變速器基本行星齒輪機構的組成和工作原理

   時間:2017-11-13 19:50:19
變速器基本行星齒輪機構的組成和工作原理簡介
 .行星輪機構的結構和類型   行星輪機構有很多類型,其中最簡單的行星齒輪機構是由一個太陽輪、一個齒圈、一個行星架和幾個行星輪組成的,稱為一個行星排。太陽輪、齒圈及行星架有一個共同的固定軸線,行星輪支承在固定於行星架的行…
變速器基本行星齒輪機構的組成和工作原理正文

 .行星輪機構的結構和類型
 
行星輪機構有很多類型,其中最簡單的行星齒輪機構是由一個太陽輪、一個齒圈、一個行星架和幾個行星輪組成的,稱為一個行星排。太陽輪、齒圈及行星架有一個共同的固定軸線,行星輪支承在固定於行星架的行星齒輪軸上,並同時與太陽輪和齒圈嚙合。當行星齒輪機構運轉時,空套在行星架上的幾個行星輪,一方面可以繞自己的軸線旋轉,另一方面又可以隨行星架一起繞著太陽輪旋轉,就象天上的行星運動一樣,兼有自轉和公轉兩種運動狀態,行星齒輪也由此而得名。在行星排中,具有固定軸線的太陽輪、齒圈和行星架稱為行星排的三個基本元件。
 
行星齒輪機構可以按不同的方式進行分類:
 
(1)按齒輪的嚙合方式不同,行星齒輪機構可以分為內嚙合式和外嚙合式兩種。內嚙合式行星齒輪機構結構緊湊、傳動效率高,故在自動變速器上廣泛應用。
 
(2)按照行星齒輪的排數不同,行星齒輪機構可以分為單排和多排兩種。多排行星齒輪機構是由幾個單排行星齒輪機構組成的。在汽車自動變速器中通常採用由二個或三個單排行星齒輪機構組成的多排行星齒輪機構。
 
(3)按照太陽輪和齒圈之間的行星齒輪組數的不同,行星齒輪結構可以分為單行星齒輪式和雙行星齒輪式。雙行星齒輪機構與單行星齒輪機構在其它條件相同的情況下相比,齒圈可以得到反向傳動。
 
2.行星齒輪機構變速原理
 
單排行星齒輪機構有兩個自由度,因此沒有固定的傳動比,不能直接用於變速傳動。為了組成具有一定傳動比的傳動機構,必須將太陽輪、齒圈和行星架這三個基本元件中的一個加以固定,或使其運動受到一定約束,也可將某兩個基本元件互相連接在一起,使行星排變為只有一個自由度的機構,獲得確定的傳動比。
  汽車自動變速器即自動操縱式變速器。它可根據發動機負荷和車速等工況的變化自動變換傳動系統的傳動比,使汽車獲得良好的動力性和燃油經濟性,同時有效減少發動機排放污染,顯著提高車輛行駛的安全性、乘坐舒適性和操縱輕便性。
   按傳動比變化方式,汽車自動變速器也分為有級式、無級式和綜合式3種。有級式自動變速器是指在機械式齒輪變速器的基礎上實現自動控制的變速器,也稱為電控機械自動變速器(簡稱AMT)。無級式自動變速器有電力式、動液式(液力變矩器)和金屬帶式無級自動變速器。綜合式自動變速器是指實現自動控制的液力機械式變速器,即液力機械式自動變速器。液力機械式自動變速器又分為液控液壓(簡稱液控式)自動變速器和電控液壓(簡稱電控式)自動變速器,後者得到廣泛應用。

 

自動變速器的基本結構和工作原理1 AT傳動系統的工作原理  AT傳動系統的結構與手動檔相比,在結構和使用上有很大的不同。手動檔主要由齒輪和軸組成,通過不同的齒輪組合產生變速變矩;而AT傳動系統是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統組成,通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中,液力變扭器是AT最具特點的部件,它由泵輪、渦輪和導輪等構件組成,它直接輸入發動機動力,並傳遞扭矩,同時具有離合作用。泵輪和渦輪是一對工作組合,它們就好似相對放置的兩颱風扇,一颱風扇吹出的風力會帶動另一颱風扇的葉片旋轉,風力成了動能傳遞的媒介,如果用液體代替空氣成為傳遞動能的媒介,泵輪就會通過液體帶動渦輪旋轉,再在泵輪和渦輪之間加上導輪,通過反作用力使泵輪和渦輪之間實現轉速差就可以實現變速變矩了。由於液力變矩器自動變速變矩範圍不夠大,因此在渦輪後面再串聯幾排行星齒輪來提高效率,液壓操縱系統會隨發動機工作的變化而自行操縱行星齒輪,從而實現自動變速變矩。輔助機構自動換檔不能滿足行駛上的多種需要,例如停泊、後退等,所以還設有干預裝置(即手動撥桿),標誌P(停泊)、R(后位)、N(空位)、D(前進位),另在前進位中還設有「2」和「1」的附加檔位,用以起步或上斜坡之用。由於將其變速區域分成若干個變速比區段,只有在規定的變速區段內才是無級的,因此AT實際上是一種介於有級和無級之間的自動變速器。  液力自動變速器通常有兩種類型:一種為前置后驅動液力自動變速器;另一種為前置前驅動液力自動變速器。液力自動變速器電子控制通過動力傳動控制模塊(Power-transmission ControlModule,PCM)接收來自汽車上各種感測器的電信號輸入,根據汽車的使用工況對這些信息處理來決定液力自動變速器運行工況。按照這些工況,動力傳動控制模塊給執行機構發出指令,並實現下列功能:變速器的升檔和降檔;一般通過操縱一對電子換檔電磁閥在通/斷兩種狀態中轉換;通過電子控制壓力控制電磁閥(Pressure Control Solenoid,PCS)來調整管路油壓;變矩器離合器(Torque Converter Clutch,TCC)用以控制電磁閥的結合和分離時間。    自動變速器主要是根據車速感測器(Vehicle Speed Sensor,VSS)、節氣門位置感測器(17hrottle Position Sensor,TPS)以及駕駛員踩下加速踏板的程度進行升位和降位控制。2 AMT傳動系統的工作原理  AMT、傳動系統是在傳統的固定軸式變速器和乾式離合器的基礎上,應用微電子駕駛和控制理論,以電子控制單元(ECU)為核心,通過電動、液壓或氣動執行機構對選換檔機構、離合器、節氣門進行操縱,來實現起步和換檔的自動操作。AMT傳動系統的基本控制原理是:ECU根據駕駛員的操縱(節氣門踏板、制動踏板、轉向盤、選檔器的操縱)和車輛的運行狀態(車速、發動機轉速、變速器輸入軸轉速)綜合判斷,確定駕駛員的意圖以及路面情況,採用相應的控制規律,發出控制指令,藉助於相應的執行機構,對車輛的動力傳動系統進行聯合操縱。   AMT、傳動系統是對傳統乾式離合器和手動齒輪變速器進行電子控制實現自動換檔,其控制過程基本是模擬駕駛員的操作。ECU的輸入有:加速踏板信號、發動機轉速、節氣門開度、車速等。ECU根據換檔規律、離合器控制規律、發動機節氣門自適應調節規律產生的輸出,對節氣門開度、離合器、換檔操縱三者進行綜合控制。  離合器的控制是通過三個電磁閥實現的,通過油缸的活塞完成離合器的分離或接合。ECU根據離合器行程的信號判斷離合器接合的程度,調節接合速度,保證接合平順。  換檔控制一般是在變速器上交叉地安裝兩個控制油缸。選檔與換檔由四個電磁閥根據ECU發出指令進行控制。  在正常行駛時,節氣門開度的控制由駕駛員直接控制加速踏板,其行程通過感測器輸入到:ECU,ECU再根據行程大小,通過對步進電動機控制來控制發動機節氣門開度。在換檔過程,踏板行程與節氣門開度並非完全一致,按換檔規律要求先減小節氣門開度,進入空檔,在掛上新的檔位后,接合離合器,隨著傳遞發動機扭矩增大的同時,節氣門開度按一定的調節規律加到與加速踏板對應的開度。3  CVT傳動系統的工作原理   CVT採用傳動帶和可變槽寬的帶輪進行動力傳遞,即當

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