自動(dòng)變速器的基本結(jié)構(gòu)

1、1第三章第三章 自動(dòng)變速器的基本結(jié)構(gòu)自動(dòng)變速器的基本結(jié)構(gòu)3-13-1概述概述 自動(dòng)變速器是汽車上一個(gè)高科技的機(jī)電一體化產(chǎn)品。自動(dòng)變速器是汽車上一個(gè)高科技的機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓控制技術(shù)的綜合發(fā)隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓控制技術(shù)的綜合發(fā)展，汽車自動(dòng)變速器的控制技術(shù)也由全液壓式（展，汽車自動(dòng)變速器的控制技術(shù)也由全液壓式（AT）發(fā)展到電控式（發(fā)展到電控式（ECT）。新型的電控式自動(dòng)變速器已）。新型的電控式自動(dòng)變速器已應(yīng)用智能電腦和脈寬調(diào)制式的電液比例壓力閥，大大應(yīng)用智能電腦和脈寬調(diào)制式的電液比例壓力閥，大大地改善了自動(dòng)變速器的性能。而且，在引擎控制計(jì)算地改善了自動(dòng)變速器的

2、性能。而且，在引擎控制計(jì)算機(jī)和自動(dòng)變速器控制計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通訊和聯(lián)合控制，機(jī)和自動(dòng)變速器控制計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通訊和聯(lián)合控制，使整車的控制性能大為提高使整車的控制性能大為提高。與此同時(shí)，自動(dòng)變速器與此同時(shí)，自動(dòng)變速器在內(nèi)燃機(jī)車、工程機(jī)械、船舶等方面也得到了廣泛地在內(nèi)燃機(jī)車、工程機(jī)械、船舶等方面也得到了廣泛地應(yīng)用。它的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：應(yīng)用。它的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：21.1.操作簡(jiǎn)單、省力，提高了運(yùn)行安全性操作簡(jiǎn)單、省力，提高了運(yùn)行安全性和乘做地平穩(wěn)性和乘做地平穩(wěn)性 安裝了自動(dòng)變速器的汽車取消了離合器踏安裝了自動(dòng)變速器的汽車取消了離合器踏板。在變速過程中，通過變速桿（或稱選檔桿

3、）板。在變速過程中，通過變速桿（或稱選檔桿）選擇了換檔范圍以后，在一般情況下，就不在選擇了換檔范圍以后，在一般情況下，就不在需要任何換檔動(dòng)作需要任何換檔動(dòng)作。 手動(dòng)換檔：手動(dòng)換檔：駕駛員根據(jù)路況，操縱換檔桿，駕駛員根據(jù)路況，操縱換檔桿，通過滑移齒輪達(dá)到換檔目的。通過滑移齒輪達(dá)到換檔目的。 自動(dòng)換檔自動(dòng)換檔：電腦或自動(dòng)控制系統(tǒng)，接受各：電腦或自動(dòng)控制系統(tǒng)，接受各種傳感器的數(shù)值，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，當(dāng)達(dá)種傳感器的數(shù)值，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，當(dāng)達(dá)到換檔條件時(shí)，電腦板自動(dòng)發(fā)出控制指令，使，到換檔條件時(shí)，電腦板自動(dòng)發(fā)出控制指令，使，自動(dòng)變速器換檔自動(dòng)變速器換檔32.延長(zhǎng)了機(jī)件壽命延長(zhǎng)了機(jī)件壽命 自動(dòng)變速器

4、采用的液力變矩器可以吸自動(dòng)變速器采用的液力變矩器可以吸收和消除傳動(dòng)裝置的動(dòng)載荷。收和消除傳動(dòng)裝置的動(dòng)載荷。 由于自動(dòng)變速器的自動(dòng)換檔避免了由于自動(dòng)變速器的自動(dòng)換檔避免了換檔時(shí)產(chǎn)生的沖擊與動(dòng)載，因此，一般換檔時(shí)產(chǎn)生的沖擊與動(dòng)載，因此，一般可使傳動(dòng)零件的使用壽命延長(zhǎng)可使傳動(dòng)零件的使用壽命延長(zhǎng)2-32-3倍。倍。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在惡劣條件下，裝自動(dòng)變據(jù)統(tǒng)計(jì)，在惡劣條件下，裝自動(dòng)變速器汽車的傳動(dòng)軸上，其最大扭矩振幅速器汽車的傳動(dòng)軸上，其最大扭矩振幅只相當(dāng)于手動(dòng)機(jī)械變速器的只相當(dāng)于手動(dòng)機(jī)械變速器的20-4020-40。因。因此，也使發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命提高了此，也使發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命提高了0.5-0.5-2.02.

5、0倍。倍。43. 3. 提高了汽車的動(dòng)力性提高了汽車的動(dòng)力性 自動(dòng)變速器中的液力變矩器由于它本自動(dòng)變速器中的液力變矩器由于它本身所具有的性能和它自身能自動(dòng)連續(xù)地身所具有的性能和它自身能自動(dòng)連續(xù)地變速，從而提高了汽車起動(dòng)的加速性。變速，從而提高了汽車起動(dòng)的加速性。 由于自動(dòng)變速器在換檔過程中傳動(dòng)由于自動(dòng)變速器在換檔過程中傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞的動(dòng)力不中斷，而且沒有手動(dòng)系統(tǒng)傳遞的動(dòng)力不中斷，而且沒有手動(dòng)換檔過程中減少供油的操作，再加上自換檔過程中減少供油的操作，再加上自動(dòng)換檔在時(shí)機(jī)的控制上能保證發(fā)動(dòng)機(jī)功動(dòng)換檔在時(shí)機(jī)的控制上能保證發(fā)動(dòng)機(jī)功率得以充分利用，所以，自動(dòng)換檔可以率得以充分利用，所以，自動(dòng)換檔可以得到

6、很好地加速性，而且提高了平均速得到很好地加速性，而且提高了平均速度。度。53-23-2 自動(dòng)變速器的基本結(jié)構(gòu)自動(dòng)變速器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理和工作原理 一、自動(dòng)變速器的分類一、自動(dòng)變速器的分類 不同的汽車廠家在不同的車型上，裝不同的汽車廠家在不同的車型上，裝有不同型號(hào)的自動(dòng)變速器，在這些型號(hào)有不同型號(hào)的自動(dòng)變速器，在這些型號(hào)各異的自動(dòng)變速器中，根據(jù)不同的角度，各異的自動(dòng)變速器中，根據(jù)不同的角度，可 以 對(duì) 它 們 進(jìn) 行 不 同 的 分 類 。可 以 對(duì) 它 們 進(jìn) 行 不 同 的 分 類 。61 1按汽車的驅(qū)動(dòng)方式分類按汽車的驅(qū)動(dòng)方式分類 汽車本身的驅(qū)動(dòng)方式有前驅(qū)動(dòng)和后驅(qū)動(dòng)兩種，汽車本身的驅(qū)動(dòng)

7、方式有前驅(qū)動(dòng)和后驅(qū)動(dòng)兩種，裝置在這兩種汽車上的自動(dòng)變速器在結(jié)構(gòu)上也裝置在這兩種汽車上的自動(dòng)變速器在結(jié)構(gòu)上也就有很大地不同而分為前驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器和后就有很大地不同而分為前驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器和后驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器，如圖驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器，如圖3-13-1所示即為前、后驅(qū)動(dòng)所示即為前、后驅(qū)動(dòng)地自動(dòng)變速器地基本形式示意圖。地自動(dòng)變速器地基本形式示意圖。 2. 2. 按控制方式分類按控制方式分類 自動(dòng)變速器根據(jù)其控制方式分類有全液壓（自動(dòng)變速器根據(jù)其控制方式分類有全液壓（ATAT）式和電控式（式和電控式（ECTECT）兩種。值得注意地是，這兩）兩種。值得注意地是，這兩種都有一套原理基本相同的液壓控制系統(tǒng)種都有一套原

8、理基本相同的液壓控制系統(tǒng)。7圖圖3-1 前后驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器前后驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器8圖圖3-2 全液壓式和電控式系統(tǒng)全液壓式和電控式系統(tǒng)9二、自動(dòng)變速器的基本組成二、自動(dòng)變速器的基本組成1. 液力變矩器液力變矩器 液力變矩器一般多為三元件綜合式。液力變矩器一般多為三元件綜合式。它的主要作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩和它的主要作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速柔性地傳遞給自動(dòng)變速器的變速機(jī)轉(zhuǎn)速柔性地傳遞給自動(dòng)變速器的變速機(jī)構(gòu)構(gòu)。102.變速機(jī)構(gòu)變速機(jī)構(gòu)在自動(dòng)變速器中緊接在液力變矩器之在自動(dòng)變速器中緊接在液力變矩器之后的便是變速機(jī)構(gòu)。它由行星輪系和后的便是變速機(jī)構(gòu)。它由行星輪系和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成

9、。 3. 控制機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)自動(dòng)變速器的控制機(jī)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的自動(dòng)變速器的控制機(jī)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的液壓（或電液）控制系統(tǒng)，它是整個(gè)液壓（或電液）控制系統(tǒng)，它是整個(gè)自動(dòng)變速器的心臟。自動(dòng)變速器的心臟。11三、三、自動(dòng)變速器的工作過程自動(dòng)變速器的工作過程 1. 動(dòng)力傳遞過程動(dòng)力傳遞過程 2. 控制過程控制過程 全液壓式控制方式全液壓式控制方式 電液式控制方式電液式控制方式12發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)行星行星齒輪齒輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)變變矩矩器器變速變速扭矩扭矩轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速變扭變扭變速、變向變速、變向變扭變扭圖圖3-3 動(dòng)力傳遞過程動(dòng)力傳遞過程13速控閥速控閥選檔桿選檔桿控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)節(jié)氣門閥節(jié)氣門閥油門油門發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)變矩器變矩

10、器變速機(jī)構(gòu)變速機(jī)構(gòu)油門踏板油門踏板圖圖3-4全液壓式控制流程全液壓式控制流程14節(jié)氣門開度節(jié)氣門開度車車 速速水水 溫溫模式選擇模式選擇選檔桿位置開關(guān)選檔桿位置開關(guān)變速桿位置變速桿位置微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)液液 壓壓 控控 制制 系系 統(tǒng)統(tǒng)S S1 1S S2 2S S3 3變速器鎖止變速器鎖止超速檔超速檔變速變速圖圖3-5 電控式原理電控式原理153-3 3-3 液力變矩器的基本原理液力變矩器的基本原理簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 液力變矩器是一種液力傳動(dòng)裝置，它液力變矩器是一種液力傳動(dòng)裝置，它以液體為工作介質(zhì)來(lái)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。它以液體為工作介質(zhì)來(lái)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。它的能量輸入部件稱為泵輪，以的能量輸入部件稱為泵輪，以

11、“B”B”表示；表示；它和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸相連，并將發(fā)動(dòng)機(jī)它和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸相連，并將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作介質(zhì)的動(dòng)能。輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作介質(zhì)的動(dòng)能。能量輸出部件為渦輪，以能量輸出部件為渦輪，以“T”T”表示；它表示；它將液體的動(dòng)能又還原為機(jī)械能輸出。將液體的動(dòng)能又還原為機(jī)械能輸出。16一、液力偶合器的工作原理一、液力偶合器的工作原理 如圖如圖3-63-6所示為液力偶合器原理圖。所示為液力偶合器原理圖。泵輪泵輪2 2固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上，為能量固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上，為能量輸入端，渦輪輸入端，渦輪4 4固定在輸出軸固定在輸出軸5 5上，上，為輸出端。泵輪和渦輪之間有為輸出端。泵輪和渦輪之間有

12、2-4mm2-4mm的間隙，整個(gè)偶合器充滿了液體工的間隙，整個(gè)偶合器充滿了液體工作介質(zhì)。作介質(zhì)。171-發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，2-泵輪，3-偶合器殼體，4-渦輪，5-偶合器輸出軸圖圖3-6 液力耦合器液力耦合器181.泵輪的運(yùn)動(dòng)泵輪的運(yùn)動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，曲軸1旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)泵輪2同步同步旋轉(zhuǎn)。充滿在泵輪葉片間的工作液體隨著泵輪旋轉(zhuǎn)。充滿在泵輪葉片間的工作液體隨著泵輪同步旋轉(zhuǎn)，這是工作液體繞傳動(dòng)軸的同步旋轉(zhuǎn)，這是工作液體繞傳動(dòng)軸的牽連運(yùn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)。 在離心慣性力的作用下，工作液體在繞傳動(dòng)在離心慣性力的作用下，工作液體在繞傳動(dòng)軸坐牽連運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，它沿葉片間的通道從內(nèi)軸坐牽連運(yùn)動(dòng)的

13、同時(shí)，它沿葉片間的通道從內(nèi)緣向外緣流動(dòng)，這是流體和葉片間的緣向外緣流動(dòng)，這是流體和葉片間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并于泵輪的外緣流入渦輪。并于泵輪的外緣流入渦輪。192. 渦輪的運(yùn)動(dòng)渦輪的運(yùn)動(dòng) 工作液體流入渦輪后，把從泵輪處工作液體流入渦輪后，把從泵輪處獲得的能量（動(dòng)量）傳遞給渦輪，使渦獲得的能量（動(dòng)量）傳遞給渦輪，使渦輪旋轉(zhuǎn)。從渦輪外緣（渦輪入口）流入輪旋轉(zhuǎn)。從渦輪外緣（渦輪入口）流入的液體，既隨渦輪旋轉(zhuǎn)作牽連運(yùn)動(dòng)，又的液體，既隨渦輪旋轉(zhuǎn)作牽連運(yùn)動(dòng)，又從外緣向內(nèi)緣（渦輪出口）流動(dòng)，這是從外緣向內(nèi)緣（渦輪出口）流動(dòng)，這是渦輪葉片和流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后，流渦輪葉片和流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后，流體經(jīng)渦輪內(nèi)緣

14、又流回泵輪。體經(jīng)渦輪內(nèi)緣又流回泵輪。20二、液力偶合器和液力變矩器二、液力偶合器和液力變矩器 的能量轉(zhuǎn)換原理的能量轉(zhuǎn)換原理 1. 1. 液力偶合器的能量轉(zhuǎn)換液力偶合器的能量轉(zhuǎn)換 流體在偶合器（變矩器）內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)流體在偶合器（變矩器）內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的三維流動(dòng)，流體與工作葉片間的相互作用也相當(dāng)雜的三維流動(dòng)，流體與工作葉片間的相互作用也相當(dāng)復(fù)雜。因此，分析這類問題時(shí)，在流體力學(xué)方面作了復(fù)雜。因此，分析這類問題時(shí)，在流體力學(xué)方面作了一系列假定后，一般用一元流束理論來(lái)描述。對(duì)于專一系列假定后，一般用一元流束理論來(lái)描述。對(duì)于專業(yè)性較強(qiáng)的一些描述方式和術(shù)語(yǔ)，由于篇幅有限，不業(yè)性較強(qiáng)

15、的一些描述方式和術(shù)語(yǔ)，由于篇幅有限，不作介紹，請(qǐng)讀者參考有關(guān)著作。作介紹，請(qǐng)讀者參考有關(guān)著作。21 轉(zhuǎn)換計(jì)算（見公式轉(zhuǎn)換計(jì)算（見公式3-1） 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（即為泵輪轉(zhuǎn)速）不變時(shí)，上述效率公當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（即為泵輪轉(zhuǎn)速）不變時(shí)，上述效率公式（式（3-23-2）中的分母是一個(gè)常數(shù)；隨著渦輪轉(zhuǎn)速的升高，）中的分母是一個(gè)常數(shù)；隨著渦輪轉(zhuǎn)速的升高，傳動(dòng)比變大，效率也高。反之，隨著渦輪轉(zhuǎn)速的降低，傳動(dòng)比變大，效率也高。反之，隨著渦輪轉(zhuǎn)速的降低，偶合器的效率也隨之下降。需要指出的是，從理論上偶合器的效率也隨之下降。需要指出的是，從理論上講，當(dāng)講，當(dāng)n n1 1=n=n2 2時(shí)時(shí)i=0i=0，效率最高。這只有在

16、渦輪軸上沒有，效率最高。這只有在渦輪軸上沒有負(fù)載時(shí)才可能出現(xiàn)。而實(shí)際是，負(fù)載時(shí)才可能出現(xiàn)。而實(shí)際是，當(dāng)當(dāng)n n1 1=n=n2 2，偶合器的泵，偶合器的泵輪和渦輪之間沒有速度差；泵輪里的液體隨泵輪作旋輪和渦輪之間沒有速度差；泵輪里的液體隨泵輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心慣性力和渦輪里的液體隨渦輪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心慣性力和渦輪里的液體隨渦輪運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心慣性力大小相等而方向相反；偶合器內(nèi)的產(chǎn)生的離心慣性力大小相等而方向相反；偶合器內(nèi)的液體不流動(dòng)，也沒有環(huán)流，偶合器也就失去了能量傳液體不流動(dòng)，也沒有環(huán)流，偶合器也就失去了能量傳遞的作用。遞的作用。22耦耦合合器器的的傳傳動(dòng)動(dòng)比比耦耦合合器器的的效效率率：

17、則則液液力力耦耦合合器器的的效效率率為為，則則：，輸輸出出扭扭矩矩為為入入扭扭矩矩為為根根據(jù)據(jù)動(dòng)動(dòng)量量矩矩定定理理，設(shè)設(shè)輸輸: i:2313121200)(i)(nnnMnMMMMMiioi公式公式3-1、3-2232. 2. 變矩器的能量傳遞原理變矩器的能量傳遞原理（見圖（見圖3-73-7） 液力變矩器與液力偶合器在結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別就是液力變矩器與液力偶合器在結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別就是液力變矩器比液力偶合器多加裝了一個(gè)固定的流體導(dǎo)液力變矩器比液力偶合器多加裝了一個(gè)固定的流體導(dǎo)向裝置向裝置導(dǎo)輪。圖導(dǎo)輪。圖3-73-7所示為最簡(jiǎn)單的液力變矩器的所示為最簡(jiǎn)單的液力變矩器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。它由泵輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。它由

18、泵輪1 1、渦輪、渦輪2 2和導(dǎo)輪和導(dǎo)輪3 3等三個(gè)基本元件等三個(gè)基本元件組成。組成。 當(dāng)泵輪當(dāng)泵輪1 1由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作液體泵輪的外由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作液體泵輪的外端出口端出口b b 甩出（甩出（R R2 2即表示泵輪葉片出口在中間旋轉(zhuǎn)曲即表示泵輪葉片出口在中間旋轉(zhuǎn)曲面上的半徑）而進(jìn)入渦輪，然后自渦輪的面上的半徑）而進(jìn)入渦輪，然后自渦輪的C C端（端（R R3 3表示表示渦輪葉片出口在中間旋轉(zhuǎn)曲面的半徑）流出而進(jìn)入導(dǎo)渦輪葉片出口在中間旋轉(zhuǎn)曲面的半徑）流出而進(jìn)入導(dǎo)輪，再經(jīng)導(dǎo)輪輪，再經(jīng)導(dǎo)輪a a端流入泵輪而形成環(huán)流。端流入泵輪而形成環(huán)流。241-泵輪，2-渦輪，3-導(dǎo)輪圖圖3-7 變

19、矩器結(jié)構(gòu)圖變矩器結(jié)構(gòu)圖25圖圖3-8 葉柵展開圖葉柵展開圖26 葉珊展開圖（圖葉珊展開圖（圖3-8） 力矩計(jì)計(jì)算（公式力矩計(jì)計(jì)算（公式3-4） 把變矩器的公式（把變矩器的公式（3-83-8）和偶合器的）和偶合器的公式（公式（3-113-11）進(jìn)行比較，我們可以看出，）進(jìn)行比較，我們可以看出，變矩器渦輪軸上的輸出力矩和泵輪軸上變矩器渦輪軸上的輸出力矩和泵輪軸上的力矩并不是偶合器中的等量關(guān)系，而的力矩并不是偶合器中的等量關(guān)系，而是多了一個(gè)導(dǎo)輪對(duì)流體的作用力矩是多了一個(gè)導(dǎo)輪對(duì)流體的作用力矩M M3 3。這是導(dǎo)輪在變矩器中對(duì)變扭所起的關(guān)鍵這是導(dǎo)輪在變矩器中對(duì)變扭所起的關(guān)鍵作用。作用。27）（或或程程為

20、為：可可得得到到耦耦合合器器的的力力矩矩方方如如果果刪刪去去導(dǎo)導(dǎo)輪輪力力矩矩，則則即即：把把以以上上三三式式相相加加：導(dǎo)導(dǎo)輪輪對(duì)對(duì)流流體體的的作作用用力力矩矩為為：渦渦輪輪對(duì)對(duì)流流體體的的作作用用力力矩矩為為：泵泵輪輪對(duì)對(duì)流流體體的的作作用用力力矩矩得得如如下下等等式式：的的進(jìn)進(jìn)口口速速度度。所所以以，可可口口速速度度即即導(dǎo)導(dǎo)輪輪的的進(jìn)進(jìn)口口速速度度，渦渦輪輪的的出出泵泵輪輪的的出出口口速速度度即即渦渦輪輪：渦渦輪輪出出口口處處的的絕絕對(duì)對(duì)速速度度，相相對(duì)對(duì)速速度度為為為為渦渦輪輪出出口口處處的的牽牽連連速速度度），相相對(duì)對(duì)速速度度為為為為泵泵輪輪出出口口處處的的牽牽連連速速度度：泵泵輪輪出出

21、口口處處的的絕絕對(duì)對(duì)速速度度11308373063534321212313213112321322112211212122222232222221222MMMMMMMMMMRvRvMRvRvMRvRvMvvvvvvWuvWRuuWuvWuu)()()()(Q)()(Q)()(Q)(R(DDTTBBBDDTTBTTTTTTBBBBBB公式公式3-428 變矩原理（見圖變矩原理（見圖3-9） 渦輪轉(zhuǎn)速為零或較低（相當(dāng)于起步或重載低速渦輪轉(zhuǎn)速為零或較低（相當(dāng)于起步或重載低速時(shí)），渦輪出口的絕對(duì)速度（即導(dǎo)輪的進(jìn)口速時(shí)），渦輪出口的絕對(duì)速度（即導(dǎo)輪的進(jìn)口速度）和導(dǎo)輪的出口速度相反，渦輪軸上的輸出度）和導(dǎo)

22、輪的出口速度相反，渦輪軸上的輸出力矩大于泵輪軸上的力矩。力矩大于泵輪軸上的力矩。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速逐漸升高，即渦輪的牽連速度逐漸當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速逐漸升高，即渦輪的牽連速度逐漸增加時(shí)，渦輪出口絕對(duì)速度逐漸減小，方向逐增加時(shí)，渦輪出口絕對(duì)速度逐漸減小，方向逐漸改變；當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速增加到一定程度以后漸改變；當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速增加到一定程度以后（導(dǎo)輪進(jìn)出口絕對(duì)速度的方向相同），流體作（導(dǎo)輪進(jìn)出口絕對(duì)速度的方向相同），流體作用于渦輪的力矩（渦輪的輸出力矩）小于泵輪用于渦輪的力矩（渦輪的輸出力矩）小于泵輪作用于流體的作用力矩（泵輪的輸入力矩）。作用于流體的作用力矩（泵輪的輸入力矩）。29 A A 起步時(shí)起步時(shí)B B 車速較高

23、時(shí)車速較高時(shí)1 1 由泵輪沖向渦輪的液流方向；由泵輪沖向渦輪的液流方向；2 2 由渦輪沖向?qū)л喌囊毫鞣较?；由渦輪沖向?qū)л喌囊毫鞣较颍? 3。由導(dǎo)輪。由導(dǎo)輪沖向泵輪的液流方向。沖向泵輪的液流方向。圖3-9導(dǎo)輪流體方向的變化圖303 3單向離合器和鎖止離合器的應(yīng)用單向離合器和鎖止離合器的應(yīng)用 渦輪轉(zhuǎn)速升高以后，由渦輪流出流體的渦輪轉(zhuǎn)速升高以后，由渦輪流出流體的絕對(duì)速度的方向改變，使這些流體沖擊絕對(duì)速度的方向改變，使這些流體沖擊導(dǎo)輪葉片的背部而引起了導(dǎo)輪流進(jìn)泵輪導(dǎo)輪葉片的背部而引起了導(dǎo)輪流進(jìn)泵輪的流體的方向改變而使流體對(duì)泵輪產(chǎn)生的流體的方向改變而使流體對(duì)泵輪產(chǎn)生了一個(gè)阻滯泵輪運(yùn)動(dòng)的力矩。要改變這了一

24、個(gè)阻滯泵輪運(yùn)動(dòng)的力矩。要改變這種狀況，關(guān)鍵是改變導(dǎo)輪流出流體絕對(duì)種狀況，關(guān)鍵是改變導(dǎo)輪流出流體絕對(duì)速度方向的改變速度方向的改變。31單向離合器的作用單向離合器的作用 當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速不高，導(dǎo)輪力矩當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速不高，導(dǎo)輪力矩M30時(shí)，由于渦時(shí)，由于渦輪出口流體力圖使導(dǎo)輪反轉(zhuǎn)（指和泵輪轉(zhuǎn)向相輪出口流體力圖使導(dǎo)輪反轉(zhuǎn)（指和泵輪轉(zhuǎn)向相反），此時(shí)單向離合器反向鎖止，導(dǎo)輪被固定反），此時(shí)單向離合器反向鎖止，導(dǎo)輪被固定不動(dòng)。最終使渦輪的輸出力矩大于泵輪力矩。不動(dòng)。最終使渦輪的輸出力矩大于泵輪力矩。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速再升高，渦輪出口流體開始沖擊導(dǎo)當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速再升高，渦輪出口流體開始沖擊導(dǎo)輪葉片背部，導(dǎo)輪力矩輪葉片背部，導(dǎo)

25、輪力矩M30時(shí)，導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)，時(shí)，導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)輪出口流體的絕對(duì)速度改變，使導(dǎo)輪輸出力導(dǎo)輪出口流體的絕對(duì)速度改變，使導(dǎo)輪輸出力矩保持在矩保持在M3=0狀態(tài)（即偶合狀態(tài)）。狀態(tài)（即偶合狀態(tài)）。32鎖止離合器的作用鎖止離合器的作用 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值以后，它就只能當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值以后，它就只能工作在耦合器的工作狀態(tài)，成為一個(gè)耦工作在耦合器的工作狀態(tài)，成為一個(gè)耦合器。當(dāng)汽車處于高速輕載時(shí)，其效率合器。當(dāng)汽車處于高速輕載時(shí)，其效率必然很低。當(dāng)汽車高速輕載時(shí)，把變矩必然很低。當(dāng)汽車高速輕載時(shí)，把變矩器的泵輪和渦輪直接鎖止在一起形成機(jī)器的泵輪和渦輪直接鎖止在一起形成機(jī)械傳動(dòng)，充分發(fā)揮機(jī)械傳動(dòng)效率高的特械傳

26、動(dòng)，充分發(fā)揮機(jī)械傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)，汽車在良好路面行駛時(shí)，通過鎖止點(diǎn)，汽車在良好路面行駛時(shí)，通過鎖止裝置把泵輪和渦輪鎖止在一起，使汽車裝置把泵輪和渦輪鎖止在一起，使汽車高速行駛時(shí)的效率大為提高。高速行駛時(shí)的效率大為提高。333-4 3-4 自動(dòng)變速器的變速機(jī)構(gòu)自動(dòng)變速器的變速機(jī)構(gòu) 手動(dòng)變速器一般用外嚙合普通齒輪變手動(dòng)變速器一般用外嚙合普通齒輪變速機(jī)構(gòu)，而自動(dòng)變速器一般用內(nèi)嚙合的速機(jī)構(gòu)，而自動(dòng)變速器一般用內(nèi)嚙合的行星齒輪機(jī)構(gòu)。行星齒輪機(jī)構(gòu)。 和普通手動(dòng)變速器相比，在傳遞同樣和普通手動(dòng)變速器相比，在傳遞同樣功率的條件下，內(nèi)嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)可功率的條件下，內(nèi)嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)可以大大減小變速機(jī)構(gòu)的尺寸和

27、重量；并以大大減小變速機(jī)構(gòu)的尺寸和重量；并可以實(shí)現(xiàn)同向、同軸減速傳動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)同向、同軸減速傳動(dòng)。 此外，由于采用內(nèi)嚙合傳動(dòng)，變速過此外，由于采用內(nèi)嚙合傳動(dòng)，變速過程中動(dòng)力不間斷，加速性好，工作可靠。程中動(dòng)力不間斷，加速性好，工作可靠。34一、一、行星齒輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和行星齒輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和 工作原理工作原理 行星齒輪機(jī)構(gòu)按照齒輪排數(shù)不同。可行星齒輪機(jī)構(gòu)按照齒輪排數(shù)不同。可以分為單排和多排行星齒輪機(jī)構(gòu)。以分為單排和多排行星齒輪機(jī)構(gòu)。 多排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般由幾個(gè)單排多排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般由幾個(gè)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)組成。 在自動(dòng)變速器中一般應(yīng)用在自動(dòng)變速器中一般應(yīng)用2-32-3個(gè)單

28、排個(gè)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成一個(gè)多排行星齒輪機(jī)行星齒輪機(jī)構(gòu)組成一個(gè)多排行星齒輪機(jī)構(gòu)。構(gòu)。 但單排行星齒輪機(jī)構(gòu)是分析多排行星但單排行星齒輪機(jī)構(gòu)是分析多排行星齒輪機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。齒輪機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。351 1單排行星齒輪機(jī)構(gòu)和它的傳動(dòng)原單排行星齒輪機(jī)構(gòu)和它的傳動(dòng)原 理（見圖理（見圖3-103-10） 如圖如圖3-103-10所示為一個(gè)單排行星齒輪機(jī)所示為一個(gè)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 從圖中可以看出，一個(gè)單排行星齒從圖中可以看出，一個(gè)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)由太陽(yáng)輪輪機(jī)構(gòu)由太陽(yáng)輪1 1、行星齒輪和行星齒輪、行星齒輪和行星齒輪架架2 2及環(huán)齒圈及環(huán)齒圈3 3組成。組成。 由于行星齒輪和行星架是一

29、個(gè)整體由于行星齒輪和行星架是一個(gè)整體（以下簡(jiǎn)稱行星架），所以，在一個(gè)行（以下簡(jiǎn)稱行星架），所以，在一個(gè)行星排中只有三個(gè)基本元件：太陽(yáng)輪、行星排中只有三個(gè)基本元件：太陽(yáng)輪、行星架和環(huán)齒圈。星架和環(huán)齒圈。361 13 32 21 1 太陽(yáng)輪太陽(yáng)輪 2 2 行星齒輪和行星齒輪架，行星齒輪和行星齒輪架，3 3 環(huán)齒圈環(huán)齒圈圖圖3-10 行星齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖行星齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖372. 單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的組合方式單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的組合方式 由于單排行星輪機(jī)構(gòu)有兩個(gè)自由度，因此，由于單排行星輪機(jī)構(gòu)有兩個(gè)自由度，因此，它沒有固定的傳動(dòng)比，不能直接用于變速傳動(dòng)，它沒有固定的傳動(dòng)比，不能直接用于變速傳動(dòng)，也就不能傳遞功

30、率。也就不能傳遞功率。 所以，行星排在傳遞功率時(shí)，三元件中的所以，行星排在傳遞功率時(shí)，三元件中的一個(gè)必須被鎖止，使其它二個(gè)元件中的一個(gè)為一個(gè)必須被鎖止，使其它二個(gè)元件中的一個(gè)為主動(dòng)件，另一個(gè)為從動(dòng)件。主動(dòng)件，另一個(gè)為從動(dòng)件。通過這兩個(gè)元件才通過這兩個(gè)元件才可能傳遞功率，也才有固定的傳動(dòng)比。可能傳遞功率，也才有固定的傳動(dòng)比。 一個(gè)行星排可以得到八種不同的組合方式。一個(gè)行星排可以得到八種不同的組合方式。383 . 傳動(dòng)比的基本計(jì)算傳動(dòng)比的基本計(jì)算 行星排在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)行星排在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ，由于行星輪存在，由于行星輪存在自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此其傳動(dòng)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此其傳動(dòng)比的計(jì)算方法和定軸式齒

31、輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的比的計(jì)算方法和定軸式齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算方法稍有不同。一種是根據(jù)定軸式計(jì)算方法稍有不同。一種是根據(jù)定軸式齒輪傳動(dòng)計(jì)算傳動(dòng)比的模式來(lái)計(jì)算，當(dāng)齒輪傳動(dòng)計(jì)算傳動(dòng)比的模式來(lái)計(jì)算，當(dāng)行星架作為主動(dòng)件或從動(dòng)件時(shí)，賦予行行星架作為主動(dòng)件或從動(dòng)件時(shí)，賦予行星架一個(gè)當(dāng)量齒數(shù)，就可以直接計(jì)算傳星架一個(gè)當(dāng)量齒數(shù)，就可以直接計(jì)算傳動(dòng)比；動(dòng)比；另一種計(jì)算方法是根據(jù)單排行星另一種計(jì)算方法是根據(jù)單排行星輪的運(yùn)動(dòng)特性方程來(lái)進(jìn)行計(jì)算。兩者殊輪的運(yùn)動(dòng)特性方程來(lái)進(jìn)行計(jì)算。兩者殊途同歸。途同歸。39直接計(jì)算直接計(jì)算 環(huán)齒圈鎖止或制動(dòng)環(huán)齒圈鎖止或制動(dòng)太陽(yáng)輪制動(dòng)太陽(yáng)輪制動(dòng) 行星架制動(dòng)行星架制動(dòng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)特性方程的計(jì)算直接計(jì)算根據(jù)

32、運(yùn)動(dòng)特性方程的計(jì)算直接計(jì)算40）（從動(dòng)件轉(zhuǎn)速主動(dòng)件轉(zhuǎn)速主動(dòng)件齒數(shù)從動(dòng)件齒數(shù)傳動(dòng)比153)i (公式3-1541143056241332245617080561431568013080241333248021122211.B.A.B.A.B.AZZiZZiZZiZZiZZiZZifeCdCCCbCa：環(huán)齒圈為主動(dòng)件：太陽(yáng)輪為主動(dòng)件：行星架制動(dòng)：行星架為主動(dòng)件：環(huán)齒圈為主動(dòng)件：太陽(yáng)輪制動(dòng)：行星架為主動(dòng)件：太陽(yáng)輪為主動(dòng)件：環(huán)齒圈鎖止或制動(dòng)直直 接接 計(jì)計(jì) 算算 示示 例例Z Z1 1=24=24Z Z2 2=56=56Z ZC C=Z=Z1 1+Z+Z2 2=80=8042從動(dòng)件轉(zhuǎn)速主動(dòng)件轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比

33、：式中：運(yùn)動(dòng)方程式為：，行星架的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為，環(huán)齒圈的齒數(shù)為，轉(zhuǎn)速為設(shè)太陽(yáng)輪的齒數(shù)為i)()(,nnZ,nZZnnn12321322111631Z公式公式3-16 運(yùn)動(dòng)特性方程運(yùn)動(dòng)特性方程434. 辛普森行星排辛普森行星排1 1的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)規(guī)律的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)規(guī)律 如圖如圖3-113-11所示為一個(gè)辛普森（所示為一個(gè)辛普森（SimpsonSimpson）式）式雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。它是由兩個(gè)內(nèi)嚙合雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。它是由兩個(gè)內(nèi)嚙合單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組合而成。單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組合而成。 從圖中可以看出，兩個(gè)行星排共用一個(gè)太從圖中可以看出，兩個(gè)行星排共用一個(gè)太陽(yáng)輪。稱前后太陽(yáng)輪組件陽(yáng)輪。稱前后太

34、陽(yáng)輪組件1 1；前行星架和后環(huán)；前行星架和后環(huán)齒圈固連為一體，稱前行星架和后環(huán)齒圈組件齒圈固連為一體，稱前行星架和后環(huán)齒圈組件3 3；這個(gè)組件和輸出軸；這個(gè)組件和輸出軸5 5連接在一起。連接在一起。 經(jīng)過這樣的組合，本來(lái)兩個(gè)行星排的六個(gè)經(jīng)過這樣的組合，本來(lái)兩個(gè)行星排的六個(gè)基本元件就變成一個(gè)只有四個(gè)獨(dú)立元件的行星基本元件就變成一個(gè)只有四個(gè)獨(dú)立元件的行星齒輪機(jī)構(gòu)。齒輪機(jī)構(gòu)。441-前后太陽(yáng)輪組件，前后太陽(yáng)輪組件，2-前環(huán)齒圈，前環(huán)齒圈，3-前行星架后環(huán)齒圈組件，前行星架后環(huán)齒圈組件，4-后后行星架，行星架，5-輸出軸輸出軸圖圖3-11雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖共用太陽(yáng)輪共用太陽(yáng)輪前環(huán)

35、齒圈前環(huán)齒圈前行星架后前行星架后環(huán)齒圈組件環(huán)齒圈組件后行星架后行星架輸出軸輸出軸455.5.辛普森行星排辛普森行星排2 2的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)規(guī)律的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)規(guī)律 圖圖3-123-12所示為辛普森行星排的一種應(yīng)所示為辛普森行星排的一種應(yīng)用形式（例如用形式（例如A340EA340E自動(dòng)變速器）。自動(dòng)變速器）。 它也是一種辛普森雙排行星齒輪機(jī)它也是一種辛普森雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)，并且兩個(gè)行星排也是共用一個(gè)太陽(yáng)構(gòu)，并且兩個(gè)行星排也是共用一個(gè)太陽(yáng)輪。輪。 由于安裝形式翻轉(zhuǎn)了由于安裝形式翻轉(zhuǎn)了180180度，它不是度，它不是如圖如圖3-113-11所示的由前行星架和后環(huán)齒圈所示的由前行星架和后環(huán)齒圈組成一個(gè)組件，而

36、是由前環(huán)齒圈和后行組成一個(gè)組件，而是由前環(huán)齒圈和后行星架組成一個(gè)組件。星架組成一個(gè)組件。461-前后太陽(yáng)輪，前后太陽(yáng)輪，2-前行星架，前行星架，3-前環(huán)齒圈后行星架組件，前環(huán)齒圈后行星架組件，4-后環(huán)后環(huán)齒圈，齒圈，5-輸出軸輸出軸圖圖3-12 辛普森行星排辛普森行星排2 2的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)規(guī)律及傳動(dòng)規(guī)律47二、變速機(jī)構(gòu)中換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)二、變速機(jī)構(gòu)中換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu) 內(nèi)嚙合式的行星齒輪機(jī)構(gòu)，不管是辛內(nèi)嚙合式的行星齒輪機(jī)構(gòu)，不管是辛普森式的行星排或是拉維奈爾赫式的行普森式的行星排或是拉維奈爾赫式的行星排，通過對(duì)行星排基本獨(dú)立元件采取星排，通過對(duì)行星排基本獨(dú)立元件采取不同的約束，就可以改變傳動(dòng)關(guān)系而得

37、不同的約束，就可以改變傳動(dòng)關(guān)系而得到不同的傳動(dòng)比，使自動(dòng)變速器得到不到不同的傳動(dòng)比，使自動(dòng)變速器得到不同的檔位。同的檔位。 對(duì)行星排各基本獨(dú)立元件進(jìn)行約束對(duì)行星排各基本獨(dú)立元件進(jìn)行約束的機(jī)構(gòu)，就是換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)。的機(jī)構(gòu)，就是換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)。換檔執(zhí)行換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)由離合器、制動(dòng)器和單向離合器組機(jī)構(gòu)由離合器、制動(dòng)器和單向離合器組成成。48 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 921 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 1021 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 101-1-超越離合器超越離合器C0，2-超速制動(dòng)器超速制動(dòng)器

38、B0，3-二檔滑行制動(dòng)器二檔滑行制動(dòng)器B1，4-直接離合器直接離合器C2，5-前進(jìn)離合前進(jìn)離合器器C1，6-二檔制動(dòng)器二檔制動(dòng)器B2，7-一、倒檔制動(dòng)器一、倒檔制動(dòng)器B3，8-后行星架，后行星架，9-后環(huán)齒圈，后環(huán)齒圈，10-輸出軸，輸出軸，11-太陽(yáng)輪，太陽(yáng)輪，12-第二單向離合器，第二單向離合器，13-第一單向離合器，第一單向離合器，14-前環(huán)齒圈，前環(huán)齒圈，15-前行星架，前行星架，16-超速超速環(huán)齒圈，環(huán)齒圈，17-超速行星架，超速行星架，18-超速太陽(yáng)輪，超速太陽(yáng)輪，19-輸入軸，輸入軸，20-超速單向離合器，超速單向離合器，21-超速輸入超速輸入軸軸圖圖3-15 自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

39、自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖491離合器離合器 離合器是換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)中進(jìn)行連接的主要離合器是換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)中進(jìn)行連接的主要元件。元件。 離合器連接輸入軸與行星齒輪機(jī)構(gòu)，把液離合器連接輸入軸與行星齒輪機(jī)構(gòu)，把液力變矩器輸出的動(dòng)力傳遞給行星齒輪機(jī)構(gòu)；力變矩器輸出的動(dòng)力傳遞給行星齒輪機(jī)構(gòu)； 或把行星排的某兩個(gè)元件連接在一起，使或把行星排的某兩個(gè)元件連接在一起，使之成為一個(gè)整體。之成為一個(gè)整體。 直接離合器直接離合器 直接離合器直接離合器4把輸入軸把輸入軸19的輸出動(dòng)力傳遞的輸出動(dòng)力傳遞至雙行星排的共用太陽(yáng)輪。至雙行星排的共用太陽(yáng)輪。50 1 2 3 4 5 6 8 9 10 71 1 直接離合器鼓，直接離合器鼓

40、，2 2 活塞，活塞，3 O3 O型圈，型圈，4 4 回位彈簧，回位彈簧，5 5 卡簧，卡簧，6 6 離合器離合器推力墊，推力墊，7 7 摩擦片，摩擦片，8 8 鋼片，鋼片，9 9 法蘭，法蘭，10 10 卡簧卡簧圖圖3-16直接離合器分解圖直接離合器分解圖51 前進(jìn)離合器前進(jìn)離合器 前進(jìn)離合器前進(jìn)離合器C C1 1則是輸入軸和前環(huán)齒則是輸入軸和前環(huán)齒圈之間的連接件。圈之間的連接件。 直接離合器和前進(jìn)離合器都是把動(dòng)直接離合器和前進(jìn)離合器都是把動(dòng)力由輸入軸傳遞至行星排，而在超越離力由輸入軸傳遞至行星排，而在超越離合器合器C C0 0則是可以實(shí)現(xiàn)行星排中兩個(gè)獨(dú)立則是可以實(shí)現(xiàn)行星排中兩個(gè)獨(dú)立元件之間

41、的連接。元件之間的連接。 在超速行星排中，如果超越離合器嚙在超速行星排中，如果超越離合器嚙合，則把超速行星架和超速太陽(yáng)輪連接合，則把超速行星架和超速太陽(yáng)輪連接為一體。使超速行星排形成直接傳動(dòng)。為一體。使超速行星排形成直接傳動(dòng)。52圖圖3-17 前進(jìn)離合器分解圖前進(jìn)離合器分解圖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141 卡圈，卡圈，2 滾針軸承，滾針軸承，3 前進(jìn)離合器鼓，前進(jìn)離合器鼓，4 O型圈，型圈，5 活塞，活塞，6 O型圈，型圈，7 回位彈簧，回位彈簧，8 卡簧，卡簧，9 座圈滾道，座圈滾道，10 滾針軸承，滾針軸承，11 緩沖板，緩沖板，12 鋼片，鋼片，13 摩擦片

42、，摩擦片，14 卡簧卡簧532單向離合器單向離合器 單向離合器又稱自由輪離合器，在液?jiǎn)蜗螂x合器又稱自由輪離合器，在液力變矩器和行星排中均有應(yīng)用。力變矩器和行星排中均有應(yīng)用。 在行星排中，它用來(lái)鎖止某一個(gè)元件在行星排中，它用來(lái)鎖止某一個(gè)元件的某種轉(zhuǎn)向。它同時(shí)還具有固連作用，當(dāng)?shù)哪撤N轉(zhuǎn)向。它同時(shí)還具有固連作用，當(dāng)與之相連元件的受力方向與鎖止方向相同與之相連元件的受力方向與鎖止方向相同時(shí)，該元件在即被固連；當(dāng)受力方向與鎖時(shí)，該元件在即被固連；當(dāng)受力方向與鎖止方向相反時(shí)，該元件即被釋放。止方向相反時(shí)，該元件即被釋放。 單向離合器的鎖止和釋放完全由與之相單向離合器的鎖止和釋放完全由與之相連元件的受力方向

43、來(lái)控制。常見的單向離連元件的受力方向來(lái)控制。常見的單向離合器有滾柱式和楔塊式兩種。合器有滾柱式和楔塊式兩種。54 滾柱式單向離合器滾柱式單向離合器 滾柱式單向離合器一般由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾柱式單向離合器一般由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾柱和保持彈簧組成。內(nèi)環(huán)通過內(nèi)花鍵的滾柱和保持彈簧組成。內(nèi)環(huán)通過內(nèi)花鍵的形式和行星排的某個(gè)元件相連；外環(huán)通過形式和行星排的某個(gè)元件相連；外環(huán)通過外花鍵的形式與行星排的另一個(gè)元件或變外花鍵的形式與行星排的另一個(gè)元件或變速器殼體相連。速器殼體相連。 總歸，單向離合器的內(nèi)環(huán)和外環(huán)，一總歸，單向離合器的內(nèi)環(huán)和外環(huán)，一個(gè)連接旋轉(zhuǎn)件而另一個(gè)連接固定件，滾柱個(gè)連接旋轉(zhuǎn)件而另一個(gè)連接固定件，滾柱彈

44、簧安裝在外環(huán)（或內(nèi)環(huán)）彈簧安裝在外環(huán)（或內(nèi)環(huán)） 的斜槽內(nèi)，的斜槽內(nèi)，彈簧的彈力將滾柱推向較窄的一端。彈簧的彈力將滾柱推向較窄的一端。55a:自由狀態(tài)自由狀態(tài) b:鎖緊狀態(tài)鎖緊狀態(tài)1 1 外環(huán)，外環(huán)，2 2 內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)，3 3 滾柱，滾柱，4 4 彈簧彈簧圖圖3-18 滾柱式單向離合器滾柱式單向離合器56 楔塊式單向離合器楔塊式單向離合器 圖圖3-193-19所示為楔塊式單向離合器的所示為楔塊式單向離合器的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖。它的基本結(jié)構(gòu)和滾柱式結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖。它的基本結(jié)構(gòu)和滾柱式單向離合器的相同，它們的主要區(qū)別在單向離合器的相同，它們的主要區(qū)別在于鎖緊元件由滾柱變?yōu)樾▔K。所以，在于鎖緊元件由滾柱變?yōu)樾?/p>

45、塊。所以，在內(nèi)外環(huán)上沒有斜槽；楔塊也不象滾柱單內(nèi)外環(huán)上沒有斜槽；楔塊也不象滾柱單個(gè)安裝在斜槽中，而是由保持彈簧（有個(gè)安裝在斜槽中，而是由保持彈簧（有軸承保持架的功能）把所有楔塊連為一軸承保持架的功能）把所有楔塊連為一體，安裝于內(nèi)外環(huán)之間。體，安裝于內(nèi)外環(huán)之間。57圖圖3-19 楔塊式單向離合器簡(jiǎn)圖楔塊式單向離合器簡(jiǎn)圖A:自由狀態(tài)自由狀態(tài)B:鎖緊狀態(tài)鎖緊狀態(tài)583制動(dòng)器制動(dòng)器 自動(dòng)變速器中的制動(dòng)器是用來(lái)固定行自動(dòng)變速器中的制動(dòng)器是用來(lái)固定行星排中的某個(gè)基本元件。星排中的某個(gè)基本元件。 通過制動(dòng)器的結(jié)合，把行星排中的某通過制動(dòng)器的結(jié)合，把行星排中的某個(gè)元件和變速器殼體連接起來(lái)，使之不個(gè)元件和變速器

46、殼體連接起來(lái)，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。能轉(zhuǎn)動(dòng)。 自動(dòng)變速器中的制動(dòng)器有兩種，一種自動(dòng)變速器中的制動(dòng)器有兩種，一種是片式制動(dòng)器；一種是帶式制動(dòng)器。帶是片式制動(dòng)器；一種是帶式制動(dòng)器。帶式制動(dòng)器又稱制動(dòng)帶。式制動(dòng)器又稱制動(dòng)帶。59 片式制動(dòng)器片式制動(dòng)器 如圖如圖3-203-20所示為一片式制動(dòng)器的結(jié)所示為一片式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)分解圖。片式制動(dòng)器主要由制動(dòng)鼓、構(gòu)分解圖。片式制動(dòng)器主要由制動(dòng)鼓、制動(dòng)片（鋼片和摩擦片）、制動(dòng)轂、回制動(dòng)片（鋼片和摩擦片）、制動(dòng)轂、回位彈簧及彈簧座等組成。位彈簧及彈簧座等組成。 和片式離合器不同的是，片式制動(dòng)和片式離合器不同的是，片式制動(dòng)器的制動(dòng)鼓不是一個(gè)獨(dú)立元件，而是固器的制動(dòng)鼓不是一個(gè)

47、獨(dú)立元件，而是固定在變速器殼體或本身就跟變速器殼體定在變速器殼體或本身就跟變速器殼體是一體制作出來(lái)的。是一體制作出來(lái)的。60 1 2 3 4678910115121 卡簧，卡簧，2 法蘭，法蘭，3 摩察片，摩察片，4活塞套筒，活塞套筒，5 鋼片，鋼片，6 推力墊，推力墊，7 卡簧，卡簧，8 彈彈簧座，簧座，9 回位彈簧，回位彈簧，10 活塞，活塞，11 O型圈，型圈，12 制動(dòng)轂制動(dòng)轂 圖圖3-20 二檔制動(dòng)器分解圖二檔制動(dòng)器分解圖61 帶式制動(dòng)器帶式制動(dòng)器 帶式制動(dòng)器的主要零件為制動(dòng)鼓、制動(dòng)帶、帶式制動(dòng)器的主要零件為制動(dòng)鼓、制動(dòng)帶、油缸、活塞彈簧等。油缸、活塞彈簧等。 制動(dòng)鼓與行星排的某一元

48、件連接（多為與制動(dòng)鼓與行星排的某一元件連接（多為與行星排元件相連的離合器的外圓柱面），并隨行星排元件相連的離合器的外圓柱面），并隨該元件旋轉(zhuǎn)；制動(dòng)帶的內(nèi)表面有一層摩擦系數(shù)該元件旋轉(zhuǎn)；制動(dòng)帶的內(nèi)表面有一層摩擦系數(shù)較高的摩擦襯片。較高的摩擦襯片。 制動(dòng)帶的一端用銷子或調(diào)整螺釘與變速器制動(dòng)帶的一端用銷子或調(diào)整螺釘與變速器殼體上的制動(dòng)帶支架相連，另一端與油缸活塞殼體上的制動(dòng)帶支架相連，另一端與油缸活塞上的推桿相連；油缸的缸體和變速器殼體是一上的推桿相連；油缸的缸體和變速器殼體是一體的。體的。62 4 5 6 7 8 9 10 11 121 2 31 E E型環(huán)，型環(huán)，2 2 鎖桿，鎖桿，3 3 制動(dòng)帶

49、，制動(dòng)帶，4 4 彈簧，彈簧，5 5 活塞桿，活塞桿，6 6 擋圈，擋圈，7 7 彈簧，彈簧，8 8 密封油密封油環(huán)，環(huán)，9 9 活塞，活塞，10 E10 E型環(huán)，型環(huán)，11 11 活塞，活塞，12 12 卡環(huán)，卡環(huán)，13 O13 O型圈型圈13圖圖3-21 帶式制動(dòng)器帶式制動(dòng)器633-5 自動(dòng)變速器機(jī)械部分的自動(dòng)變速器機(jī)械部分的 常見組合及傳動(dòng)原理常見組合及傳動(dòng)原理 自動(dòng)變速器的機(jī)械部分指變矩器、行星自動(dòng)變速器的機(jī)械部分指變矩器、行星排和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)（離合器、制動(dòng)器等）及排和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)（離合器、制動(dòng)器等）及輸入輸出軸等機(jī)械另部件。輸入輸出軸等機(jī)械另部件。 雖然自動(dòng)變速器的型號(hào)很多，但就機(jī)械

50、雖然自動(dòng)變速器的型號(hào)很多，但就機(jī)械部分而言，其基本方式卻是為數(shù)不多的幾種，部分而言，其基本方式卻是為數(shù)不多的幾種，就行星排而言，基本是辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)就行星排而言，基本是辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)和拉維奈爾赫行星齒輪機(jī)構(gòu)。和拉維奈爾赫行星齒輪機(jī)構(gòu)。64一、前環(huán)齒圈固連后行星架形式一、前環(huán)齒圈固連后行星架形式 的辛普森行星齒的辛普森行星齒 輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu) 這一類型在六十年代末七十年代初以前這一類型在六十年代末七十年代初以前環(huán)齒圈后行星架組件、共用太陽(yáng)輪、前行星環(huán)齒圈后行星架組件、共用太陽(yáng)輪、前行星架和后環(huán)齒圈組成辛普森雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)。架和后環(huán)齒圈組成辛普森雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)。前接液力變矩器就形成了一個(gè)具

51、有三個(gè)前進(jìn)前接液力變矩器就形成了一個(gè)具有三個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔的自動(dòng)變速器的機(jī)械部分。再檔和一個(gè)倒檔的自動(dòng)變速器的機(jī)械部分。再增加一個(gè)超速行星排及相應(yīng)的執(zhí)行元件，形增加一個(gè)超速行星排及相應(yīng)的執(zhí)行元件，形成了八十年代至九十年代常用的自動(dòng)變速器，成了八十年代至九十年代常用的自動(dòng)變速器，如豐田公司的如豐田公司的A40D-A43DA40D-A43D等等。651基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)形式 如圖如圖3-223-22所示為日本豐田所示為日本豐田A43DA43D自動(dòng)變自動(dòng)變速器機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。速器機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 它是在辛普森雙排行星輪系的基礎(chǔ)它是在辛普森雙排行星輪系的基礎(chǔ)上，在液力變矩器和雙排行星輪系之

52、間上，在液力變矩器和雙排行星輪系之間加入了一個(gè)行星排（超速行星排）而成。加入了一個(gè)行星排（超速行星排）而成。雙排行星輪系用來(lái)產(chǎn)生三個(gè)前進(jìn)檔（雙排行星輪系用來(lái)產(chǎn)生三個(gè)前進(jìn)檔（1-31-3檔）和一個(gè)倒檔；超速行星排產(chǎn)生一個(gè)檔）和一個(gè)倒檔；超速行星排產(chǎn)生一個(gè)超速檔（俗稱超速檔（俗稱O/DO/D檔）。檔）。66 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1121 20 19 18 17 16 15 14 13 12 1-O/D制動(dòng)器制動(dòng)器B0，2-O/D直接離合器直接離合器C0，3-O/D行星架，行星架，4-O/D環(huán)齒環(huán)齒圈，圈，5-前進(jìn)離合器前進(jìn)離合器C1，6-直接離合器直接離合器C2，7-第一制動(dòng)

53、器第一制動(dòng)器B1，8-第二第二制動(dòng)器制動(dòng)器B2，9-第三制動(dòng)器第三制動(dòng)器B3，10-前環(huán)齒圈后行星架組件，前環(huán)齒圈后行星架組件，11-后環(huán)后環(huán)齒圈，齒圈，12-輸出軸，輸出軸，13-共用太陽(yáng)輪，共用太陽(yáng)輪，14-前行星架，前行星架，15-第二單向離第二單向離合器合器F2，16-第一單向離合器第一單向離合器F1，17-中間軸，中間軸，18-輸入軸，輸入軸，19-O/D太陽(yáng)輪，太陽(yáng)輪，20-O/D單向離合器，單向離合器，21-O/D輸入軸。輸入軸。圖圖3-22 A43D變速機(jī)構(gòu)示意圖變速機(jī)構(gòu)示意圖67 O/D直接離合器直接離合器C C0 0 C C0 0連接超速行星排中的超速太陽(yáng)輪連接超速行星排中

54、的超速太陽(yáng)輪1919和超速行和超速行星架星架3 3。 當(dāng)當(dāng)C C0 0嚙合時(shí)，超速太陽(yáng)輪嚙合時(shí)，超速太陽(yáng)輪1919和超速行星架和超速行星架3 3連為一體，整個(gè)超速行星排以直接檔（傳動(dòng)比連為一體，整個(gè)超速行星排以直接檔（傳動(dòng)比為為1 1）傳動(dòng)方式把液力變矩器的動(dòng)力傳遞至后續(xù)）傳動(dòng)方式把液力變矩器的動(dòng)力傳遞至后續(xù)的雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)。的雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)。 在自動(dòng)變速器以倒檔和在自動(dòng)變速器以倒檔和1-31-3檔運(yùn)行時(shí)，超速檔運(yùn)行時(shí)，超速離合器離合器C C0 0是結(jié)合的，只有在超速檔（是結(jié)合的，只有在超速檔（O/DO/D檔）時(shí)檔）時(shí)才脫開嚙合。才脫開嚙合。68 前進(jìn)離合器前進(jìn)離合器C1 當(dāng)前進(jìn)離合器當(dāng)前

55、進(jìn)離合器5 5嚙合時(shí)，前進(jìn)離合器嚙合時(shí)，前進(jìn)離合器5 5就把超速行星排的輸出經(jīng)輸入軸就把超速行星排的輸出經(jīng)輸入軸1818和中和中間軸間軸1717傳遞至辛普森雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)。傳遞至辛普森雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)路線見下圖傳動(dòng)路線見下圖：超 速超 速環(huán) 齒環(huán) 齒圈圈4 4輸輸入入軸軸1818前進(jìn)前進(jìn)離合離合器器5中中間間軸軸17后后環(huán)環(huán)齒齒圈圈69 后離合器后離合器C2（又稱直接檔離合器）（又稱直接檔離合器） 后離合器后離合器6 6把超速行星排的輸出連接到雙排行星齒把超速行星排的輸出連接到雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)的共用太陽(yáng)輪輪機(jī)構(gòu)的共用太陽(yáng)輪1313。前進(jìn)離合器。前進(jìn)離合器5 5的離合器鼓連接的離合器鼓連

56、接著后離合器著后離合器6 6的離合器轂，后離合器的離合器鼓又和共的離合器轂，后離合器的離合器鼓又和共用太陽(yáng)輪用太陽(yáng)輪1313的一端用內(nèi)外花鍵連接。所以當(dāng)后離合器的一端用內(nèi)外花鍵連接。所以當(dāng)后離合器嚙合時(shí)，超速行星排的輸出經(jīng)輸入軸嚙合時(shí)，超速行星排的輸出經(jīng)輸入軸1818、前進(jìn)離合器、前進(jìn)離合器的離合器鼓、后離合器傳遞至共用太陽(yáng)輪的離合器鼓、后離合器傳遞至共用太陽(yáng)輪1313。其傳遞。其傳遞路線為：路線為：超 速超 速環(huán) 齒環(huán) 齒圈圈4輸輸入入軸軸18前進(jìn)前進(jìn)離合離合器鼓器鼓后離后離合器合器6共 用共 用太 陽(yáng)太 陽(yáng)輪輪131370 超速制動(dòng)器超速制動(dòng)器B0 超速制動(dòng)器超速制動(dòng)器B B0 0用來(lái)固定

57、超速太陽(yáng)輪。用來(lái)固定超速太陽(yáng)輪。超速制動(dòng)器超速制動(dòng)器B B0 0的制動(dòng)鼓和變速器殼體是的制動(dòng)鼓和變速器殼體是一體的，其制動(dòng)轂和超速太陽(yáng)輪相連。一體的，其制動(dòng)轂和超速太陽(yáng)輪相連。 當(dāng)超速制動(dòng)器嚙合時(shí)，超速太陽(yáng)輪當(dāng)超速制動(dòng)器嚙合時(shí)，超速太陽(yáng)輪被制動(dòng)。超速行星架被制動(dòng)。超速行星架3 3和超速輸入軸和超速輸入軸2121相相連，所以是主動(dòng)件，則環(huán)齒圈是從動(dòng)件，連，所以是主動(dòng)件，則環(huán)齒圈是從動(dòng)件，此時(shí)行星排得到最小的傳動(dòng)比，即是一此時(shí)行星排得到最小的傳動(dòng)比，即是一種增速減扭的傳動(dòng)方式（種增速減扭的傳動(dòng)方式（O/DO/D檔）。檔）。71第一制動(dòng)器第一制動(dòng)器B1 第一制動(dòng)器第一制動(dòng)器7 7的制動(dòng)鼓和變速器殼體

58、的制動(dòng)鼓和變速器殼體為一體，制動(dòng)轂和雙排行星輪的共用太為一體，制動(dòng)轂和雙排行星輪的共用太陽(yáng)輪陽(yáng)輪1313相連。相連。 當(dāng)它動(dòng)作時(shí)，就使共用太陽(yáng)輪當(dāng)它動(dòng)作時(shí)，就使共用太陽(yáng)輪1313被被制動(dòng)。在低速前進(jìn)檔需要利用發(fā)動(dòng)機(jī)制制動(dòng)。在低速前進(jìn)檔需要利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，第一制動(dòng)器動(dòng)時(shí)，第一制動(dòng)器B B0 0動(dòng)作（詳見后述）。動(dòng)作（詳見后述）。72第二制動(dòng)器第二制動(dòng)器B2 第二制動(dòng)器第二制動(dòng)器8 8的制動(dòng)鼓在變速器殼體上，制的制動(dòng)鼓在變速器殼體上，制動(dòng)轂和第一單向離合器動(dòng)轂和第一單向離合器1515的外環(huán)相連，而第一的外環(huán)相連，而第一單向離合器的內(nèi)環(huán)和共用太陽(yáng)輪單向離合器的內(nèi)環(huán)和共用太陽(yáng)輪1313相連。相連。

59、它和第一單向離合器它和第一單向離合器1515聯(lián)合使用對(duì)共用太聯(lián)合使用對(duì)共用太陽(yáng)輪進(jìn)行控制。當(dāng)?shù)诙苿?dòng)器結(jié)合時(shí)，第一單陽(yáng)輪進(jìn)行控制。當(dāng)?shù)诙苿?dòng)器結(jié)合時(shí)，第一單向離合器的外環(huán)被固定不動(dòng)，則使第一單向離向離合器的外環(huán)被固定不動(dòng)，則使第一單向離合器內(nèi)環(huán)所連接的共用太陽(yáng)輪不能逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，合器內(nèi)環(huán)所連接的共用太陽(yáng)輪不能逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，共用太陽(yáng)輪逆時(shí)針方向收到鎖止共用太陽(yáng)輪逆時(shí)針方向收到鎖止。73 第三制動(dòng)器第三制動(dòng)器B3 第三制動(dòng)器的制動(dòng)鼓在變速器殼體上，第三制動(dòng)器的制動(dòng)鼓在變速器殼體上，而制動(dòng)轂和第二單向離合器的外環(huán)相連。而制動(dòng)轂和第二單向離合器的外環(huán)相連。它主要用于低速一檔利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，它主要用于低速

60、一檔利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)前行星架。（詳見后述）。制動(dòng)前行星架。（詳見后述）。74 超速單向離合器超速單向離合器F0（O/D單向離合器）單向離合器） 超速單向離合器在超速太陽(yáng)輪和超速行星超速單向離合器在超速太陽(yáng)輪和超速行星架之間配合超速離合器架之間配合超速離合器C C0 0對(duì)超速太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)向?qū)Τ偬?yáng)輪的轉(zhuǎn)向進(jìn)行輔助控制。進(jìn)行輔助控制。 當(dāng)自動(dòng)變速器由三檔升為四檔時(shí)，能改善當(dāng)自動(dòng)變速器由三檔升為四檔時(shí)，能改善換檔的平順性。換檔的平順性。 在超速離合器并列的位置上布置了超速單在超速離合器并列的位置上布置了超速單向離合器向離合器F F0 0，它能有效地防止在超速離合器，它能有效地防止在超速離合器C