液力机械变速器

1、13.5液力机械变速器液力机械变速器 1、自动变速器的特点及组成、自动变速器的特点及组成 2、液力传动装置、液力传动装置 3、行星齿轮传动机构、行星齿轮传动机构 4、液压自动换挡操纵机构、液压自动换挡操纵机构 一、概述一、概述 1、特点：、特点： ）使驾驶操作简便省力，提高了行车的安全性。）使驾驶操作简便省力，提高了行车的安全性。 ）提高了发动机和传动系的寿命，因采用液力传动，发动）提高了发动机和传动系的寿命，因采用液力传动，发动 机和传动系是弹性连接，能缓和冲击，有利于延长相关零机和传动系是弹性连接，能缓和冲击，有利于延长相关零 件的寿命。件的寿命。 ）能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内

2、实现自动换）能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内实现自动换 档，提高了汽车的动力性和经济性。档，提高了汽车的动力性和经济性。 ）提高了乘车的舒适性。）提高了乘车的舒适性。 ）可避免因外界负荷突增而造成过载和发动机熄火现象，）可避免因外界负荷突增而造成过载和发动机熄火现象， 并且可以降低排放污染。并且可以降低排放污染。 2、自动变速器的构成、自动变速器的构成 液力变矩器、（行星）齿轮变速器、自液力变矩器、（行星）齿轮变速器、自 动换档控制系统（液压控制系统）、电动换档控制系统（液压控制系统）、电 子控制系统子控制系统 液力变矩器液力变矩器 液压控制系统液压控制系统 行星齿轮机构行星齿轮机构 车

3、速信号车速信号节气门开度信号节气门开度信号 连接曲轴连接曲轴 二、液力传动装置二、液力传动装置 功用：功用： 利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输 出的动力传给变速器。出的动力传给变速器。 分类：分类： 液力偶合器：传递转矩，输出转矩与输入转矩液力偶合器：传递转矩，输出转矩与输入转矩 相等。相等。 液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩。 1、液力偶合器、液力偶合器 工作原理：工作原理： 输入轴输入轴泵轮泵轮涡轮涡轮输出轴输出轴曲轴曲轴 2、 液力变矩器液力变矩器 结构：结构： 液力变矩器结构图液力变矩器结构图 飞轮飞轮 涡

4、轮涡轮 导轮导轮 泵轮泵轮 变矩器壳变矩器壳 液力变矩器工作轮展开图液力变矩器工作轮展开图 叶片叶片 nw0，nB 0， nw nB（导轮固定）；（导轮固定）； Mw=MB+MD ； 起步之前起步之前 当当nw0.85nB 时（导轮固定），时（导轮固定），Mw=MB 液流的方向与导轮叶液流的方向与导轮叶 片平行时，变矩器由片平行时，变矩器由 变矩变为偶合工况变矩变为偶合工况 起步后中间状态起步后中间状态 Mw=MB （ MD ） 高速运行高速运行 当当nwnB 时，液力变矩器失去传递动力的能力时，液力变矩器失去传递动力的能力 分析结论分析结论 a . 泵轮、涡轮和导轮三个工作轮是转换能量，传递

5、动泵轮、涡轮和导轮三个工作轮是转换能量，传递动 力和变扭的基本元件；力和变扭的基本元件； b . 液体同时绕工作轮轴线作旋转运动和沿循环圆作轴液体同时绕工作轮轴线作旋转运动和沿循环圆作轴 面循环运动；面循环运动； c . 变矩器输出转矩随涡轮的转速而变化变矩器输出转矩随涡轮的转速而变化 液力变矩器特性液力变矩器特性 a.转速比：转速比： iWB=nw/nB b.变矩系数变矩系数K：涡轮与泵轮的转矩之比，：涡轮与泵轮的转矩之比， K=Mw/MB c.效率效率:涡轮输入功率与泵轮输出功率之比。涡轮输入功率与泵轮输出功率之比。=Ki WB 三、行星齿轮传动机构三、行星齿轮传动机构 1、行星轮机构、行

6、星轮机构 齿圈齿圈 行星架行星架 太阳轮太阳轮 行星齿轮行星齿轮 2、行星齿轮机构变速原理、行星齿轮机构变速原理 运动方程式：运动方程式： n1+n2（1+）n3=0 n1：太阳轮转速；：太阳轮转速； n2：齿圈转速；：齿圈转速； n3：行星架转速；：行星架转速； =Z2/Z1； Z1：太阳轮的齿数太阳轮的齿数； Z2：齿圈的齿数齿圈的齿数 行星齿轮机构的传动规律行星齿轮机构的传动规律 1）齿圈齿圈2固定，太阳轮固定，太阳轮1主动，行星架主动，行星架3从动，从动，减速减速 同向运动；同向运动； i13=n1/n3= Z3/Z1=1+Z2/Z11 2）太阳轮）太阳轮1固定，齿圈固定，齿圈2主动，

7、主动， 行星架行星架3从动，从动，减速同向传动减速同向传动 i23=n2/n3=Z3/Z2=1+Z1/Z2 1 3）行星架）行星架3固定，太阳轮固定，太阳轮1主动，主动， 齿圈齿圈2从动，减速反向传动从动，减速反向传动 i12=n1/n2=Z2/Z1，Z2/Z11 1+Z2/Z1= (Z1 +Z2 ) / Z1 = Z3 / Z1 4）齿圈）齿圈2固定，行星架固定，行星架3主动，主动， 太阳轮太阳轮1从动，超速同向传动从动，超速同向传动 i31=n3/n1=Z1/Z3=Z1/(Z1+Z2) 1 5）太阳轮）太阳轮1固定，行星架固定，行星架3主动，主动， 齿圈齿圈2从动，超速同向传动从动，超速同

8、向传动 i32=n3/n2=Z2/Z3=Z2/(Z1+Z2) 1 6）行星架）行星架3固定，齿圈固定，齿圈2主动，主动， 太阳轮太阳轮1从动，从动，超速反向传动超速反向传动 i21=n2/n1=Z1/Z21 7）任意两件固连，第三件同步旋转，直接档）任意两件固连，第三件同步旋转，直接档 8） 三件全自由，空档三件全自由，空档 传动规律小节传动规律小节 方案方案主动件主动件被动件被动件固定件固定件传动比传动比备注备注 1太阳轮太阳轮行星架行星架齿圈齿圈1+ 减速减速 增扭增扭 2齿圈齿圈行星架行星架太阳轮太阳轮（1+ ）/ 3太阳轮太阳轮齿圈齿圈行星架行星架 4行星架行星架齿圈齿圈太阳轮太阳轮

9、/ （1+ ） 增速增速 减扭减扭 5行星架行星架太阳轮太阳轮齿圈齿圈1 / （1+ ） 6齿圈齿圈太阳轮太阳轮行星架行星架1/ 7任意两个连成一体任意两个连成一体1直接档直接档 8无任意元件制动又无任二元件连成一体无任意元件制动又无任二元件连成一体三元件自由转三元件自由转空档空档 四、行星齿轮换档执行元件四、行星齿轮换档执行元件 离合器、制动器和单向离合器离合器、制动器和单向离合器 基本作用：连接、固定和锁止。基本作用：连接、固定和锁止。 1、离合器：、离合器： 连接作用连接作用 离合器鼓离合器鼓 离合器活塞离合器活塞 弹簧座弹簧座 卡环卡环 钢片（外花键）钢片（外花键） 摩擦片摩擦片 （内

10、花键）（内花键） 卡环卡环 止推轴承止推轴承 离合器毂离合器毂 密封圈密封圈 回位弹簧回位弹簧 2、制动器、制动器 片式制动器片式制动器 钢片（外花键）钢片（外花键） 摩擦片摩擦片 （内花键）（内花键） 制动器毂制动器毂 变速器壳（制动器鼓）变速器壳（制动器鼓） 帯式制动器帯式制动器 制动鼓转动方向制动鼓转动方向 制动带制动带 推杆推杆 活塞活塞 制动鼓制动鼓 单向离合器单向离合器 功用：功用： 依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的， 其连接和固定也只能是单方向的。其连接和固定也只能是单方向的。 结构：结构： 楔块楔块 外环外环 内环内环 楔块式单

11、向离合器楔块式单向离合器 五、行星齿轮变速器五、行星齿轮变速器 两轴两速式液力机械变速器两轴两速式液力机械变速器 1、空挡、空挡 2、低速挡、低速挡 变矩器变矩器 输入轴输入轴 低速挡制动带制动低速挡制动带制动 前排齿圈前排齿圈 行星架行星架 后排行星架后排行星架 后排中心轮后排中心轮 后排行星轮后排行星轮 后排齿圈后排齿圈 输出轴输出轴 3、直接挡、直接挡 离合器接合离合器接合 变矩器变矩器 输入轴输入轴 前排齿圈前排齿圈 前排中心轮前排中心轮 前排行星架前排行星架后排行星架后排行星架 后排中心轮后排中心轮 输出轴输出轴 同步同步 同步同步 4、倒档、倒档 倒档制动带制动倒档制动带制动 后排

12、行星轮后排行星轮 （换向）（换向） 后排中心轮后排中心轮输出轴输出轴变矩器变矩器 输入轴输入轴 六、液压自动换档操纵机构六、液压自动换档操纵机构 构成：构成： 滤网滤网 油泵油泵 主油路主油路 调压阀调压阀 倒档制倒档制 动器动器 手控阀手控阀 选挡手柄选挡手柄 节气门节气门 节气门阀节气门阀 加速踏板加速踏板 换档阀换档阀 速控阀速控阀 低档制低档制 动器动器 1、动力源：油泵、动力源：油泵 功用：功用： 向变矩器、控制机构、齿轮系统、冷油向变矩器、控制机构、齿轮系统、冷油 器等提供足够的油液，实现传扭、控制、器等提供足够的油液，实现传扭、控制、 润滑、和降温。润滑、和降温。 结构：结构：

13、内齿圈内齿圈 月牙形隔板月牙形隔板 主动齿轮主动齿轮 吸油腔吸油腔 压油腔压油腔 0.05-0.10mm 0.1-0.3mm 工作原理：工作原理： 依靠容积的变化，进油和出油，又称为容依靠容积的变化，进油和出油，又称为容 积泵。积泵。 注意：注意： a.装用自动变速器的汽车不能利用推车起动装用自动变速器的汽车不能利用推车起动 的方法使发动机运转；的方法使发动机运转； b.装用自动变速器的汽车不能被长距离拖车装用自动变速器的汽车不能被长距离拖车 V30km/h，S80km 。 2、执行机构：离合器和制动器、执行机构：离合器和制动器 3、控制机构：、控制机构： 1）主油路调压阀：）主油路调压阀：

14、功用：稳定主油路油压功用：稳定主油路油压 PH 的高的高 低取决于低取决于 弹簧的预弹簧的预 紧力紧力 2）手控阀）手控阀 功用：功用： 驾驶员通过手控阀实现油路的转换来改驾驶员通过手控阀实现油路的转换来改 变自动变速器的工作范围。变自动变速器的工作范围。 3）节气门阀）节气门阀 功用：产生与节气门开度成正比的油压，功用：产生与节气门开度成正比的油压， 控制换档阀，实现自动换档。控制换档阀，实现自动换档。 结构结构： （机械式）（机械式） 节气门阀体节气门阀体 4）速控阀）速控阀 功用：功用： 产生与车速成正比的速控油压，控制换档产生与车速成正比的速控油压，控制换档 阀，实现自动换档。阀，实现

15、自动换档。 销轴销轴 重块重块 弹簧弹簧 出油孔出油孔 滑阀滑阀 卡簧卡簧 5）换挡阀）换挡阀 功用：功用： 改变挡位油路的转换，改变挡位油路的转换，控制自动变速器的控制自动变速器的 升、降档时刻升、降档时刻 。 换挡阀换挡阀 主油路进油孔主油路进油孔 至低挡换挡执行元件至低挡换挡执行元件 速控油压速控油压 节气门油压节气门油压 至高挡换挡执行元件至高挡换挡执行元件 6）选挡杆的使用）选挡杆的使用 示意图：示意图： 锁止按钮锁止按钮 挡位挡位 各挡位功能：各挡位功能： P P R R N N D D 3 3 2 2 1 1 随意换随意换 视车速视车速 停车后停车后 根据车速、节气门开度等变化因素，根据车速、节气门开度等变化因素， 按照设定的换档规律，自动变换档按照设定的换档规律，自动变换档 位位 变速器最高能够升到变速器最高能够升到