液力機械傳動

1、液力機械傳動液力機械式自動變速器AT不同車型的自動變速器總體來說，主要包括：液力變矩器、齒輪變速器、油泵、控制系統(tǒng)、手控連桿機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、殼體等幾個部分。發(fā)動機車輪液力變矩器作用？思考液力變矩器齒輪變速器液力機械式自動變速器AT液力變矩器安裝的位置識別自動變速驅(qū)動橋自動變速驅(qū)動橋自動變速器自動變速器 主要內(nèi)容液力耦合器液力變矩器的結(jié)構(gòu)與工作原理綜合式液力變矩器一、液力耦合器 1.組成 泵輪、渦輪液力耦合器 1.組成 泵輪、渦輪 發(fā)動機曲軸凸緣上裝有發(fā)動機曲軸凸緣上裝有外殼，外殼，泵輪泵輪與外殼連接與外殼連接（或焊接）在一起，隨曲（或焊接）在一起，隨曲軸一起轉(zhuǎn)動，為液力偶合軸一起轉(zhuǎn)動，為液力偶

2、合器的器的主動部分主動部分。與泵輪相。與泵輪相對安裝的對安裝的渦輪渦輪，與輸出軸，與輸出軸連接在一起，為液力變矩連接在一起，為液力變矩器的器的從動部分從動部分。 泵輪與變矩器殼體連成一體，其內(nèi)部徑向裝有許多泵輪與變矩器殼體連成一體，其內(nèi)部徑向裝有許多扭曲扭曲的葉片的葉片，葉片內(nèi)緣則裝有讓變速器油液平滑流過的，葉片內(nèi)緣則裝有讓變速器油液平滑流過的導環(huán)導環(huán)。變。變矩器殼體與曲軸后端的飛輪相連接。矩器殼體與曲軸后端的飛輪相連接。 泵 輪 渦輪葉片的扭曲方向與泵輪葉片的扭曲方向相反渦輪葉片的扭曲方向與泵輪葉片的扭曲方向相反。渦。渦輪中心有花鍵孔與變速器輸入軸相連。輪中心有花鍵孔與變速器輸入軸相連。渦

3、輪液力耦合器 2.結(jié)構(gòu)泵輪和渦輪統(tǒng)稱為工作輪，相對安裝且互不接觸，兩輪裝合后相對端面之間有34mm的間隙；各工作輪用鋁合金精密制造，或用鋼板沖壓焊接而成,葉輪內(nèi)部有許多徑向葉片，葉片有一定的曲率；它們的內(nèi)腔共同構(gòu)成圓形或橢圓形的環(huán)狀空腔，其軸線斷面一般為圓形，此環(huán)狀空腔稱為循環(huán)圓，該剖面是位于通過包含泵輪、渦輪軸所作的截面，也稱軸截面。液力耦合器3.工作原理水泵帶動水輪機一對風扇液力耦合器傳動原理：輸入軸輸入的機械能通過泵輪傳給工作液，提高其動能，工作液在循環(huán)流動過程中又將動能傳給渦輪輸出。因此，液力耦合器實現(xiàn)傳動的必要條件是工作液在泵輪和渦輪之間有循環(huán)流動。液力偶合器渦流、液力偶合器渦流、環(huán)

4、流的產(chǎn)生環(huán)流的產(chǎn)生耦合器油液流動軌跡視頻 （1 1）“渦流渦流”的產(chǎn)生的產(chǎn)生 當泵輪隨飛輪轉(zhuǎn)動時，由于離心力的作用，液體沿泵輪葉片間的通道向外緣流動，外緣油壓高于內(nèi)緣油壓，油液從泵輪外緣沖向渦輪外緣，又從渦輪內(nèi)緣流入泵輪內(nèi)緣，可見在軸向斷面（循環(huán)圓）內(nèi)，液體流動形成循環(huán)流，稱為“渦流”。 （2 2）環(huán)流的產(chǎn)生）環(huán)流的產(chǎn)生因渦流的產(chǎn)生，液體沖向渦輪使兩輪間產(chǎn)生牽連運動，渦輪產(chǎn)生繞軸旋轉(zhuǎn)的扭矩。可見，循環(huán)圓內(nèi)的液體繞軸旋轉(zhuǎn)形成“環(huán)流”。上述兩種油流的合成，形成一條首尾相接的螺旋流。液力耦合器4.油液流動（螺旋形路線）只有存在循環(huán)流運動時才能傳遞動力；只有存在轉(zhuǎn)速差（nBnw）才能存在環(huán)流運動；（轉(zhuǎn)

5、速差越大，傳遞的轉(zhuǎn)矩 越大） nW Vb,所以Vc沖擊導輪的正面。汽車加速行駛，渦輪轉(zhuǎn)速增加，Va逐漸變小，Vb逐漸變大，使得Vc的方向發(fā)生了改變。液力變矩器的工作原理當渦輪轉(zhuǎn)速是泵輪轉(zhuǎn)速的0.85倍時，Vc的方向與導輪的方向相切，那么導輪對渦輪的反作用力FD消失，即MD為零，MW=MB，此時相當于耦合器，此時稱謂耦合工作點。液力變矩器的工作原理當渦輪的轉(zhuǎn)速與泵輪轉(zhuǎn)速向接近時，Va最小，Vb最大，Vc的方向沖擊導輪的背面，導輪對渦輪的反作用力使渦輪有反向運動的趨勢，所以MW=MB-MD，此時，渦輪的輸出扭矩小于泵輪的輸入扭矩。最終，當渦輪與泵輪的轉(zhuǎn)速相同時，工作液流動停止，不傳遞動力。液力變矩

6、器的工作原理液力變矩器的工作特性定義：當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩一定，泵輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩也一定時，渦輪與泵輪之間的轉(zhuǎn)矩比、轉(zhuǎn)速比、和傳動效率三者的變化規(guī)律。變扭比（K）=MW/Mb，一般為24倍。轉(zhuǎn)速比（i）=nw/nb1傳動效率（）=輸出功率/輸入功率 =Nw/Nb=K i1注意與齒輪的傳動比區(qū)別i=輸入/輸出液力變矩器在泵輪轉(zhuǎn)速不變的條件下，渦輪轉(zhuǎn)矩隨其轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律，即為變矩器特性。 液力變矩器的工作特性液力變矩器的工作特性i=0.85耦合點變矩器效率耦合器效率變矩器效率變矩器效率三元件綜合式液力變矩器這是一種典型的轎車用液力變矩器。三元件是指其工作輪的數(shù)目為三個，即泵輪、渦輪和導輪各一個。1滾

7、柱 2塑料墊片 3渦輪輪轂 4曲軸凸緣 5渦輪 6起動齒圈 7變矩器殼 8泵輪 9導輪 10單向離合器外座圈 11單向離合器內(nèi)座圈 12泵輪輪轂 13變矩器輸出軸(齒輪變速器第一軸) 14導輪固定套管 15推力墊片 16單向離合器蓋 液力變矩器的單向離合器 綜合式液力變矩器的目的，在于當渦輪處于低速和中速段時，可利用液力變矩器增大輸入轉(zhuǎn)矩的特點；而在渦輪處于高轉(zhuǎn)速段時，可利用液力耦合器高效率的特點，即結(jié)合了普通液力變矩器和耦合器的優(yōu)點。 1內(nèi)座圈內(nèi)座圈 2外座圈外座圈 3導輪導輪 4鉚釘鉚釘 5滾輪滾輪 6疊片彈簧疊片彈簧滾柱式楔塊式液力變矩器的單向離合器 三元件綜合式液力變矩器特性曲線耦合器

8、效率變矩器效率四元件綜合式液力變矩器為了使液力變矩器的高效率區(qū)域更寬，可將導輪分割成兩個，分別裝在各自的單向離合器上，從而形成雙導輪。 1起動齒圈起動齒圈 2變矩器殼變矩器殼 3曲軸凸緣曲軸凸緣 4第一導輪（第一導輪（） 5渦輪渦輪 6泵輪泵輪 7第二導輪（第二導輪（） 8自由輪機構(gòu)自由輪機構(gòu) 9輸出軸輸出軸 10導輪導輪固定套管固定套管四元件綜合式液力變矩器特性曲線帶鎖止離合器的液力變矩器 閉鎖式液力變矩器可以實現(xiàn)液力變矩器傳動和機械直接傳動兩種工況，把兩者的優(yōu)點結(jié)合于一體。a)閉鎖離合器分離狀態(tài)閉鎖離合器分離狀態(tài) b)閉鎖離合器接合狀態(tài)閉鎖離合器接合狀態(tài)帶鎖止離合器的液力變矩器帶鎖止離合器

9、的液力變矩器 帶鎖止離合器的液力變矩器 液力機械變速器多數(shù)自動變速器是采用多排行星齒輪機構(gòu)提供不同的傳動比。傳動比可以由駕駛員手動選擇，也可以由電控系統(tǒng)或液壓控制系統(tǒng)通過接合和釋放換擋離合器和制動器自動選擇。液力機械變速器單排行星齒輪機構(gòu)的傳動原理行星齒輪機構(gòu)工作時將太陽輪、齒圈和行星架這三者中的任一元件作為主動件，使它與輸入軸聯(lián)結(jié)，將另一元件作為被動件與輸出軸聯(lián)結(jié)，再將第三個元件加以約束制動。這樣整個行星齒輪機構(gòu)即以一定的傳動比傳遞動力。行星齒輪變速器工作情況視頻1-太陽輪；太陽輪；2-齒圈；齒圈；3-行星架；行星架；4-行星齒輪行星齒輪單排行星齒輪機構(gòu)的傳動原理設太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速

10、分別為n1、n2和n3，齒數(shù)分別為zl、z2和z3，齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為。根據(jù)能量守恒定律，可得單排行星齒輪機構(gòu)一般運動規(guī)律的特性方程式:其中：其中：=Z2/Z111）齒圈固定，太陽輪主動，行星架被動）齒圈固定，太陽輪主動，行星架被動13132）齒圈固定，行星架主動，太陽輪被動）齒圈固定，行星架主動，太陽輪被動i i3131)3 ）太陽輪固定，齒圈主動，行星架被動）太陽輪固定，齒圈主動，行星架被動 i i23234）太陽輪固定，行星架主動，齒圈被動）太陽輪固定，行星架主動，齒圈被動32322 2/(1+)/(1+)5）行星架固定，太陽輪主動，齒圈被動）行星架固定，太陽輪主動，齒圈被動 6）行

11、星架固定，齒圈主動，太陽輪被動）行星架固定，齒圈主動，太陽輪被動7）直接傳動）直接傳動8）自由轉(zhuǎn)動）自由轉(zhuǎn)動 行星齒輪機構(gòu)的工作情況行星齒輪機構(gòu)的工作情況 狀狀態(tài)態(tài)擋擋位位固定部件固定部件輸入部件輸入部件輸出部件輸出部件旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向1 1降速擋降速擋齒圈齒圈太陽輪太陽輪行星架行星架相同方向相同方向2 2超速超速擋擋齒圈齒圈行星架行星架太陽輪太陽輪相同方向相同方向3 3降速降速擋擋太陽輪太陽輪齒圈齒圈行星架行星架相同方向相同方向4 4超速超速擋擋太陽輪太陽輪行星架行星架齒圈齒圈相同方向相同方向5 5倒倒擋擋位位（降速）（降速）行星架行星架太陽輪太陽輪齒圈齒圈相反方向相反方向6 6倒倒擋擋位位

12、（超速）（超速）行星架行星架齒圈齒圈太陽輪太陽輪相反方向相反方向7 7直接直接擋擋沒有沒有任意兩個任意兩個第三元件第三元件同向同速同向同速8 8空空擋擋位位沒有沒有不定不定不定不定不轉(zhuǎn)動不轉(zhuǎn)動行星齒輪機構(gòu)與外嚙合齒輪機構(gòu)相比具有以下優(yōu)點：1）所有行星齒輪均參與工作，都承受載荷，行星齒輪工作更安靜，強度更大。2）行星齒輪工作時，齒輪間產(chǎn)生的作用力由齒輪系統(tǒng)內(nèi)部承受，不傳遞到變速器殼體，變速器可以設計得更薄、更輕。3）行星齒輪機構(gòu)采用內(nèi)嚙合與外嚙合相結(jié)合的方式，與單一的外嚙合相比，減小了變速器尺寸。4）行星齒輪系統(tǒng)的齒輪處于常嚙合狀態(tài)，不存在掛擋時的齒輪沖擊，工作平穩(wěn)，壽命長。三、換擋執(zhí)行機構(gòu)行星

13、齒輪變速器中的所有齒輪都處于常嚙合狀態(tài)，擋位變換必須通過以不同方式對行星齒輪機構(gòu)的基本元件進行約束(即固定或連接某些基本元件)來實現(xiàn)。能對這些基本元件實施約束的機構(gòu)，就是行星齒輪變速器的換擋執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)主要由離合器、制動器和單向離合器三種執(zhí)行元件組成，離合器和制動器是以液壓方式控制行星齒輪機構(gòu)元件的旋轉(zhuǎn)，而單向離合器則是以機械方式對行星齒輪機構(gòu)的元件進行鎖止。點擊播放點擊播放花鍵轂花鍵轂輸入軸輸入軸彈簧彈簧活塞活塞殼體殼體主動盤主動盤壓盤壓盤從動盤從動盤卡環(huán)卡環(huán)它由制動帶、油缸、活塞和調(diào)整件組成。外彈簧為活塞的回位彈簧。內(nèi)彈簧為旋轉(zhuǎn)鼓反作用力的緩沖彈簧，防止活塞振動。調(diào)整點多在帶的支撐端

14、，可在體外調(diào)整或拆下油底調(diào)整。擰動調(diào)整螺栓來調(diào)整（旋緊再松23圈），調(diào)好后再用鎖緊螺母鎖緊。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單易于安裝，帶式制動器軸向尺寸小可縮短變速器的長度。缺點：使變速器殼體上產(chǎn)生局部的高應力區(qū)；制動帶磨損后需要調(diào)整間隙；工作的平順性差，控制油路中多配有緩沖閥調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘制動帶制動帶工作油路工作油路活塞桿活塞桿活塞活塞制動鼓制動鼓點擊播放點擊播放1.1.辛普森辛普森行星齒輪系統(tǒng)行星齒輪系統(tǒng)辛普森式行星齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式辛普森式行星齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式 1-前齒圈；前齒圈；2-前行星輪；前行星輪；3-前行星架和后齒圈組件前行星架和后齒圈組件4-前后太陽輪組件；前后太陽輪組件；5-后行星輪；后行星輪

15、；6-后行星架后行星架辛普森式行星齒輪機構(gòu)嚙合形式辛普森式行星齒輪機構(gòu)嚙合形式辛普森式辛普森式3擋行星齒輪變速器換檔執(zhí)行元件擋行星齒輪變速器換檔執(zhí)行元件 超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈（1 1）結(jié)構(gòu)特點）結(jié)構(gòu)特點B B0 0：超速擋制動器：超速擋制動器 F F0 0：超速擋單向離合器：超速擋單向離合器 C C0 0：超速擋離合器：超速擋離合器 B B1 1：擋滑行制動器擋滑行制動器 F F1 1：擋單向離合器擋單向離合器 C C1 1：前

16、進擋離合器：前進擋離合器 B B2 2：擋制動器擋制動器 F F2 2：低擋單向離合器：低擋單向離合器 C C2 2：高擋及倒擋離合器：高擋及倒擋離合器B B3 3：低擋及倒擋制動器：低擋及倒擋制動器工作原理工作原理自動變速器換擋手柄有六個位置：自動變速器換擋手柄有六個位置：P P、R R、N N、D D、2 2、L L。（1 1）換擋手柄位于）換擋手柄位于“D D”位時位時D D位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位1 1擋。擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸

17、入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位2 2擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、B B2 2 、 F F1 1工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位2 2擋。擋。D D位位3 3擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位3 3

18、擋。擋。D D位位4 4擋：擋：B B0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位4 4擋。擋。2檔3檔超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈（2 2）換擋手柄位于）換擋手柄位于“2 2”位時位時2 2位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于2 2位位1 1擋。擋。2 2位位2 2擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 B B1 1 、 B B2 2 、 F F1 1工作，變速工作，變速器處于器處于2 2位位2 2擋。擋。（3 3）換擋手柄位于）換擋手柄位于“L L”位時位時變速器只能接通變速器只能接通1擋。擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈（4 4）換擋手柄位于）換擋手柄位于“R R”位時位時 C C0 0、 F F0 0 、C C2 2、B B3 3 工作，變速器