第十三章液力机械传动.pdf

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1、第十三章 液力机械传动 本章内容：本章内容：液力偶合器，液力变矩器，液力机械变速器，液力机械传动的液压自动操纵系统。本章重点：本章重点：重点：液力机械变速器的结构和工作原理。第一第一节 概述 节 概述 一、液力机械传动变速器的组成 一、液力机械传动变速器的组成 二、液力机械传动的分类二、液力机械传动的分类 液力机械传动采用液力变矩器与机械变速器串联或并联方式连接。本章主要介绍以串联方式组 成的液力自动变速器。1.按齿轮变速器种类?行星齿轮式?定轴齿轮式 2.按齿轮变速器的档位数目?三档?四档、五档 3.按驱动方式 前置后驱动式：一般称为自动变速器。主要用于高级轿车和客车。前置前驱式：前置前驱式

2、一般称为自动变速驱动桥。主要用于中高级以下轿车。第第二二节 液力变矩器的结构和工作原理 节 液力变矩器的结构和工作原理 一、普通液力变矩器一、普通液力变矩器 1.组成：带有弯曲叶片的泵轮、涡轮和导轮。可由铝合金铸造或钢板冲压焊接而成。军用车辆和工程机械通常采用铸造叶轮。轿车因批量大，所用变矩器通常采用钢板冲压焊接而成。组装后的液力变矩器 2.工作原理 机械联结关系：发动机 泵轮，涡轮 传动轴 液流关系：泵轮 涡轮 导轮 泵轮 能量关系：机械能 液体动能 机械能 变矩器内液流的循环流动和圆周运动螺旋运动3.特点（变矩作用）当泵轮转速不变时，涡轮转速越低，输出的转矩越大。即自动适应性。相当于自动变

3、速。表达式：4.分析 涡轮转矩的变化来自于导轮的作用力矩。5.外特性曲线(MnT 特性)用于汽车传动系分析：?起步?正常行驶 6.无因次参数和特性 不同的 nB，有不同的 MnT 曲线?变矩系数 K=MT/MB?转速比 i=nT/nB?效率=MTnT/(MBnB)=Ki 原始特性曲线TBDMMM=+2222()DuDDuTTMQ vRvR =第第三三节 液力变矩器的类型 节 液力变矩器的类型 一、普通式液力变矩器 一、普通式液力变矩器 二、综合式液力变矩器二、综合式液力变矩器 能使涡轮出口液流冲击导轮叶片背部时，导轮不起作用，可避免负的导轮转矩工况出现。导轮上安装单向离合器（超越离合器、自由轮

4、机构）导轮上安装的滚柱弹簧式单向离合器?楔块式（支柱式）单向离合器 俗称 8 字轮，楔块有长短两条对角线。nT 小时，导轮不转，产生反作用力矩。以增加涡轮输出力矩。nT 大时，单向离合器松开，导轮旋转，无反作用力矩，MT MB 特点：?低速比时为变矩器，输出转矩大?高速比时为偶合器，输出效率高 三、闭锁式液力变矩器三、闭锁式液力变矩器 1.原理?液力变矩器有液流损失，最高效率约 90。?变矩器在汽车起步、爬坡等低速工况有较大作用，但在汽车高速行驶时，优点不明显。?在泵轮和涡轮之间安装闭锁离合器，变液力连接成为机械连接。?闭锁离合器由锁止电磁阀控制 闭锁式液力变矩器原理简图2.特点：?低速时，闭

5、锁离合器分离，液力传动?高速时，闭锁离合器接合，机械传动，传动效率接近 100。?闭锁时会有冲击 第第四四节 行星齿轮变速器 节 行星齿轮变速器 一、组成 一、组成?行星齿轮机构(行星排)三个基本构件：太阳轮，行星架(及行星轮)，齿圈?操纵机构 离合器、制动器、单向离合器 二、汽车传动用行星齿轮机构二、汽车传动用行星齿轮机构 1.单星行星排：一个行星轮同时与齿圈和太阳轮作内外啮合?普通式行星排?复式双联行星排 太阳轮、四个行星轮、行星架和齿圈构成的普通式行星排 2.双星行星排：两个行星轮互相啮合，再分别与齿圈和太阳轮作内外啮合?普通式?长短行星轮式 3.行星排基本元件 太阳轮、齿圈、行星架 三

6、、单排行星齿轮机构的运动规律三、单排行星齿轮机构的运动规律 图示的太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为 n1、n2 和 n3，齿数分别为 z1、z2、z3，齿圈与太 阳轮的齿数比为。单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式：n1+n2-(1+)n3=0在太阳轮、齿圈和行星架三个基本构件中，任选两个分别作为主动件和从动件，第三元件固定 或使其运动受一定的约束，则整个轮系以一定的传动比传递动力。四、操纵机构结构和工作原理四、操纵机构结构和工作原理 1.离合器?作用：连接轴和行星排的旋转元件，或连接行星排的两个基本元件，成为一个整体转动。?结构：湿式、多片式离合器。离合器鼓、活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片

7、、花键毂等。?原理：摩擦片以内花键装在花键毂（主动件）上。钢片以外花键装在离合器鼓（从动件）上。摩擦片与 钢片相间放置，并有间隙。当液压油进入活塞左端，向右推压，使摩擦片与钢片压紧，主动件和从动件成一体，同速旋转。2.制动器?作用：固定行星排中的基本元件，阻止其旋转。（1）片式制动器?结构：与多片式离合器基本相同。?原理：钢片装在固定壳体上，摩擦片装在旋转的制动鼓上。在压力油作用下，活塞降摩擦片 与钢片压紧，旋转鼓被制动。（2）带式制动器?结构：制动带，活塞，伺服油缸，活塞杆（顶杆），回位弹簧等。?原理：制动带套在旋转的制动鼓外（有一定间隙），一端固定，一端与推杆接触。液压油进 入油缸后，推出

8、活塞和活塞杆（顶杆），促动推杆，收紧制动带，旋转的鼓被制动。3.单向离合器?作用：在一个旋转方向上固定行星排的基本元件进行传力，而反方向不传力。主要作用是改 善换档质量，使其更平稳。?结构：与综合式液力变矩器所用的单向离合器完全相同。机械操纵而非液压操纵。五、典型行星齿轮变速器工作原理五、典型行星齿轮变速器工作原理 1.红旗 CA7560 轿车自动变速器行星齿轮机构?两个单星行星排?一个离合器和两个制动器（1）空档 无操纵元件结合，两排行星齿轮机构的各元件均不受约束，可自由转动，不能传递动力。（2）低速档 离合器分离，倒档制动带松开，低速档制动带抱紧，前排太阳轮固定。动力一部分从前排齿圈 经行

9、星架传给后排行星轮，另一部分直接经后排太阳轮传到后排行星轮，两部分汇合后由后行星排 齿圈输出。（3）直接档 制动带放松，离合器接合。前排太阳轮与输入轴和前排齿圈连成一体，行星排以相同的速度旋 转，因行星架是前后共用的，故后排行星齿轮机构也被联锁，输入输出成一体，i=。（4）倒档 低档制动带松、离合器分离，倒档制动带收紧，行星架被固定。此时，前排太阳轮可以自由转 动，前排行星齿轮机构不起传动作用。动力输往后排太阳轮。因行星架固定，后排齿圈输出，旋转 方向与太阳轮相反。变速器档位与操纵元件的关系?空档：无操纵元件工作?低档：低档制动器工作?直接档：离合器结合?倒档：倒档制动器工作 2.辛普森三档行星齿轮变速器 有三个前进档和一个倒档 结构特点：双行星排，四个独立元件：前排齿圈、前后太阳轮组件、后排行星架、前行星架和后齿圈组件。C1倒档及高档离合器；C2前进离合器；B12 档制动器；B3低档及倒档制动器；3前行星架；4后行星架和制动鼓；5前后太阳轮组件?换档操纵：2 离合器，3 制动器、2 单向离合器?作用：前进离合器 C1：连接输入轴和前齿圈倒档及高档离合器 C2：连接输入轴和前后太阳轮 组件：档制动器 B1 与档单向离合器 F1 组合、档强制制动器 B2：固定前后太阳轮组件 倒档及低档制动器 B3 或单向离合器 F2：固定或单向锁止后行星架