汽車構(gòu)造--16液力機(jī)械變速器及無級變速器_課件

1、第十六章第十六章 液力機(jī)械變速器液力機(jī)械變速器與機(jī)械式無級變速器與機(jī)械式無級變速器第二篇第二篇 汽車傳動(dòng)系統(tǒng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)第一節(jié) 液力機(jī)械傳動(dòng)液力機(jī)械變速器：液力機(jī)械變速器： 組成：液力機(jī)械傳動(dòng)裝置、機(jī)械變速器、操縱組成：液力機(jī)械傳動(dòng)裝置、機(jī)械變速器、操縱系統(tǒng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1、起步更加平穩(wěn)，吸收、衰減振動(dòng)沖擊，提高、起步更加平穩(wěn)，吸收、衰減振動(dòng)沖擊，提高乘坐舒適性；乘坐舒適性；2 2、低速穩(wěn)定行駛，提高通過性；、低速穩(wěn)定行駛，提高通過性；3 3、自動(dòng)適應(yīng)道路阻力變化，提高平均行駛速度、自動(dòng)適應(yīng)道路阻力變化，提高平均行駛速度、動(dòng)力性；動(dòng)力性；4 4、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔，減輕體力消耗，提高行駛平、實(shí)

2、現(xiàn)自動(dòng)換檔，減輕體力消耗，提高行駛平安性。安性。自動(dòng)變速器總體結(jié)構(gòu)自動(dòng)變速器總體結(jié)構(gòu) 液力變矩器、變速齒輪機(jī)構(gòu)、液力變矩器、變速齒輪機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)和換擋操縱機(jī)構(gòu)等四大局部組成。供油系統(tǒng)和換擋操縱機(jī)構(gòu)等四大局部組成。液力變矩器液力變矩器液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)行星齒輪機(jī)構(gòu)行星齒輪機(jī)構(gòu)車速信號車速信號節(jié)氣門開度信號節(jié)氣門開度信號連接曲軸連接曲軸功用：功用： 利用液壓油的流動(dòng)來傳遞扭矩，將曲軸輸利用液壓油的流動(dòng)來傳遞扭矩，將曲軸輸出的動(dòng)力傳給變速器。出的動(dòng)力傳給變速器。 分類：分類： 液力耦合器：傳遞轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩液力耦合器：傳遞轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩相等。相等。 液力變矩器：既能傳遞轉(zhuǎn)

3、矩又能增大轉(zhuǎn)矩。液力變矩器：既能傳遞轉(zhuǎn)矩又能增大轉(zhuǎn)矩。液力機(jī)械傳動(dòng)裝置液力機(jī)械傳動(dòng)裝置液力耦合器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：輸入軸輸入軸泵輪泵輪渦輪渦輪輸出軸輸出軸曲軸曲軸主動(dòng)元件：泵輪與曲軸相連從動(dòng)元件：渦輪與輸出軸相連循環(huán)圓液力變矩器液力變矩器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 可旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)的泵輪、渦輪，泵輪、渦輪，固定不動(dòng)的固定不動(dòng)的導(dǎo)輪導(dǎo)輪泵輪：泵輪與變矩器殼體連成一體，其內(nèi)部徑向裝有許多平直的葉片，葉片內(nèi)緣那么裝有讓變速器油液平滑流過的導(dǎo)環(huán)。變矩器殼體與曲軸后端的驅(qū)動(dòng)盤相連接。 渦輪：渦輪上也裝有許多扭曲葉片。渦輪中心有花鍵孔與變速器輸入軸相聯(lián)。渦輪通過花鍵裝在變速器輸入軸上，泵輪葉片與渦輪葉片相對安置，中間有34mm

4、的間隙。 導(dǎo)輪：導(dǎo)輪位于泵輪與渦輪之間，通過單向自由輪安裝在與變速器殼體連接的導(dǎo)管軸上。它也是由許多扭曲葉片組成。 變矩器工作輪展開圖：將循環(huán)圓上的中間流線展開成一直線，各循環(huán)圓中間流線均在同一平面上展開。泵輪、渦輪、導(dǎo)輪成為三個(gè)環(huán)形平面。設(shè)nb和Mb為常數(shù)。起步時(shí)，nw0。設(shè)泵輪、渦輪和導(dǎo)輪對液流的作用轉(zhuǎn)矩分別為Mb、Mw和Md，根據(jù)液流受力平衡條件， MwMbMd渦輪轉(zhuǎn)矩Mw MwMbMd ，即液力變矩器起了增大轉(zhuǎn)矩的作用。汽車起步并開始加速，nw增加到某一數(shù)值，Md0，那么MwMb。nw繼續(xù)增大，導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩方向與泵輪轉(zhuǎn)矩方向相反，MwMbMd，輸出轉(zhuǎn)矩比輸入轉(zhuǎn)矩小。當(dāng)nwnb時(shí)，工作液停止

5、流動(dòng)，不 再傳遞轉(zhuǎn)矩。相對速度w牽連速度u絕對速度v液力變矩器的特性：泵輪轉(zhuǎn)速nb和轉(zhuǎn)矩Mb不變的條件下，渦輪轉(zhuǎn)矩隨其轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。液力變矩器的傳動(dòng)比 inw / nb=1變矩系數(shù) K Mw / Mb汽車起步、上坡或遇到較大阻力時(shí)，假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷不變，車速將降低，即渦輪轉(zhuǎn)速降低，那么變矩系數(shù)相應(yīng)增大，使驅(qū)動(dòng)輪獲得較大的轉(zhuǎn)矩。帶離合器的三元件液力變矩器變矩器中的導(dǎo)輪設(shè)置單向離合器的原因 為了防止汽車高速時(shí)出現(xiàn)變矩器的輸出扭矩小于輸入扭矩的現(xiàn)象，在導(dǎo)輪和固定軸之間安置了單向離合器。當(dāng)在低速時(shí)，作用在導(dǎo)輪葉片正面的液體通過單向離合器鎖止使導(dǎo)輪固定，產(chǎn)生增大扭矩的效果。當(dāng)在高速時(shí)，單向離合器

6、解除鎖止。行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸轉(zhuǎn)式齒輪系統(tǒng)，有降速增扭或升速降扭軸轉(zhuǎn)式齒輪系統(tǒng)，有降速增扭或升速降扭 的作用。的作用。由機(jī)械原理可知，單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系式為： n1+n2(1+ )n3=0 = n2/ n1行星齒輪機(jī)構(gòu)的組成 單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理1太陽輪1為主動(dòng)件，行星架3為從動(dòng)件，齒圈2固定i13=n1/n3=1+=1+z2/z1 2齒圈2為主動(dòng)件，行星架3為從動(dòng)件，太陽輪1固定i23=n2/n3=(1+)/=1+z1/z23太陽輪1為主動(dòng)件，齒圈2為從動(dòng)件，行星架3固定i12=n1/n2=-= - z2/z14如果太陽輪和齒圈連為一體，n1=n2n1=n2=n3

7、由上可見，單排行星齒輪機(jī)構(gòu)可以獲得4種不同的傳動(dòng)比。 n1+n2(1+ )n3=0轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向固定件固定件主動(dòng)件主動(dòng)件 從動(dòng)件從動(dòng)件 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向齒圈齒圈太陽輪太陽輪 行星架行星架 減速減速與主動(dòng)件同向與主動(dòng)件同向行星架行星架 太陽輪太陽輪 加速加速太陽輪太陽輪齒圈齒圈行星架行星架 減速減速與主動(dòng)件同向與主動(dòng)件同向行星架行星架齒圈齒圈加速加速行星架行星架太陽輪太陽輪齒圈齒圈減速減速與主動(dòng)件反向與主動(dòng)件反向齒圈齒圈太陽輪太陽輪 加速加速行星齒輪機(jī)構(gòu)變速執(zhí)行元件制動(dòng)箍帶和伺服油缸 aa1、空檔：直接檔離合器14別離，低速檔制動(dòng)帶6和倒檔制動(dòng)帶7松開。各個(gè)元件不受約束，不

8、傳遞動(dòng)力。2、低速檔：直接檔離合器別離，倒檔制動(dòng)帶7松開，低速檔制動(dòng)帶6箍緊其制動(dòng)鼓，前排太陽輪13固定。動(dòng)力a前排齒圈12 行星架8 后排行星輪。動(dòng)力b 后排太陽輪11 后排行星輪。動(dòng)力ab 后排齒圈9 變速器第二軸10。3、直接擋：直接檔離合器14接合，低速檔制動(dòng)帶6和倒檔制動(dòng)帶7松開。前排太陽輪13與變速器第一軸16和前排齒圈12連成一體，行星架8被聯(lián)鎖，n13=n12=n8。后排行星齒輪機(jī)構(gòu)也被連鎖，n9=n11=n8。變速器第一軸16與變速器第二軸10成為一體。i12、倒檔：倒檔制動(dòng)帶收緊，直接檔離合器別離，低速檔制動(dòng)帶松開，前排太陽輪13自由轉(zhuǎn)動(dòng)。行星架8固定。動(dòng)力第一軸16 后排

9、太陽輪11后排齒圈9 。液力變矩器和行星齒輪系組合的缺點(diǎn)：1、傳動(dòng)比不連續(xù)，只能實(shí)現(xiàn)分段范圍內(nèi)的無級變速；2、液力傳動(dòng)的效率較低，影響了整車的動(dòng)力性能與燃料經(jīng)濟(jì)性；3、增加變速器的檔位數(shù)來擴(kuò)大無級變速覆蓋范圍，就必須采用較多的執(zhí)行元件來控制行星齒輪系的動(dòng)力傳遞路線，導(dǎo)致自動(dòng)變速器零部件數(shù)量過多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保養(yǎng)和維護(hù)不便。所以汽車行業(yè)早就開始研究其它新型變速技術(shù)，無級變速(CVT)技術(shù)就是其中最有前景的一種。 CVT (Continuously Variable Transmission)技術(shù)即無級變速技術(shù)，采用傳動(dòng)帶和工作直徑可變的主、從動(dòng)輪相配合傳遞動(dòng)力。優(yōu)點(diǎn)：CVT可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)改變，從而得到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最正確匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性，所以它是理想的汽車傳動(dòng)裝置。 奧迪針對傳統(tǒng)的CVT在斜坡上容易后溜以及行駛中的橡皮筋現(xiàn)象進(jìn)行了改進(jìn)，在1999年底正式推出 Multitronic，除了以油冷式多片離合器代替扭力轉(zhuǎn)換器以減少動(dòng)力流失以外，還有兩方面的改進(jìn)，包括采用金屬片鏈和寬齒比的滑輪組。這條金屬片鏈由1025塊金屬片和75對串針組成，最大可以承受300牛米的峰值扭力，而傳統(tǒng)的