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汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析.doc

汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析

听天使在哭泣d
2017-10-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析doc》,可适用于综合领域

汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析o年第期深圳职业技术学院JournalofShenzhenPolytechnicNoo汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析贺萍,董铸荣(深圳职业技术学院汽车工程系,广东深圳)摘要:汽车自动变速器的部件比较复杂,许多从事自动变速器维修及相关工作的技术人员对其某些机构(如单向离合器)的理解不够全面,许多专业资料对于单向离合器的作用也没有系统的分析本文以丰田ADE自动变速器为例,详细分析了自动变速器中辛普森式行星齿轮机构中的各个单向离合器的设计意图,及他们的作用和工作原理,以供借鉴关键词:自动变速器辛普森式行星齿轮机构单向离合器中图分类号:U文献标识码:A文章编号:()汽车自动变速器系统是一个比较复杂的系统,单向离合器是其中重要的一个部件,几乎所有关于自动变速器工作原理的资料文献都会涉及到单向离合器的作用,但对于单向离合器作用与工作原理的分析不够深入…笔者根据工作实践,较为详细地分析了自动变速器中辛普森式行星齿轮机构中的各个单向离合器的原理及作用,以为相关从业人员提供指导现有文献对于单向离合器的描述图所示为辛普森式行星齿轮机构【】,在超速行星排中有一单向离合器F在前,后行星排中有个单向离合器F和F从图分析Fn似乎是多余的,因为它与离合器C并联,它的功能完全可以由C来完成F与F也同样有这个问题O世纪O年代出产的自动变速器都没有设计单向离合器,只有制动器和离合器,年以后生产的自动变速器才开始设计有单向离合器那么单向离合器到底是可有可无,还是对自动变速器的性能产生至关重要的作用呢设计单向离合器的意图是什么呢下面以丰田ADE自动变速器为例作一分析图辛普森式行星齿轮机构工作原理示意图表为丰田ADE自动变速器操纵元件工作情况表,表示自动变速器在不同档位时起作用的各个部件状态一般文献【】中是这样描述各个单向离合器的作用的:)单向离合器F的作用:当变速器处于非超速档时,超速离合器C和超速单向离合器F均起作用,使得超速行星架与超速太阳轮联锁在一起,超速行星齿轮机构作为一个整体直接传递动力)单向离合器F的作用:在"D"位二档时,锁止太阳轮,使输出轴按二档转速输出当发动机减速时,使太阳轮在无载荷状态下空转,未将惯性动力从输出轴传递给输入轴,故无发动机制动功能)单向离合器F的作用:在"D"或""位收藕日期:一Ol一作者筒介:贺萍(一),女,湖南人,博士,副教授,主要研究领域为现代汽车技术深圳职业技术学院第卷一档时,锁止前行星架,使输出轴按一档转速输出当发动机减速时,使前行星齿轮机构空转,未将惯性动力从输出轴传递给输入轴,故无发动机制动功能从以上的描述,我们无法获知单向离合器是如何起作用的,工作过程是怎样的因此有必要对其进一步深入分析,才能真正了解单向离合器的原理与作用表丰田ADE自动变速器操纵元件工作情况变速杆超速超速超速后离合器C号号号号号制动器B位置档位离合制动单向前离离合合器制动制动单向单向器C器BCl内活塞外活塞器Bl器B离合离合内活塞外活塞器F器FI器FP停车ooR倒档ooooOoN空档oooooooooooDoooooooooooooooooooLoooooo注:利用发动机制动时起作用单向离合器的作用和工作原理探讨单向离合器F的作用和工作原理从图l可以看出,一旦离合器co结合,单向离合器F就不起任何作用了,则前文中所叙述的"当变速器处于非超速档时,超速离合器Co和超速单向离合器Fo均作用"显然是不对的当自动变速器正常工作时,对于超速行星排来说,除了超速档(档)时是制动器Bo工作,其他任何档位如:P档,R档,N档,前进D档(,,档),都是离合器Co起作用,在这些工况下,单向离合器F都不起任何作用当汽车启动时,自动变速器的油泵由于转速低,油压较低,离合器Co尚未完全结合,也就是超速行星架与太阳轮尚未完全联锁(当没有单向离合器时),而超速太阳轮发动机转速已传递到超速行星架,还未转动,使得离合器盘(外边缘凸缘与超速太阳轮啮合)和离合器片(内边缘键槽与超速行星架啮合)由于有转差且处于相对运动状态,造成很大磨损,严重时烧蚀摩擦片增加单向离合器F后,只要超速行星架有比太阳轮高速的趋势,单向离合器F就起作用,将超速行星架和超速太阳轮联锁在一起避免了因离合器Co未结合造成的磨损世纪年代生产的自动变速器,由于没有单向离合器F的设计,离合器Co片子多且大,仍然容易烧蚀而年以后生产的自动变速器由于增加了单向离合器F,所设计的离合器Co片子只有l一片,而且半径很小,原因正由于此此外,当非超速档和超速档之间转化时,离合器Co和制动器Bo存在交叉作用的可能,为防止运动干涉,液压元件的泄油速度要高于注油速度,因此会出现离合器Co和制动器Bo均不工作的情况,即空档由于超速齿圈是超速行星排的输出元件,并与车轮连接,惯性大,速度短时间内无变化而超速行星架是超速行星排的输入元件,并与发动机连接如果没有单向离合器F的设计,在此空档时期发动机会升速(档升档时)或降速(档降档时),一旦制动器Bo或离合器Co完全结合而起作用时,由于超速行星架和超速齿圈速度不匹配,从而造成换档冲击【】单向离合器F正是为解决换档第期贺萍,董铸荣:汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析冲击而设计的图所示为超速行星排平面示意图,有种工况:一是当制动器B起作用时,超速太阳轮被固定,超速行星架输入,此时单向离合器F不起作用,超速齿圈增速输出,为超速档另一种工况是当制动器B不起作用时,由于超速齿圈是超速行星排的输出元件,与车辆连接,运动阻力大,相当于被固定,超速行星架顺时针输入,则超速太阳轮顺时针增速输出,此时单向离合器F内圈转速快,外圈转速慢,相对超速太阳轮来说,超速行星架逆时针转动,则单向离合器F立即起作用,它夹持超速行星架与超速太阳轮同速旋转,相当于离合器的作用故非超速档和超速档之间转化时,不存在空档,只要制动器B起作用时就是超速档,B一脱掉,F立即起作用,就是非超速档超速行图超速行星排工作原理示意图从上述分析可知单向离合器F的作用主要有:)汽车启动时,油压还未建立时,保护离合器Co,减少磨损)由超速档向档降档时,制动器B一脱离,立即起到离合器C的作用,避免换档过程出现的空档环节,消除降档时的冲击单向离合器F,的作用和工作原理如图所示,在"D"位档时,制动器B不起作用,B起作用,那么单向离合器F是否起作用取决于太阳轮的运动趋势如何判断太阳轮的运动趋势呢如图所示,后行星排行星架为输出元件,与车轮连接阻力大,相当于有外力阻止输出元件转动,可假设其转速为,相当于后行星架被固定,当后齿圈按顺时针方向输入时,则太阳轮有逆时针方向旋转的运动趋势,而单向离合器F正是起阻止太阳轮逆时针旋转的作用,将太阳轮固定因此,后齿圈按顺时针方向输入,以使后行星架即输出轴按顺时针二档转速输出图"D"位档时后行星排工作原理示意图当驾驶员突然松开节气门踏板,发动机减速进入怠速工况,而汽车在惯性作用下仍以原来的车速行驶此时驱动轮将通过自动变速器输出轴反向带动行星齿轮机构运转,后行星架成为主动件,后齿圈则变成从动件【】由于后齿圈比输出轴旋转更慢,促使后行星轮按逆时针方向绕其轴旋转因此,太阳轮被强制按顺时针方向旋转,如图所示然而,单向离合器F不能阻止太阳轮按顺时针方向旋转,因此太阳轮在无载荷状态下按顺时针方向旋转,未传递扭矩至后齿圈故在此种工况下,自动变速器自动进入空档状态输入(减慢)图"D"位档发动机减速时后行星排工作原理示意图应该注意到,单向离合器F必须在制动器B起作用后才能起作用本来B,F只在"D"位档起作用,但根据丰田ADE各档操纵元件工作情况表可知,在"D"位档(直接档)时B也起作用,从表面上看起来这似乎多余,因为档是前,后离合器C,C起作用,无需B起任何作用但此时B结合,正是为档,档相互转换时,由深圳职业技术学院第卷B,Fl共同作用,解决换档过程的空档问题所以,单向离合器Fl的作用主要有:)在"D"位档时起制动器的作用,产生二档传动比)在"D"位档时当发动机减速时,使自动变速器自动进入空档状态)档向档转换时,后离合器C一脱离,F立即起制动器的作用,避免换档过程出现的空档环节,消除换档冲击单向离合器F的作用经分析,可知单向离合器F的作用有:)在"D"或""位档时起制动器的作用,产生一档传动比)当发动机减速时,使自动变速器自动进入空档状态)避免换档过程出现的空档环节,使得换档平稳不冲击)避免汽车起步过程出现的空档环节,使汽车起步平稳不冲击参考文献:薛矫智单向离合器在自动变速器中的作用分析J公路与汽运,()王遂双汽车电子控制系统的原理与检修(底盘和车身部分)M北京:北京理工大学出版社,全国汽车维修专项技能认证技术支持中心编写组自动变速器M北京:教育科学出版社,万茂松汽车自动变速器换档品质改进的研究J郑州航空工业管理学院,:FunctionsofOneWayClutchesinSimpsonPlanetGearMechanismofAutomotiveAutoTransHEPing,DONGZhurong(DepartmentofAutomotiveEngineering,ShenzhenPolytechnic,Shenzhen,Guangdong,China)Abstract:AutotransofautomotiveisSOcomplicatedthatmanytechniciansfailtogetanindepthunderstandingoftheirmechanism,suchasonewayclutchesinautotrans,andasystematicalanalysisisstillunavailableinsometechnicalliteratureThispapertakesToyotaADEautotransasanexampletoanalyzeindetailthedesignofvariousonewayclutchesinSimpsonplanetgearmechanismofanautomatictransmission,aswellastheirfunctionsandworkingprinciplesKeyWOrds:autotransSimpsonplanetgearmechanismonewayclutches(责任编辑:王璐)

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