加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 汽车构造_自动变速箱

汽车构造_自动变速箱

汽车构造_自动变速箱

zzfileshare
2009-02-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《汽车构造_自动变速箱pdf》,可适用于工程科技领域

第十六章第十六章汽车自动变速器汽车自动变速器第十六章汽车自动变速器一、主要内容液力耦合器与液力变矩器的工作原理液力机械变速器的结构与原理自动变速器的操纵机构金属带式无级变速器第节概述自动变速器:根据发动机负荷和汽车车速等工况自动变换传动系统的传动比以使汽车获得良好的动力性和燃油经济性并减少发动机的排放以及提高车辆行驶的安全性、乘坐舒适性和操纵轻便性。第节概述自动变速器的类型:按传动比的变化范围:¾有级式自动变速器:¾无级式自动变速器:¾综合式自动变速器:又称为电控机械自动变速箱是在机械式齿轮变速器的基础上加上电控部分实现自动控制的变速箱。传动比在一定的范围内可以连续变化。可分为电力式、液力式(动液式)和金属带式无级变速箱。由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械变速箱。其传动比可在几个间断的区间内连续变化。按操纵方式分类:™液控液压自动变速箱由各种控制阀将控制参数转变为液压控制信号并由此控制信号直接操纵换档阀进行换档的自动变速箱。™电控液压自动变速箱由电子控制单元(ECU)根据各种传感器测得参数并按照其内部设定的策略控制液压阀和液压执行元件进行换档的自动变速箱。变速器的类型:自动变速器的组成液力变矩器行星齿轮变速机构液压控制系统换档控制机构液压操纵执行机构液力变矩器行星齿轮变速机构电子控制系统换档控制机构液压操纵执行机构液控液压自动变速器的组成:电控液压自动变速器的组成:第节液力耦合器与液力变矩器液力耦合器和液力变矩器都是动液传动装置。所谓动液传动是指靠液体在循环流动过程中动能的变化而传递动力的液压传动方式。曲轴壳体泵轮涡轮输出轴液力耦合器液力耦合器的结构和工作原理主动元件:泵轮从动元件:涡轮泵轮刚性连接在外壳上与曲轴一起旋转。涡轮连接在从动轴上。泵轮与涡轮构成工作轮。在泵轮与涡轮上径向焊接了数目相同的叶片用来传递动力。泵轮与涡轮装合后其通过输入轴或者输出轴的断面为环形成为循环圆传递动力的液体即绕轴线作圆周运动又在循环圆内从高能区向低能区作循环运动。在工作轮之间留有一定的间隙(mm)一方面保证安装精度另一方面过小的间隙会增加液体流动的阻力甚至引起涡流。工作液充满液力耦合器壳体同时通过补偿阀和泄油阀补充或者排除工作液。液力耦合器的工作原理原理:流动的液体在动能变化过程中吸收或者放出能量。液力耦合器的工作过程曲轴壳体泵轮涡轮输出轴液力耦合器的工作过程工作轮旋转工作液体在离心力的作用下外端的动能高于内端的动能因此工作液在绕轴线作圆周运动的同时沿工作轮叶片由内部向外部流动。其速度取决于曲轴的速度和工作轮的半径。泵轮与涡轮的半径相同而泵轮的速度高于涡轮的速度因此泵轮内外部工作液压高于涡轮外部的工作液压工作液自泵轮的外部流向涡轮并形成首尾相连的螺旋线。泵轮对液体做功时其能量增高液体对涡轮做功并由涡轮将动力传递给输出轴。液力耦合器的工作过程简单地说:液力耦合器的工作过程是:泵轮接受发动机传来的机械能并将其传给工作液这时工作液的动能升高然后再由工作液将动能传给涡轮并由涡轮将动力输出液力耦合器实现传动的必要条件是:泵轮和涡轮之间有液体循环流动产生液体循环流动的原因是二者存在转速差。因此在液力耦合器工作时泵轮的速度总是大于涡轮的速度。液力耦合器的工作过程(举例)汽车起步发动机曲轴带动泵轮旋转涡轮与传动系处于静止状态。泵轮带动工作液对涡轮做功并产生转矩发动机转速增高上述转矩增大并克服汽车的起步阻力。汽车上采用液力耦合器的优缺点优点:¾泵轮与涡轮之间允许较大的转速差可以保证汽车的平稳起步和加速同时衰减系统扭转振动引起的过载¾延长传动系统的使用寿命¾在暂时停车时也可以不脱开传动系统可以减少换档的次数缺点:¾液力耦合器只能传递扭矩而不能改变扭矩的大小因此必须与变速机构一起使用。¾增加质量和尺寸。因为液力耦合器不能完全的中断动力因此在换档时仍然需要离合器来中断动力减少换档时的冲击载荷。¾存在液流损失传动效率低。目前在汽车上的应用逐渐减少。液力变矩器液力变矩器的工作原理和特征a组成:固定在发动机曲轴上固定在输出轴上固定在固定套管上。泵轮、涡轮、导轮。b液力变矩器与液力耦合器的不同点:¾在结构上多一个不动的导轮。¾不仅能传递转矩还能在泵轮转速和转矩不变的前提下改变涡轮转矩的大小。c液力变矩器的展开图将循环圆的中间流线展开一条直线中间流线:将流道分割成面积相等的两部分的流线。叶片设泵轮、导轮、涡轮对工作液的作用转矩为:Mb、Md、M’w则有:M’w=MbMd因为M’w=-Mw(涡轮输出转矩)因此:Mw〉Mb液力变矩器起到了增大转矩的作用。当涡轮的转矩随着泵轮的转矩增大而增大到克服汽车的起步阻力则汽车实现起步。d液力变矩器的工作原理设发动机转速和负荷不变即泵轮的(nb)和转矩(Mb)不变。nw=以起步工况为例。汽车实现起步nw>此时由涡轮叶片出口处的速度为:v=wuu牵连速度w沿叶片的相对速度。当v与导轮的出口方向一致时Md=此时:Mw=Mb汽车实现起步nw继续增大V继续向左倾斜Md变为负值此时:Mw=Mb-Md直至:nw=nb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一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。e液力变矩器的特性表征液力变矩器的特性的参数为:传动比i:输出速度与输入速度之比。i=nw÷nb变矩系数K:输出转矩与输入转矩之比。k=Mw÷Mb最大变矩系数:涡轮转速为时的变矩系数。泵轮(nb)和转矩(Mb)不变。结论:¾液力变矩器的传动比为小于等于的连续可变的数¾液力变矩器的转矩随着汽车的行驶工况自动的改变。当涡轮的速度低时具有较大的转矩涡轮速度为时的转矩最大当涡轮的速度高时具有较小的转矩涡轮速度与泵轮的速度相等时的转矩最小为¾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的扭转振动防止系统过载的特点。¾在涡轮速度高于nw时涡轮的输出转矩小于泵轮的输入转矩效率低、降低了动力性。典型液力变矩器结构a三元件综合式液力变矩器三元件:泵轮、导轮、涡轮各个。泵轮通过壳体、起动齿圈托盘、螺钉固定在曲轴凸缘上。涡轮通过涡轮轮毂上的花键与输出轴连接。导轮通过单向离合器及其花键连接在固定不动的套管上。b单向离合器的结构与作用导轮外圈内圈铆钉滚柱弹簧导轮传力变为耦合器单向离合器的作用在液力变矩器的涡轮速度达到一定的程度时让液力变矩器转化为液力耦合器工作以增大涡轮在高速时的输出的转矩提高动力性。因为这个液力变矩器可以转化为液力耦合器工况因此称之为综合式的。一般将液力变矩器的工作状态的数目称之为相。同时一般将导轮与泵轮、或者导轮与导轮之间的涡轮数称之为液力变矩器的级。上述液力变矩器的全称为:单级双相三元件综合式液力变矩器。c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。在变矩系数K>(i<ik)范围内:变矩器的效率比耦合器高在变矩系数K<(i>ik)范围内:变矩器的效率比耦合器低采用综合式液力变矩器的目的是为了增加变矩器高效区。称自变矩器转为耦合器工作的点称为工况转换点。c三元件综合式液力变矩器的特性液力变矩器为了避免气蚀现象其中的工作液应该保持一定的补偿压力。补偿压力来自于油泵的补偿油。因为补偿压力的存在工作轮轴向受力因此需要考虑磨损问题。c三元件综合式液力变矩器的特性特点:结构简单工作可靠性能稳定效率高在变矩器状态下的最高效率为在耦合器状态下的高传动比区的效率可达。d四元件综合式液力变矩器工作轮:泵轮导轮导轮涡轮。共四个元件。d四元件综合式液力变矩器原因:三元件的液力变矩器在最高效区到转换点之间的效率较低。办法:让导轮与导轮先后与涡轮同向旋转而提高效率。特性:两个变矩特性与一个耦合特性的组合。具有三个工作状态因此称之为单级三相四元件综合式液力变矩器。e带锁止离合器的液力变矩器锁止离合器的作用:在良好的路面上让液力变矩器被锁止使液力变矩器的输入轴和输出轴刚性连接(涡轮与泵轮接合成一体)提高传动效率此时的变矩器效率为。原因:因为液力损失和泵轮与涡轮之间的转速差液力变矩器的效率比机械传动低导致燃油经济性差。e带锁止离合器的液力变矩器锁止离合器的组成:主动部分:油缸活塞、传力盘与泵轮一起旋转。从动部分:从动盘通过铆钉与涡轮轮毂连接并通过涡轮轮毂花键将动力传给输出轴。分离(压紧)部分:油缸与活塞。注意:锁止离合器接合时单向离合器应该分离否则被固定的导轮仍然会带来很大的液力损失。带锁止离合器的液力变矩器称之为闭锁式液力变矩器。第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:液力变矩器的变矩系数较小不能满足汽车的需要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的齿轮实现较大的传动比传动效率高机构运动平衡抗振能力强。行星齿轮变速器的工作原理单排行星齿轮机构的工作原理太阳轮作用在行星齿轮上的力矩:M=F×r()齿圈作用在行星齿轮上的力矩:M=F×r()行星架作用在行星齿轮上的力矩:M=F×r()其中:r=r(rr)=(rr)()设:齿圈与太阳轮的齿数比为a:a=zz=rr即r=a×r()代入()中得:r=(a)r()行星齿轮的平衡条件:F=F()F=-F=-F()将()~()带入()~()可以得到:M=F×rM=aF×r()M=-(a)F×r根据能量守恒:M×wM×wM×w=()其中w为齿轮的角速度。{将()带入()可以得到:wa*w-(a)w=()将角度替换为转速()可写为:na*n-(a)n=()na*n-(a)n=()从式中可以看出:太阳轮、齿圈与行星齿轮架者任意一对可作为传动件如果有两个被固定在一起则第三个的速度与前两个相同传动比为如果三个均为自由转动则行星齿轮不能传动相当于空档。行星架被固定时太阳轮、齿圈转速相反可作为倒档。任意两个作为传动件时的传动比:na*n-(a)n=()分别讨论如下:)齿圈固定:n=i=nn=a=zz)太阳轮固定:n=i=nn=(a)a=zz)行星架固定:n=i=nn=-a=-zz)n=nn=n=n)全部自由时不传递动力。复合式行星齿轮机构的工作原理主要有:辛普森(simpson)式拉威挪(ravigneaux)式定义:具有两排以上行星的行星齿轮机构。原因:单排行星齿轮机构所提供的传动比数目是有限的为了获得较多的档数可以采用两排或三排行星齿轮机构。a辛普森(simpson)式结构特点:两排行星齿轮共用一个太阳轮。有四个控制元件:离合器C、C制动器B、B。a辛普森(simpson)式辛普森行星齿轮机构的运动方程为:nBa*n-(a)nB=nBa*ns-(a)n=nc=n-nsnc=n-nB在离合器完全结合时:nc和nc为。档结合:离合器C结合单向离合器FW卡住(相当于B制动。辛普森行星齿轮机构的运动方程为:nBa*n-(a)nB=()nBa*ns-(a)n=()nc=n-ns=nfw=nB=化简后:nBa*n=()nBa*n-(a)n=()()()化简后:i=nn=(a)a档结合:离合器C结合B制动。辛普森行星齿轮机构的运动方程为:nBa*n-(a)nB=()nBa*ns-(a)n=()nc=n-ns=nB=由()化简后:a*n-(a)n=()i=nn=(a)a档结合:离合器CC结合。离合器CC结合辛普森行星齿轮机构的运动方程为:nBa*n-(a)nB=()nBa*ns-(a)n=()nc=n-ns=()nc=n-nB=()由()、()得:n=ns=nB带入()得:i=nn=倒档结合:离合器C结合、B制动。离合器C结合B制动辛普森行星齿轮机构的运动方程为:nBa*n-(a)nB=()nBa*ns-(a)n=()nc=n-nB=nB=由nc=n-nB=得:n=nB并nB=带入()得:iR=nn=ab拉威挪(ravigneaux)式辛普森(simpson)式与拉威挪(ravigneaux)式的特点:¾辛普森式与拉威挪式都是具有个前进档和个倒档的复合式行星齿轮变速机构并都有个控制元件。离合器与制动器的作用是改变行星齿轮各运动件之间的相对运动关系实现不同的档位传动。¾辛普森式的两排行星齿轮机构共用太阳轮拉威挪式的两排行星齿轮机构共用齿圈和行星架¾拉威挪式结构复杂传动效率比辛普森式低但其结构比较紧凑。液力变矩器与行星齿轮变速器组成的夜力机械变速器液力变矩器与行星齿轮变速器组成的液力机械变速器空档:直接档离合器分离、低速档和倒档制动器松开。低速档:直接档离合器分离、低速档制动器制动、倒档制动器松开。该档的传动比不等于后排太阳轮与后排齿圈的齿数比。直接档:直接档离合器结合、低速档制动器、倒档制动器松开。前后行星齿轮被联锁传动比为。倒档:直接档离合器分离、低速档制动器松开、倒档制动器制动。行星架被锁定后排太阳轮与后排齿圈的旋转方向相反。液力机械变速器的总传动比液力机械变速器的总传动比为:液力变矩器的变矩系数K与齿轮变速器的传动比i的乘积。I=K*i传动比越大液力机械变速器的所传递的转矩越大转速越低这点与机械变速箱是一致的。因为液力变矩器的变矩系数在一定的范围内可以连续变化配合上机械变速机构后液力机械变速器的传动比在几个区间内是连续变化的。我们称之为部分无级变速器。液力变矩器与固定轴线变速器组成的液力机械变速器增速器液力变矩器变速器操纵离合器由低速油泵驱动增速器传动比驱动:举升油泵、转向油泵、低速油泵。液力变矩器:单级三相四元件综合式带锁止离合器的液力变矩器、换档离合器和全同步变速器铸成的液力机械变速器目前国外的重型车辆采用了由WSK系统与全同步的多档变速器组成的液力变矩器。WSK系统由锁止离合器、变矩器、滑行单向离合器和换档离合器组成的“变矩器换档离合器系统”的德文缩写。在不同工况下的工作特点:良好路面条件下锁止离合器锁止采用纯机械传动提高效率。汽车起步或者坏路面条件下液力变矩器工作充分发挥液力变矩器起步平稳、自动适应阻力变化和减少换档次数的优点。滑行单向离合器的作用:当变矩器、变速器工作时滑行单向离合器脱开当汽车下坡时让驱动轮带动发动机转动起到发动机缓冲制动的作用。双流液力机械传动发动机液力变矩器机械变速器串联式发动机液力变矩器机械变速器行星齿轮机构并联式双流液力机械传动液力机械分流根据:液力变矩器与行星齿轮机构的位置关系分为:外分流、内分流、复合分流外分流式液力机械传动发动机功率行星架太阳轮泵轮涡轮液力变矩器输出轴内分流液力机械传动复合分流液力机械传动发动机功率泵轮涡轮导轮行星齿轮行星齿轮上述两种方式的综合具有较高的变矩系数、较高的效率和较宽的效率范围。作业:行星齿轮机构的运动规律方程是什么?方程中的各字符的物理意义?按单排行星齿轮的运动方程说明行星齿轮机构的工作特点。p第题需要掌握辛普森和拉维挪式行星齿轮机构的运动方程并会计算各档位的传动比。第节自动变速器的操纵机构自动操纵汽车前进行驶过程中驾驶员按行驶需要控制加速踏板变速器根据发动机负荷和汽车行驶速度的变化自动的换入不同的档位。分为:液控液压操纵系统、电控液压操纵系统。特点:操纵轻便换档过程平稳提高舒适性结构复杂工艺复杂。液力机械自动变速器供油系统执行装置控制装置换档品质控制装置主油路、换档信号系统、换档阀系统、滤清冷却系统换档离合器、换档制动器、单向离合器缓冲阀、限流阀、单向节流阀、节流孔。油泵自动变速器的操纵机构的组成液力变矩器油泵执行机构换档品质控制系统滤清冷却系统换档阀系统主油路调压阀¾主油路系统:主油路调压阀、高压管路部分将系统的油压调整到各档工作对应的压力并输送给各部件。¾换档信号系统:节气门阀、离心调速器阀。将发动机负荷信号和车速信号发送给换档阀。¾换档阀系统:换档阀、手控换档阀、强制低档阀。实现变速器的自动换档动作此外也可以通过手控换档阀实现驾驶员的意图。在高速超车时切入强制低档阀可获得良好的动力性。¾换档品质控制器系统:缓冲阀、低档限流阀、单向阀、节流孔。保证换档时的舒适性、可靠性和平顺性。¾滤清冷却系统:冷却器、滤清器。保证系统内油液的工作在一定的范围内。主要部件的结构与工作原理a换档离合器主动部分:主动片花键毂连在轴上。从动部分:从动片制动毂太阳轮。压紧分离机构:弹簧、活塞。湿式离合器:离合器工作在油液环境中具有接合柔和散热好的特点。工作过程接合过程:高压油液自A进入活塞的左腔让活塞右移将主动部分与从动部分压紧前排太阳轮与轴一起转动于是挂入直接档。分离过程:无压力油进入A在弹簧力的作用下活塞左移主动部分与从动部分分离。安全阀的作用:避免主动部分与从动部分之间在分离后的滑磨。b换档制动器换档制动分为:带式和片式两种片式的结构与换档离合器相同。片式比带式工作柔和。但其实现的最大力矩比带式小。a节气门阀b主油路c由换档阀控制活塞各档位工作示意图b换档制动器手控制阀处于空档和倒档时:手控制阀处于前进档或前进低档时:手控制阀处于直接档时:c关闭倒档制动器P×d手控制阀手控制阀又称选档阀是一个手控的多路换向阀一般分为:P、R、N、D四个档位也有加入(S、L)档的。××××××××泄油口在空档、前进档、手低档时都有高压油经O进入主油路调压阀的B腔主油路压力在~MPa范围内。倒档时主油路压力在~MPa范围内。空档前进档手低档换档阀不受节气门阀的控制低档制动器e节气门阀:根据发动机的工作负荷状况的变化改变输入给换档阀的油液压力。空档或倒档时:××主油路的压力油不进入节气门阀。滑阀处于最右端。倒档倒档制动器f离心调速阀:根据车速的变化改变输入给换档阀的油压。结构与工作原理:滑阀大重块小重块低速时:离心力F、F较小不足以平衡油液压力滑阀外移油液通道p较小输出油压较小。FF高速时:重块的离心力F较大滑阀内移油液通道p较大输出油压较大。在达到一定的车速后油液压力变滑平稳。作业:自动变速器的液控液压操纵系统由哪几部分组成各部分的作用是什么?换档阀的有何作用它是如何工作的?第节金属带式无级自动变速器机械式无级变速器简称CVT(ContinuouslyVariableTransmission)于世纪年代由荷兰的VDT(VANDoorne’sTransmissionbV)公司研制成功了新型的金属带式无级自动变速器简称VDTCVT。特点:具有结构紧凑重量轻、成本低的特点适合于微型和普通轿车。VDT–CVT的结构和工作原理VDT–CVT的结构和工作原理¾无级变速部分由:油泵、主动轮(可动与不可动部分)、金属带、从动轮(可动与不可动部分)和控制油缸组成。¾主动轮和从动轮的直径在一定的范围内可以连续变化从而实现传动比的连续变化。¾传动比由液压控制系统根据行驶路况来调节¾VDT–CVT的传动比一般在~之间¾采用VDT–CVT在结构上需要离合器以保证汽车起步平稳VDT–CVT的主要部件金属带:金属片:~mm工具钢片叠成。金属环:mm的带环叠成对金属片起导向作用。金属带的工作表面是它的两个侧面。VDT–CVT的主要部件工作轮可动部分在液压力可沿轴向移动可连续的变化工作轮的工作直径实现无级变速。油泵:为液压系统提供一定压力的油液。VDT–CVT的控制系统机械液压控制系统电子液压控制系统机械液压控制系统¾组成¾工作过程节气门开度增大换档凸轮旋转¾带机械离合器的VDT–CVT带液力耦合器VDT–CVT特点:改善了汽车起步特性但结构复杂。为了扩大传动比范围和实现倒档增加了行星齿轮机构。带电磁离合器VDT–CVT电磁离合器:工作原理:靠电磁力来传递转矩。结构:主动部分:从动部分:压紧与分离部分:主动部分与从动部分之间的线圈、磁份材料。电磁离合器的特点:¾可以通过控制通电电流来控制电磁离合器锁传递扭矩的大小通电电流越大锁传递的扭矩越大。¾主动部分与从动部分之间无接触、无磨损且二者的间隙不会发生变化无需调整¾允许主动部分与从动部分之间的“滑磨”不等速解决了起步问题。¾对磁粉材料的物理化学特性要求高。带液力变矩器的VDT–CVT采用液力耦合器的VDT–CVT不仅能解决汽车起步平稳的问题同时还可以扩大VDT–CVT的总传动比。同时可以提高燃油经济性。但结构和复杂降低了系统的效率。ZF公司年开发了适用于轿车的综合式无级变速器分为CFT和CRT两种CFT用于发动横向前置前驱动CRT应用于发动纵向前置后轮驱动。作业:自动变速箱电子控制系统的由哪几部分组成?各部分的作用是什么?CVT的主要组成部分有哪些?为什么CVT需要离合器和中间变速器?

用户评价(2)

  • wu_sem 谢谢您的分享

    2010-11-16 17:42:43

  • tttide 这个资料挺好的

    2009-08-09 21:32:17

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/20

汽车构造_自动变速箱

仅供在线阅读

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利