同連在一起。此時(shí)，行星齒輪組只是傳力通道，不起變速 作用。這一特點(diǎn)可作為直接檔。如圖如圖5-16b5-16b所示所示 。 圖圖5-16c5-16c是低速檔低速檔。前行星齒輪組的太陽輪剎住固定，齒 圈輸入，行星架輸出，可獲得約約1.51.5左右左右的傳動(dòng)比。 如果把行星架固定，太陽輪作輸入，齒圈作輸出，則齒圈 的轉(zhuǎn)向與太陽輪相反，可獲得倒檔。如圖如圖5-16d5-16d所示所示。 自動(dòng)變速器中的離合器自動(dòng)變速器中的離合器 39 a）空檔：離合器分離；前、后制動(dòng)器松脫

31、）空檔：離合器分離；前、后制動(dòng)器松脫 圖圖5-16 自動(dòng)變速器各檔位控制示意圖自動(dòng)變速器各檔位控制示意圖 40 b）直接檔：離合器結(jié)合；前、后制動(dòng)器松脫）直接檔：離合器結(jié)合；前、后制動(dòng)器松脫 圖圖5-16 自動(dòng)變速器各檔位控制示意圖自動(dòng)變速器各檔位控制示意圖 41 c）低速檔：離合器分離；前制動(dòng)器剎死，后制動(dòng)器松脫）低速檔：離合器分離；前制動(dòng)器剎死，后制動(dòng)器松脫 圖圖5-16 自動(dòng)變速器各檔位控制示意圖自動(dòng)變速器各檔位控制示意圖 42 d）倒檔：離合器分離；前制動(dòng)器松脫、后制動(dòng)器剎死）倒檔：離合器分離；前制動(dòng)器松脫、后制動(dòng)器剎死 圖圖5-16 自動(dòng)變速器各檔位控制示意圖自動(dòng)變速器各檔位控制示意

32、圖 43 圖圖5-175-17是駐車制動(dòng)時(shí)的控制。當(dāng)兩制動(dòng)器都剎死時(shí)，前行 星齒輪組的太陽輪太陽輪、行星架行星架都固定，等于三個(gè)元件都被固定。 后行星齒輪組的太陽輪、行星架也都被固定了。因此，整個(gè)變 速器被鎖死，即駐車制動(dòng)駐車制動(dòng)。 圖圖5-17 駐車制動(dòng)的控制駐車制動(dòng)的控制 離合器分離；前離合器分離；前 后制動(dòng)器剎死后制動(dòng)器剎死 片式制動(dòng)器與離片式制動(dòng)器與離 合器區(qū)別合器區(qū)別 44 5.5.2 5.5.2 自動(dòng)變速器使用的注意事項(xiàng)自動(dòng)變速器使用的注意事項(xiàng) 1.1.用油問題用油問題 必須使用規(guī)定油品、油質(zhì)的液力傳動(dòng)油，不得 用其它油代替。 2.2.發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)與節(jié)氣門踏板的控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)與節(jié)氣門踏板的控制 汽車起動(dòng)必須把選檔手 柄放在空檔啟動(dòng)位置 。 3.3.怠速爬行問題怠速爬行問題 換檔手柄置于前進(jìn)檔時(shí)，不管在“D D”位， 還是在“Z Z”位或“L L