第十六章汽车自动变速器.ppt
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1、第十六章 汽车自动变速器,汽车自动变速器即自动操纵式变速器。 特点 可根据发动机负荷和车速等工况的变化自动变换传动系统的传动比 使汽车获得良好的动力性和燃油经济性 有效减少发动机排放污染 显著提高车辆行驶的安全性、乘坐舒适性和操纵轻便性。,第一节 概述,自动变速器的类型 按传动比变化方式可分为有级式、无级式和综合式; 按齿轮变速系统的控制方式可分为液控液压和电控液压式两种。,自动变速器的类型,按齿轮变速机构分为 平行轴式自动变速器:普通齿轮啮合传动,体积较大,使用少 行星齿轮式自动变速器:行星齿轮传动,结构紧凑、体积小,使用多。,按控制方式分类,液控液力自动变速器 电控液力自动变速器,概述,自
2、动变速器的组成 由液力变矩器、齿轮变速器、液力控制系统、电子控制系统等几部分组成。 电控液力自动变速器的基本工作原理 在手控制阀选定位置后,把各传感器的参数转变为电信号输入电子控制单元(ECU)。在换挡点,ECU向各执行元件发出电信号,控制执行机构换挡,第一节 概述,液力机械式自动变速器由液力传动系统、机械式齿轮变速系统、液压操纵系统、液压或电子控制系统组成。,第二节 液力耦合器与液力变矩器 液力耦合器的结构和工作原理,一、液力耦合器,采用液力耦合器的优缺点 液力耦合器的优点 保证汽车平稳起步; 衰减传动系的扭转振动; 防止传动系过载; 显著减少换档次数。 液力耦合器的缺点 只能传递转矩,不能
3、改变转矩大小; 不能取代离合器,使传动系统纵向尺寸增加; 传动效率较低。,二、液力变矩器,液力变矩器的工作原理,液力变矩器特性,液力变矩器有两个重要的特性参数:液力变矩器传动比i和液力变矩器变矩系数K,其定义如下。 液力变矩器传动比 液力变矩器变矩系数,经过上述分析:,液力变矩器的输出转矩可以根据涡轮的转速变化:具体为: 涡轮速度低:转矩大于泵轮转矩; 涡轮速度等于设定值:转矩等于泵轮转矩 涡轮速度高:转矩小于泵轮转矩; 涡轮速度等于泵轮速度:不传递转矩。 液力变矩器能够改变扭矩的原因是在泵轮和涡轮之间加入了导轮。,结论:,液力变矩器传动比=1,连续可变; 液力变矩器转矩随着行驶工况自动的改变
4、。 涡轮的速度低:较大的转矩,0时的转矩最大; 涡轮的速度高:较小的转矩;nw=nb,0; 涡轮速度高于nw1:输出转矩小于输入转矩,效率低 液力变矩器同时具有液力耦合器保证汽车平稳起步,衰减传动系扭转振动,防止系统过载的特点,液力变矩器构造,三元件综合式液力变矩器,单向离合器,滚柱式单向离合器的构造和工作原理 导轮逆时针旋转时,滚柱向外座圈和内座圈形成的楔形槽的宽槽处滚动,滚柱与外座圈(包括导轮)一起绕内座圈滚动。 导轮顺时针旋转时,滚柱向楔形槽窄槽处滚动,从而阻止外座圈(包括导轮)的滚动。,作用是只允许导轮单向旋转,不允许其逆转。,楔块式单向离合器的构造和工作原理,楔块式单向离合器的构造和
5、工作原理 楔块式单向离合器的工作原理是,内座圈固定,当外座圈顺时针旋转时,楔块顺时针旋转,L1L,楔块阻止外座圈旋转。,三元件综合式液力变矩器的特性,三元件综合式液力变矩器的特性,耦合器效率,变矩器效率,工况转换点,变矩器的效率:输出功率与输入功率之比。 iik=1范围内:耦合器效率高 在变矩器状态下最高效率为92%,在耦合器状态下的高传动比区的效率可达96%。,四元件综合式液力变矩器,四元件综合式液力变矩器的特性是两个变矩器特性和一个耦合器特性的综合。 四元件综合式液力变矩器比三元件液力变矩器多了一个导轮,两个导轮分别装在各自的单向离合器上。,带锁止离合器的液力变矩器,带锁止离合器液力变矩器
6、的特点是, 汽车在变工况下行驶时(如起步、经常加减速),锁止离合器分离,相当于普通液力变矩器; 当汽车在稳定工况下行驶时,锁止离合器接合,动力不经液力传动,直接通过机械传动传递,变矩器效率为1。,第三节 液力机械变速器,液力变矩器一般与齿轮变速器(有级式)共同组成,液力机械变速器。,原因: 1.液力变矩器的变矩系数较小,不能满足汽车的需要; 2.过大的变矩系数影响液力变矩器的效率;,注意: 与液力变矩器配合使用的一般是行星齿轮变速器(轴线旋转式)但也有采用轴线固定式的。 原因: 行星齿轮变速箱结构紧凑,承载能力大,可以用较小齿轮实现较大传动比,传动效率高,机构运动平衡,抗振能力强。,液力机械变
7、速器,原因?: 液力变矩器的变矩系数较小,不能满足需要;过大的变矩系数影响液力变矩器的效率; 液力变矩器一般与齿轮变速器(有级式)共同组成,液力机械变速器。 注意: 与液力变矩器配合使用的一般是行星齿轮变速器(轴线旋转式),也有采用轴线固定式的。 行星齿轮变速箱结构紧凑,承载能力大,可以用较小齿轮实现较大传动比,传动效率高,行星齿轮机构,行星齿轮,中心齿轮,行星架,齿圈,组装图,周转轮系,部件定义 中心轮(太阳轮):1.3 系杆(转臂或行星架):2 分类 按自由度数 差动轮系(F=2) 行星轮系(F=1) 按构件数 2KH型 3KH型,周转轮系(按自由度分类),行星轮系,差动轮系,周转轮系分类
8、(按构件数),2KH型,3KH型,周转轮系传动比计算,行星齿轮变速箱计算,中心轮:1,太阳轮:t,系杆:H,行星架:j,中心轮:3,齿圈:q,行星齿轮变速箱,运动计算,标注说明: t太阳轮 q齿圈 j行星架 K行星排特性系数,单行星排运动分析,标注说明: t太阳轮 q齿圈 j行星架 K行星排特性系数,太阳轮制动,齿圈输入、行星架输出,输入,输出,太阳轮制动,行星架输入、齿圈输出,输入,输出,齿圈制动,太阳轮输入、行星架输出,输入,输出,齿圈制动,行星架输入、太阳轮输出,输入,输出,行星架制动,太阳轮输入、齿圈输出,输入,输出,行星架制动,齿圈输入、太阳轮输出,输入,输出,采用闭锁离合器将任意两
9、构件相连,输入,输出,双行星排传动,对于复杂行星传动机构,其自由度F可按下式计算,式中 m参加作用的行星排数; l参加作用的行星排构件之间的连接数。,双行星排传动,知道复杂行星传动的自由度后,即可确定为实现确定的传动所需接合的摩擦元件数。 对于双行星排,可取l2,取F1时,摩擦元件数为1。设行星排的特性系数分别为,则可实现的传动方案数为N180。以下举例。,双行星排传动(举例),如右图所示,输入为第一行星排太阳轮,输出为第二行星排太阳轮,第一行星排行星架、齿圈分别和第二行星排太阳轮、行星架相连。可列等式为:,输入,输出,双行星排传动(举例),可列等式为:t太阳轮 q齿圈 j行星架,式中又有:,
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