液力机械传动

1、液力机械传动液力机械式自动变速器AT不同车型的自动变速器总体来说，主要包括：液力变矩器、齿轮变速器、油泵、控制系统、手控连杆机构、冷却系统、壳体等几个部分。发动机车轮液力变矩器作用？思考液力变矩器齿轮变速器液力机械式自动变速器AT液力变矩器安装的位置识别自动变速驱动桥自动变速驱动桥自动变速器自动变速器 主要内容液力耦合器液力变矩器的结构与工作原理综合式液力变矩器一、液力耦合器 1.组成 泵轮、涡轮液力耦合器 1.组成 泵轮、涡轮 发动机曲轴凸缘上装有发动机曲轴凸缘上装有外壳，外壳，泵轮泵轮与外壳连接与外壳连接（或焊接）在一起，随曲（或焊接）在一起，随曲轴一起转动，为液力偶合轴一起转动，为液力偶

2、合器的器的主动部分主动部分。与泵轮相。与泵轮相对安装的对安装的涡轮涡轮，与输出轴，与输出轴连接在一起，为液力变矩连接在一起，为液力变矩器的器的从动部分从动部分。 泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲扭曲的叶片的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环导环。变。变矩器壳体与曲轴后端的飞轮相连接。矩器壳体与曲轴后端的飞轮相连接。 泵 轮 涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲方向相反涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲方向相反。涡。涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相连。轮中心有花键孔与变速器输入轴相连。涡

3、轮液力耦合器 2.结构泵轮和涡轮统称为工作轮，相对安装且互不接触，两轮装合后相对端面之间有34mm的间隙；各工作轮用铝合金精密制造，或用钢板冲压焊接而成,叶轮内部有许多径向叶片，叶片有一定的曲率；它们的内腔共同构成圆形或椭圆形的环状空腔，其轴线断面一般为圆形，此环状空腔称为循环圆，该剖面是位于通过包含泵轮、涡轮轴所作的截面，也称轴截面。液力耦合器3.工作原理水泵带动水轮机一对风扇液力耦合器传动原理：输入轴输入的机械能通过泵轮传给工作液，提高其动能，工作液在循环流动过程中又将动能传给涡轮输出。因此，液力耦合器实现传动的必要条件是工作液在泵轮和涡轮之间有循环流动。液力偶合器涡流、液力偶合器涡流、环

4、流的产生环流的产生耦合器油液流动轨迹视频 （1 1）“涡流涡流”的产生的产生 当泵轮随飞轮转动时，由于离心力的作用，液体沿泵轮叶片间的通道向外缘流动，外缘油压高于内缘油压，油液从泵轮外缘冲向涡轮外缘，又从涡轮内缘流入泵轮内缘，可见在轴向断面（循环圆）内，液体流动形成循环流，称为“涡流”。 （2 2）环流的产生）环流的产生因涡流的产生，液体冲向涡轮使两轮间产生牵连运动，涡轮产生绕轴旋转的扭矩。可见，循环圆内的液体绕轴旋转形成“环流”。上述两种油流的合成，形成一条首尾相接的螺旋流。液力耦合器4.油液流动（螺旋形路线）只有存在循环流运动时才能传递动力；只有存在转速差（nBnw）才能存在环流运动；（转

5、速差越大，传递的转矩 越大） nW Vb,所以Vc冲击导轮的正面。汽车加速行驶，涡轮转速增加，Va逐渐变小，Vb逐渐变大，使得Vc的方向发生了改变。液力变矩器的工作原理当涡轮转速是泵轮转速的0.85倍时，Vc的方向与导轮的方向相切，那么导轮对涡轮的反作用力FD消失，即MD为零，MW=MB，此时相当于耦合器，此时称谓耦合工作点。液力变矩器的工作原理当涡轮的转速与泵轮转速向接近时，Va最小，Vb最大，Vc的方向冲击导轮的背面，导轮对涡轮的反作用力使涡轮有反向运动的趋势，所以MW=MB-MD，此时，涡轮的输出扭矩小于泵轮的输入扭矩。最终，当涡轮与泵轮的转速相同时，工作液流动停止，不传递动力。液力变矩

6、器的工作原理液力变矩器的工作特性定义：当发动机的转速和转矩一定，泵轮的转速和转矩也一定时，涡轮与泵轮之间的转矩比、转速比、和传动效率三者的变化规律。变扭比（K）=MW/Mb，一般为24倍。转速比（i）=nw/nb1传动效率（）=输出功率/输入功率 =Nw/Nb=K i1注意与齿轮的传动比区别i=输入/输出液力变矩器在泵轮转速不变的条件下，涡轮转矩随其转速变化的规律，即为变矩器特性。 液力变矩器的工作特性液力变矩器的工作特性i=0.85耦合点变矩器效率耦合器效率变矩器效率变矩器效率三元件综合式液力变矩器这是一种典型的轿车用液力变矩器。三元件是指其工作轮的数目为三个，即泵轮、涡轮和导轮各一个。1滚

7、柱 2塑料垫片 3涡轮轮毂 4曲轴凸缘 5涡轮 6起动齿圈 7变矩器壳 8泵轮 9导轮 10单向离合器外座圈 11单向离合器内座圈 12泵轮轮毂 13变矩器输出轴(齿轮变速器第一轴) 14导轮固定套管 15推力垫片 16单向离合器盖 液力变矩器的单向离合器 综合式液力变矩器的目的，在于当涡轮处于低速和中速段时，可利用液力变矩器增大输入转矩的特点；而在涡轮处于高转速段时，可利用液力耦合器高效率的特点，即结合了普通液力变矩器和耦合器的优点。 1内座圈内座圈 2外座圈外座圈 3导轮导轮 4铆钉铆钉 5滚轮滚轮 6叠片弹簧叠片弹簧滚柱式楔块式液力变矩器的单向离合器 三元件综合式液力变矩器特性曲线耦合器

8、效率变矩器效率四元件综合式液力变矩器为了使液力变矩器的高效率区域更宽，可将导轮分割成两个，分别装在各自的单向离合器上，从而形成双导轮。 1起动齿圈起动齿圈 2变矩器壳变矩器壳 3曲轴凸缘曲轴凸缘 4第一导轮（第一导轮（） 5涡轮涡轮 6泵轮泵轮 7第二导轮（第二导轮（） 8自由轮机构自由轮机构 9输出轴输出轴 10导轮导轮固定套管固定套管四元件综合式液力变矩器特性曲线带锁止离合器的液力变矩器 闭锁式液力变矩器可以实现液力变矩器传动和机械直接传动两种工况，把两者的优点结合于一体。a)闭锁离合器分离状态闭锁离合器分离状态 b)闭锁离合器接合状态闭锁离合器接合状态带锁止离合器的液力变矩器带锁止离合器

9、的液力变矩器 带锁止离合器的液力变矩器 液力机械变速器多数自动变速器是采用多排行星齿轮机构提供不同的传动比。传动比可以由驾驶员手动选择，也可以由电控系统或液压控制系统通过接合和释放换挡离合器和制动器自动选择。液力机械变速器单排行星齿轮机构的传动原理行星齿轮机构工作时将太阳轮、齿圈和行星架这三者中的任一元件作为主动件，使它与输入轴联结，将另一元件作为被动件与输出轴联结，再将第三个元件加以约束制动。这样整个行星齿轮机构即以一定的传动比传递动力。行星齿轮变速器工作情况视频1-太阳轮；太阳轮；2-齿圈；齿圈；3-行星架；行星架；4-行星齿轮行星齿轮单排行星齿轮机构的传动原理设太阳轮、齿圈和行星架的转速

10、分别为n1、n2和n3，齿数分别为zl、z2和z3，齿圈与太阳轮的齿数比为。根据能量守恒定律，可得单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式:其中：其中：=Z2/Z111）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动13132）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动i i3131)3 ）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动 i i23234）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动32322 2/(1+)/(1+)5）行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动）行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动 6）行

11、星架固定，齿圈主动，太阳轮被动）行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动7）直接传动）直接传动8）自由转动）自由转动 行星齿轮机构的工作情况行星齿轮机构的工作情况 状状态态挡挡位位固定部件固定部件输入部件输入部件输出部件输出部件旋转方向旋转方向1 1降速挡降速挡齿圈齿圈太阳轮太阳轮行星架行星架相同方向相同方向2 2超速超速挡挡齿圈齿圈行星架行星架太阳轮太阳轮相同方向相同方向3 3降速降速挡挡太阳轮太阳轮齿圈齿圈行星架行星架相同方向相同方向4 4超速超速挡挡太阳轮太阳轮行星架行星架齿圈齿圈相同方向相同方向5 5倒倒挡挡位位（降速）（降速）行星架行星架太阳轮太阳轮齿圈齿圈相反方向相反方向6 6倒倒挡挡位位

12、（超速）（超速）行星架行星架齿圈齿圈太阳轮太阳轮相反方向相反方向7 7直接直接挡挡没有没有任意两个任意两个第三元件第三元件同向同速同向同速8 8空空挡挡位位没有没有不定不定不定不定不转动不转动行星齿轮机构与外啮合齿轮机构相比具有以下优点：1）所有行星齿轮均参与工作，都承受载荷，行星齿轮工作更安静，强度更大。2）行星齿轮工作时，齿轮间产生的作用力由齿轮系统内部承受，不传递到变速器壳体，变速器可以设计得更薄、更轻。3）行星齿轮机构采用内啮合与外啮合相结合的方式，与单一的外啮合相比，减小了变速器尺寸。4）行星齿轮系统的齿轮处于常啮合状态，不存在挂挡时的齿轮冲击，工作平稳，寿命长。三、换挡执行机构行星

13、齿轮变速器中的所有齿轮都处于常啮合状态，挡位变换必须通过以不同方式对行星齿轮机构的基本元件进行约束(即固定或连接某些基本元件)来实现。能对这些基本元件实施约束的机构，就是行星齿轮变速器的换挡执行机构。执行机构主要由离合器、制动器和单向离合器三种执行元件组成，离合器和制动器是以液压方式控制行星齿轮机构元件的旋转，而单向离合器则是以机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。点击播放点击播放花键毂花键毂输入轴输入轴弹簧弹簧活塞活塞壳体壳体主动盘主动盘压盘压盘从动盘从动盘卡环卡环它由制动带、油缸、活塞和调整件组成。外弹簧为活塞的回位弹簧。内弹簧为旋转鼓反作用力的缓冲弹簧，防止活塞振动。调整点多在带的支撑端

14、，可在体外调整或拆下油底调整。拧动调整螺栓来调整（旋紧再松23圈），调好后再用锁紧螺母锁紧。优点：结构简单易于安装，带式制动器轴向尺寸小可缩短变速器的长度。缺点：使变速器壳体上产生局部的高应力区；制动带磨损后需要调整间隙；工作的平顺性差，控制油路中多配有缓冲阀调整螺钉调整螺钉制动带制动带工作油路工作油路活塞杆活塞杆活塞活塞制动鼓制动鼓点击播放点击播放1.1.辛普森辛普森行星齿轮系统行星齿轮系统辛普森式行星齿轮机构结构形式辛普森式行星齿轮机构结构形式 1-前齿圈；前齿圈；2-前行星轮；前行星轮；3-前行星架和后齿圈组件前行星架和后齿圈组件4-前后太阳轮组件；前后太阳轮组件；5-后行星轮；后行星轮

15、；6-后行星架后行星架辛普森式行星齿轮机构啮合形式辛普森式行星齿轮机构啮合形式辛普森式辛普森式3挡行星齿轮变速器换档执行元件挡行星齿轮变速器换档执行元件 超速挡行星架超速挡行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中间轴中间轴输入轴输入轴输出轴输出轴超速挡太阳轮超速挡太阳轮超速挡齿圈超速挡齿圈前行星齿圈前行星齿圈太阳轮太阳轮后行星齿圈后行星齿圈（1 1）结构特点）结构特点B B0 0：超速挡制动器：超速挡制动器 F F0 0：超速挡单向离合器：超速挡单向离合器 C C0 0：超速挡离合器：超速挡离合器 B B1 1：挡滑行制动器挡滑行制动器 F F1 1：挡单向离合器挡单向离合器 C C1 1：前

16、进挡离合器：前进挡离合器 B B2 2：挡制动器挡制动器 F F2 2：低挡单向离合器：低挡单向离合器 C C2 2：高挡及倒挡离合器：高挡及倒挡离合器B B3 3：低挡及倒挡制动器：低挡及倒挡制动器工作原理工作原理自动变速器换挡手柄有六个位置：自动变速器换挡手柄有六个位置：P P、R R、N N、D D、2 2、L L。（1 1）换挡手柄位于）换挡手柄位于“D D”位时位时D D位位1 1挡：挡：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，变速器处于工作，变速器处于D D位位1 1挡。挡。超速挡行星架超速挡行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中间轴中间轴输入轴输

17、入轴输出轴输出轴超速挡太阳轮超速挡太阳轮超速挡齿圈超速挡齿圈前行星齿圈前行星齿圈太阳轮太阳轮后行星齿圈后行星齿圈超速挡行星架超速挡行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中间轴中间轴输入轴输入轴输出轴输出轴超速挡太阳轮超速挡太阳轮超速挡齿圈超速挡齿圈前行星齿圈前行星齿圈太阳轮太阳轮后行星齿圈后行星齿圈D D位位2 2挡：挡：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、B B2 2 、 F F1 1工作，变速器处于工作，变速器处于D D位位2 2挡。挡。D D位位3 3挡：挡：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，变速器处于工作，变速器处于D D位位3 3

18、挡。挡。D D位位4 4挡：挡：B B0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，变速器处于工作，变速器处于D D位位4 4挡。挡。2档3档超速挡行星架超速挡行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中间轴中间轴输入轴输入轴输出轴输出轴超速挡太阳轮超速挡太阳轮超速挡齿圈超速挡齿圈前行星齿圈前行星齿圈太阳轮太阳轮后行星齿圈后行星齿圈（2 2）换挡手柄位于）换挡手柄位于“2 2”位时位时2 2位位1 1挡：挡：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，变速器处于工作，变速器处于2 2位位1 1挡。挡。2 2位位2 2挡：挡：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 B B1 1 、 B B2 2 、 F F1 1工作，变速工作，变速器处于器处于2 2位位2 2挡。挡。（3 3）换挡手柄位于）换挡手柄位于“L L”位时位时变速器只能接通变速器只能接通1挡。挡。超速挡行星架超速挡行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中间轴中间轴输入轴输入轴输出轴输出轴超速挡太阳轮超速挡太阳轮超速挡齿圈超速挡齿圈前行星齿圈前行星齿圈太阳轮太阳轮后行星齿圈后行星齿圈（4 4）换挡手柄位于）换挡手柄位于“R R”位时位时 C C0 0、 F F0 0 、C C2 2、B B3 3 工作，变速器