从涡轮流出的油液方向发生改变,冲击导轮的反面。在单向离合器的作用下,导轮在其轴上空转,导轮空转点称为耦合点。
5.2.2锁止离合器
在变矩器中安装锁止离合器的作用是:当汽车达到规定车速时,将泵轮与涡轮刚性联接,以减少液力损失,可提高汽车燃料消耗经济性能。
(教材图2-123)锁止离合器盘相当于液压活塞,在液压系统压力的控制下,推动锁止离合器毂在变速器输入轴上沿轴向左右移动,使得离合器磨擦片与变矩器壳接合或分离,从而实现离合器的功能,使发动机的输出转矩不经变矩器可直接传至变速器。
5.2.3单向离合器
单向离合器只能单方向接合旋转传递动力;反向时分离空转不传递动力。自动变速器中常采用滚柱型和楔块型单向离合器。
教材图2-124所示为滚柱型单向离合器,滚子咬入外轮与内轮间的楔型面后传递动力。外轮沿顺时针方向为驱动方向(接合),反之空转(分离)。
教材图2-125所示为楔块型单向离合器,楔块借助于保持架和片状弹簧等布置于内、外轮之间,如外轮沿顺时针转动,借助弹簧力和磨擦力使楔块长对角圆弧立起,从而产生斜楔作用,驱动内轮传递力矩;如外轮逆时针转动,楔块倾倒,斜楔作用消除,外轮空转。
5.3液力机械变速器 5.3.1简单行星齿轮传动
简单的行星齿轮传动由三个元件组成:太阳轮、装着行星齿轮的行星轮架以及内部带齿的齿圈。太阳轮位于行星齿轮传动的中心,它可以是直齿轮,也可以是斜齿轮。它与行星齿轮啮合。行星齿轮装在行星架上。如教材图2-126所示。行星齿轮即能绕太阳轮轴线沿齿圈旋转,同时又能绕自身轴线旋转。
简单行星齿轮传动三个元件不同工作组合表
序号 太阳轮 输入元件 固定元件 行星轮架 输出元件 输出元件 齿圈 固定元件 输入元件 转速 扭矩 旋转方向 1 低挡 增大 同输入轴 2 高挡 增大 同输入轴 21
3 输出元件 固定元件 输入元件 输出元件 输入元件 输入元件 固定元件 固定元件 固定元件 输出元件 输出元件 输入元件 超速高挡 超速低挡 低倒挡 降低 同输入轴 4 降低 同输入轴 5 增大 与输入轴相反 6 快倒挡 降低 与输入轴相反 5.3.2复合行星齿轮传动 自动变速器采用两排或多排简单行星齿轮组连在一起,以获得较多挡数,一般具有三、四个前进挡的自动变速器至少需要两排行星齿轮组。现代汽车自动变速器中,广泛采用两种典型的复合式行星齿轮传动机构:辛普森式和拉威娜式。
(1)辛普森式
辛普森式齿轮传动机构的结构特点是:两排行星齿轮组共用一个太阳轮,即太阳轮将两个行星齿轮组连在一起,让一个行星齿轮组的输出成为另一个行星齿轮组的输入,(如教材图2-127)能提供三个前进挡一个倒挡。
(2)拉威娜式
拉威娜式齿轮传动机构的结构特点是:两排行星齿轮组共用一个齿圈和行星齿轮架,(如教材图2-128)。行星齿轮架上的长行星齿轮与前排行星齿轮组的大太阳轮相啮合,同时还与后排行星齿轮组短行星齿轮啮合,短行星齿轮与后排小太阳轮啮合。可以组合三个前进挡一个倒挡。
5.3.3换挡执行器
能对上述齿轮传动中的元件进行锁止或连接的机构称为换挡执行机构。 行星齿轮变速器的换挡执行机构有:换挡离合器、换挡制动器和单向离合器。 5.3.3.1换挡离合器
作用:换挡离合器的作用是将变速器的输入轴和行星齿轮系的某个元件连接,或将某两个基本元件连接在一起,使之成为一个整体。
结构:换挡离合器多为湿式多片离合器,通常由若干交错排列的主从动离合器片组成,(如教材图2-129所示),由液压来控制其结合与分离。
5.3.3.2换挡制动器
作用:换挡制动器的作用是将行星齿轮变速器中某一元件固定,使其不能转
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动,构成新的动力传递路线,换上新的挡位,得到新的传动比。
结构:有两种结构形式
(1)湿式多片制动器,其结构与上述湿式多片离合器相同,不同点是离合器连接两个转动构件并传递动力,而制动器连接的一个是转动机件,另一个是固定不动的变速器壳体,作用是刹住转动机件,使其不能传动。
(2)带式制动器,是由制动带和伺服装置(控制油缸)组成,(如教材图2-130动画演示)。制动带是内表面有镀层的开口式环形钢带,开口的一端支撑在与变速器壳体连接的支座上,另一端与控制油缸相连,需要制动时,液压油进入控制油缸,制动带以固定支座为支点收紧,行星齿轮机构某个元件将被锁止。油压撤除,制动解除。
5.3.3.3单向离合器
作用:单向离合器的作用是使行星齿轮变速器中的某个基本元件只能向一个方向旋转,另一个方向锁止,提高换挡时机的准确性,能确保平顺、无冲击换挡。
结构:与液力变矩器中的单向离合器相同,这里不再重复。 5.3.3.4典型事例
下面以辛普森式行星齿轮传动为例,说明复合行星齿轮机构动力传递过程。 辛普森式行星齿轮传动的换挡执行机构有5个元件:两个换挡离合器、两个制动器和一个单向离合器。其动力传递过程如下:
一挡:如教材图2-131所示,前进换挡离合器C1被接合,前排齿圈为输入元件,单向离合器FW使后行星轮架无法逆时针旋转,动力传递路线是输入轴、前排齿圈、太阳轮、后排齿圈、输出轴。
二挡:如教材图2-131所示,前进换挡离合器C1被接合,齿圈为输入元件,二挡制动器B1将太阳轮固定,动力传递路线是输入轴、前排齿圈、行星轮架、输出轴。
三挡:如教材图2-131所示,前进换挡离合器C1直接挡离合器C2接合,前排太阳轮和齿圈均与输入轴相连,因此,行星轮架也与它们同速转动,形成直接挡,即将输入轴直接传给输出轴。
倒挡:如教材图2-131所示,直接挡离合器C2接合,前排太阳轮为输入元件,制动器B2固定后排行星轮架,动力传递路线是输入轴、太阳轮、后排行星齿轮、后排行星齿圈、输出轴。由于后排行星轮架是固定元件,使输出轴的旋转
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方向与输入轴相反,变速器挂入倒挡。
辛普森式行星齿轮传动各挡执行机构工作情况表
档位符号 P R N D(1) D(2) D(3) 档位名称 停车档 倒档 空档 驱动一档 驱动二档 驱动三档 前离合器 ╳ 〇 ╳ ╳ 〇 〇 直接挡离合器 ╳ ╳ ╳ 〇 ╳ 〇 制动带 ╳ ╳ ╳ ╳ 〇 ╳ 低、倒档离合器 单向离合器 〇 〇 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ 〇 ╳ ╳
5.4液压自动操纵系统 主要作用:
① 使换档执行元件在适当的时候工作。
② 检测车速与负荷的变化,决定升档或降档的时机。 ③ 保证变矩器用油和向各部提供润滑。
基本组成:液压自动操纵系统通常由动力源(液压泵)、换挡执行机构、换挡控制机构等几部分组成。换挡执行机构在前面已有介绍,换挡控制机构通常都集中在自动变速器阀体内。
5.4.1液压泵
液压泵的作用是向控制机构、执行机构提供压力以实现换挡;为液力变矩器提供冷却补偿油;为行星齿轮变速器提供润滑油。液压泵一般在液力变矩器和行星齿轮系统之间,由液力变矩器的泵轮驱动。常见的液压泵有齿轮泵、转子泵和叶片泵,如教材图2-132所示。
5.4.2主油路调压阀
主油路调压阀的作用是将液压泵输出的压力精确调节到所需的压力后,输入到主油路,以满足汽车在不同工况、不同挡位时对油压的要求。(如教材图2-133)。
5.4.3手动阀
手动阀由换挡杆操纵,作用是利用滑阀的移动,实现控制油路的转换,即根据换挡杆所置排挡位置将液压油转换到\、\、\、\、\或\的油路,如教材图2-134所示。
5.4.4节气门压力调节阀
(简称节气门阀)的作用是将节气门开度变换成液压信号,并将此控制油压加在1-2挡、2-3挡、3-4挡三个换挡阀(变速阀)的一端,当节气门开度变大时,
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控制油压升高。(如教材图2-135所示)
5.4.5速度阀(调速器)
调速器的作用是根据车速产生由车速控制的油压,并将此速控油压加在各换挡阀的另一端。调速器位于变速器的输出轴上,车速增大时,速控油压增大,见教材图2-136。
5.4.6换挡阀
换挡阀的作用是根据节气门开度和车速的变化,自动地进行换挡。 换挡阀结构如教材图2-137所示,其工作过程是: 5.4.7换挡品质控制机构
换挡品质控制机构的作用是控制换挡过程,使升降挡更加平稳、柔和、无冲击,防止产生大的动载荷。
总结:在上述介绍的这些元、组件中,除液压泵、主油路调压阀、调速器外,都集中装在一个控制阀体内,如教材图2-138所示。可以说阀体是自动变速器的控制中心。阀体由铸铝加工而成,一般由上阀体、下阀体、隔板等组成。手动阀、换挡阀、节气门阀等都安装在上阀体里。
5.4.8三档自动变速器液压系统换档原理
教材图2-139为三档自动变速器液压系统油路简图,执行元件工作关系见表1-1。该系统采用带锁止离合器变矩器,图中脚及加速踏板用来表示节气门阀压力,转速表用来表示速度阀压力。
一档 当选档杆放在驱动位置(D),主油路压力由手动选档阀经三条油路到达后离合器、经1~2档换档阀至制动带伺服阀、经2~3档换档阀至前离合器等。此时 汽车处于起步状态,车速低,速度阀产生的压力低,1~2档阀在弹簧力和系统压力作用下推动阀芯右移,切断通往制动带油路;由于节气门阀产生的压力大于速度阀压力,2~3档阀在节气门压力作用下推动阀芯右移,其输出油路也被阻断,如教材图2-139所示。此状态下,只有后离合器接合,汽车以一档运行。
二档 当车速达到一定值,速度阀压力大于弹簧力与系统压力推动1~2档阀芯左移,接通制动带油路,制动器伺服阀上移,使制动器制动;此时节气门阀压力仍大于速度阀压力,2~3档阀维持原位置不变,如教材图2-140所示。此状态下,后离合器与制动带工作,汽车以二档运行。
三档 当汽车运行速度进一步提高到某一值,速度阀压力大于节气门阀压力,1~2档阀芯被进一步左移切断制动带油路;2~3档的阀芯被推向左侧,主油
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