1、第十三章 液力机械传动 第一节 概述,一、液力 机械传动 变速器的 组成,液力变矩器,齿轮变速器,电子液压控制系统,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：,前置前驱式一般称为自动变速驱动桥。主要用于中高级以下轿车。,第二节 液力变矩器的结构和工作原理,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
2、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,涡轮,导轮,泵轮,变矩器内液流的循环流动和圆周运动螺旋运动,旋 转 方 向,涡轮,泵轮,导轮,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
3、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,第三节 液力变矩器的类型,一、普通式液力变矩器二、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。,固定,自由,导轮上安装单向离合器（超越离合器、自由轮机构） 滚柱弹簧式单向离合器,自由,固定,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：
4、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,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,第四节 行星齿轮变速器,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,太
5、阳轮,行星架,行星轮,齿圈,输入,输出,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,太阳轮,行星轮,齿圈,行星架,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、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
6、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。,2,1,3,四、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、 花键毂等。,钢片,摩擦片,活塞,鼓,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。,活塞,花键毂,离合器鼓,2.
7、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。,钢片和摩擦片,活塞和油缸,液压油,旋转鼓,（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。,制动带,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
8、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,1、红旗CA7560轿车自动变速器行星齿轮机构,行星排,离合器,制动器,两个单星行星排 一个离合器和两个制动器,制动器,离合器,行星排,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。,入,入,输出,输出,3）直接档制动带放松，离合器接合。前
9、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。,输出,输出,入,入,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,C2,C1,B1,3,4,5,B3,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,
