【正文】 耦合器的工作原理 當發(fā)動機運轉時，曲軸帶動液力耦合器的殼體和泵輪一同轉動，泵輪葉片內的液壓油在泵輪的帶動下隨之一同旋轉，在離心力的作用下，液壓油被甩向泵輪葉片外緣處，并在外緣處沖向渦輪葉片，使渦輪在液壓沖擊力的作用下旋轉；沖向渦輪葉片的液壓油沿渦輪葉片向內緣流動，返回到泵輪內緣的液壓油，又被泵輪再次甩向外緣 。液壓油就這樣從泵輪流向渦輪，又從渦輪返回到泵輪而形成循環(huán)的液流。 液力耦合器中的循環(huán)液壓油，在從泵輪葉片內緣流向外緣的過程中，泵輪對其作功，其速度和動能逐漸增大；而在從渦輪葉片外緣流向內緣的過程中，液壓油對渦輪作功，其速度和動能逐漸減 小。液力耦合器要實現(xiàn)傳動，必須在泵輪和渦輪之間有油液的循環(huán)流動。而油液循環(huán)流動的產(chǎn)生，是由于泵輪和渦輪之間存在著轉速差，使兩輪葉片外緣處產(chǎn)生壓力差所致。如果泵輪和渦輪的轉速相等， 9 則液力耦合器不起傳動作用。因此，液力耦合器工作時，發(fā)動機的動能通過泵輪傳給液壓油，液壓油在循環(huán)流動 的過程中又將動能傳給渦輪輸出。由于在液力耦合器內只有泵輪和渦輪兩個工作輪，液壓油在循環(huán)流動的過程中，除了受泵輪和渦輪之間的作用力之外，沒有受到其他任何附加的外力。根據(jù)作用力與反作用力相等的原理，液壓油作用在渦輪上的扭矩應等于泵輪作用在液壓油上的扭矩，即發(fā)動機傳給泵輪的扭矩與渦輪上輸出的扭矩相等，這就是液力耦合器的傳動特點。 液力耦合器在實際工作中的情形是：汽車起步前，變速器掛上一定的擋位，起動發(fā)動機驅動泵輪旋轉，而與整車連接著的渦輪即受到力矩的作用，但因其力矩不足于克服汽車的起步阻力矩，所以渦輪還不會隨泵輪 的轉動而轉動。加大節(jié)氣門開度，使發(fā)動機的轉速提高，作用在渦輪上的力矩隨之增大，當發(fā)動機轉速增大到一定數(shù)值時，作用在渦輪上的力矩足以使汽車克服起步阻力而起步。隨著發(fā)動機轉速的繼續(xù)增高，渦輪隨著汽車的加速而不斷加速，渦輪與泵輪轉速差的數(shù)值逐漸減少。在汽車從起步開始逐步加速的過程中，液力耦合器的工作狀況也在不斷變化，這可用如圖 3 所示的速度矢量圖來說明。假定油液螺旋循環(huán)流動的流速 VT保持恒定， VL為泵輪和渦輪的相對線速度， VE為泵輪出口速度， VR為油液的合成速度。 圖 3 渦輪處于不同轉速時的液流情況 (a)渦輪不 動 （ b）中速 （ c）高速 10 (b) 當車輛即將要起步時，泵輪在發(fā)動機驅動下轉動而渦輪靜止不動。由于渦輪沒有運動，泵輪與渦輪間的相對速度 VL將達最大值，由此而得到的合成速度，即油液從泵輪進入渦輪的速度 VR也是最大的。油液進入渦輪的方向和泵輪出口速度之間的夾角θ 1也較小，這樣液流對渦輪葉片產(chǎn)生的推力也就較大。 當渦輪開始旋轉并逐步趕上泵輪的轉速時，泵輪與渦輪間的相對線速度減小，使合成速度 VR減小，并使 VR和泵輪出口線速度 VE之間的夾角增大。這樣液流對渦輪葉片的沖擊力及由此力產(chǎn)生的承受扭矩的能力減小，不過隨著汽車速 度的增加，需要的驅動力矩也迅速降低。 當渦輪高速轉動，即輸出和輸入的轉速接近相同時，相對速度 VL和合成速度VR都很小，而合成速度 VR與泵輪出口速度 VE間的夾角很大，這就使液流對渦輪葉片的推力變得很小，這將使輸出元件滑動，直到有足夠的循環(huán)油液對渦輪產(chǎn)生足夠的沖擊力為止。 由此可見，輸出轉速高時，輸出轉速趕上輸入轉速是一個連續(xù)不斷的趨勢，但總不會等于輸入轉速。除非在工作狀況反過來，變速器變成主動件，發(fā)動機變成被動件，渦輪的轉速才會等于或高于泵輪轉速。這種情況在下坡時可能會發(fā)生。 液力變矩器的結構與工作原理 液力變矩器是液力傳動中的又一種型式，是構成液力自動變速器不可缺少的重要組成部分之一。它裝置在發(fā)動機的飛輪上，其作用是將發(fā)動機的動力傳遞給自動變速器中的齒輪機構，并具有一定的自動變速功能。自動變速器的傳動效率主要取決于變矩器的結構和性能。 在 01N 自動變速箱中，采用的是綜合式液力變矩器。 綜合式液力變矩器的結構與工作原理 它和一般型式液力變矩器的不同之處在于它的導輪不是完全固定不動的，而是通過單向超越離合器支承在固定于變速器殼體的導輪固定套上。單向超越離合器使導輪可以朝順時針方向旋轉（從發(fā)動機前面看 ），但不能朝逆時針方向旋轉。 圖 4 綜合式液力變矩器 1曲軸 2導輪 3渦輪 4泵輪 5液流 6變矩器軸套 7油泵 8導輪固定套 9變矩器輸出軸 10單向超越離合器。 11 當渦輪轉速較低時，從渦輪流出的液壓油從正面沖擊導輪葉片，對導輪施加一個朝逆時針方向旋轉的力矩，但由于單向超越離合器在逆時針方向具有鎖止作用，將導輪鎖止在導輪固定套上固定不動，因此這時該變矩器的工作特性和液力變矩器相同，渦輪上的輸出扭矩大于泵輪上的輸入扭矩即具有一定的增扭作用 。當渦輪轉速增大到某一數(shù)值時，液壓油對導輪的沖擊方向與導輪葉片之間的夾角為 0，此是渦輪上的輸出扭矩等于泵輪上的輸入扭矩。若渦輪轉速繼續(xù)增大，液壓油將從反面沖擊導輪，對導輪產(chǎn)生一個順時針方向的扭矩。由于單向超越離合器在順時針方向沒有鎖止作用，可以像軸承一樣滑轉，所以導輪在液壓油的沖擊作用下開始朝順時針方向旋轉。由于自由轉動的導輪對液壓油沒有反作用力矩，液壓油只受到泵輪和渦輪的反作用力矩的作用。因此這時該變矩器的不能起增扭作用，其工作特性和液力耦合器相同。這時渦輪轉速較高，該變矩器亦處于高效率的工作范圍。 導輪 開始空轉的工作點稱為偶合點。由上述分析可知，綜合式液力變矩器在渦輪轉速由 0 至偶合點的工作范圍內按液力變矩器的特性工作，在渦輪轉速超過偶合點轉速之后按液力耦合器的特性工作。因此，這種變矩器既利用了液力變矩器在渦輪轉速較低時所具有的增扭特性，又利用了液力耦合器渦輪轉速較高時所具有的高傳動效率的特性。 、 帶鎖止離合器的綜合式液力變矩器 的結構與工作原理 變矩器是用液力來傳遞汽車動力的，而液壓油的內部摩擦會造成一定的能量損失，因此傳動效率較低。為提高汽車的傳動效率，減少燃油消耗， 01N 自動變速器采用一種帶鎖 止離合器的綜合式液力變矩器。這種變矩器內有一個由液壓油操縱的鎖止離合器。鎖止離合器的主動盤即為變矩器殼體，從動盤是一個可作軸向移動的壓盤，它通過花鍵套與渦輪連接（圖 5）。壓盤背面（圖中右側）的液壓油與變矩器泵輪、渦輪中的液壓油相通，保持一定的油壓（該壓力稱為變矩器壓力）；壓盤左側（壓盤與變矩器殼體之間）的液壓油通過變矩器輸出軸中間的控制油道與閥板總成上的鎖止控制閥相通。鎖止控制閥由自動變速器電腦通過鎖止電磁閥來控制。 圖 5 帶鎖止離合器的綜合式液力變矩器 1變矩器殼 2鎖止離合器壓盤 3渦 輪 4泵輪 5變矩器軸套 6輸出軸花鍵套 7導輪 12 自動變速器電腦根據(jù)車速、節(jié)氣門開度、發(fā)動機轉速、變速器液壓油溫度、操縱手柄位置、控制模式等因素，按照設定的鎖止控制程序向鎖止電磁閥發(fā)出控制信號，操縱鎖止控制閥，以改變鎖止離合器壓盤兩側的油壓，從而控制鎖止離合器的工作。當車速較低時，鎖止控制閥讓液壓油從油道 B 進入變矩器，使鎖止離合器壓盤兩側保持相同的油壓，鎖止離合器處于分離狀態(tài)，這時輸入變矩器的動力完全通過液壓油傳至渦輪，圖 6（ a）所示。當汽車在良好道路上高速行駛，且車速、節(jié)氣門開度、變速器液 壓油溫度等因素符合一定要求時，電腦即操縱鎖止控制閥，讓液壓油從油道 C進入變矩器，而讓油道 B 與泄油口相通，使鎖止離合器壓盤左側的油壓下降。由于壓盤背面（圖中右側）的液壓油壓力仍為變矩器壓力，從而使壓盤在前后兩面壓力差的作用下壓緊在主動盤（變矩器殼體）上，如圖 6(b)所示，這時輸入變矩器的動力通過鎖止離合器的機械連接，由壓盤直接傳至渦輪輸出，傳動效率為 100%。另外，鎖止離合器在結合時還能減少變矩器中的液壓油因液體摩擦而產(chǎn)生的熱量，有利用降低液壓油的溫度。有些車型的液力變矩器的鎖止離合器盤上還裝有減振彈簧，以減 小鎖止離合器在結合時瞬間產(chǎn)生的沖擊力（如圖 7 所示）。 13 圖 6 鎖止離合器工作原理示意圖 1 鎖止離合器壓盤 2渦輪 3變矩器殼 4導輪 5泵輪 6變矩器輸出軸；變矩器出油道 C鎖止離合器控制油道。 2 圖 7 帶減振彈簧的壓盤 1減振彈簧 2花鍵套 、變速齒輪機構的結構與工作原理 變矩器在自動變速器中的主要作用是使汽車起步平穩(wěn)，在換擋時減緩傳動系的沖擊負荷。在變速增扭方面，變矩器雖然能夠在一定的范圍內實現(xiàn)無級變速，但由于變矩器只有在輸出轉速接近于輸入轉速時才具有 較高的傳動效率，而且它的增扭作用不夠大，只能增加 24 倍，此值遠不能滿足汽車的使用要求。為此，在汽車自動變速器中設置了變速齒輪機構，它能使扭矩再增大 24 倍。 自動變速器中的變速齒輪機構和傳統(tǒng)的手動齒輪變速機構一樣，具有空擋、倒擋及 2~4 個不同傳動比的前進擋，只不過自動變速器中的擋位變換不是由駕駛員直接控制的，而是由自動變速器的液壓控制系統(tǒng)或電子控制系統(tǒng)控制換擋執(zhí)行機構的動作來改變變速齒輪機構的傳動比，從而實現(xiàn)自動換擋的。 變速齒輪機構主要包括行星齒輪機構和換擋執(zhí)行元件兩部分。 行星齒輪機構結構與工作 原理 行星齒輪機構有很多類型，其中最簡單的行星齒輪機構是由 1個太陽輪、 1個齒圈、 1個行星架和支承在行星架上的幾個行星齒輪組成的，稱為 1個行星排（如圖 8 所示）。 行星齒輪機構中的太陽輪、齒圈及行星架有一個共同的固定軸線，行星齒輪支承在固定于行星架的行星齒輪軸上，并同時與太陽輪和齒圈嚙合。當行星齒輪機構運轉時，空套在行星架上的行星齒輪軸上的幾個行星齒輪一方面可以繞著自己的軸線旋轉，另一方面又可以隨著行星架一起繞著太陽輪回轉，就像天上行星的運動那樣，兼有自轉和公轉兩種運動狀態(tài)（將星齒輪的名稱即因此而來），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 3個基本元件。 14 圖 8 行星齒輪機構 1 齒圈 2行星齒輪 3行星架 4太陽輪 2 用行星齒輪機構作為變速機構，由于有多個行星齒輪同時傳遞動力，而且常采用內嚙合式，充分利用了齒圈中部的空間，故與普通齒輪變速機構相比，在傳遞同樣功率的條件下，可以大大減小變速機構的尺寸和重量，并可實現(xiàn)同向、同軸減速傳動；另外，由于采用常嚙合傳動，動力不間斷，加速性好，工作也可靠。 行星齒輪機構的變速原理 由于單排行星齒輪機構有兩個自由度，因此它沒有固定的 傳動比，不能直接用于變速傳動。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（即使其轉速為 0，也稱為制動），或使其運動受到一定的約束（即讓該構件以某一固定的轉速旋轉），或將某兩個基本元件互相連接在一起（即兩者轉速相同），使行星排變?yōu)橹挥幸粋€自由度的機構，獲得確定的傳動化。 圖 9 所示為行星齒輪機構的傳動簡圖。設太陽輪的齒數(shù)為 Z1，齒圈齒數(shù)為Z2，太陽輪、齒圈和行星架的轉速分別為 n n n3，并設齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為α，即 α =Z2/Z1 則行星齒輪機構的一 般運動規(guī)律可表達為： n1+α n2（ 1+α） n3=0 由上式可以看出，在太陽輪、齒圈和行星架三個基本元件中，可任選兩個分別作為主動件和從動件，而使另一個元件固定不動（使該元件轉速為零）或使其運動受一定約束（使該元件的轉速為某一定值），則整個輪系即以一定的傳動比傳遞動力。不同的連接和固定方案可得到不同的傳動比，三個基本元件的不同組合可有 6 種不同的組合方案，加上直接擋傳動和空擋，共有 8種組合，相應能獲得 5 種不同的傳動比。 15 圖 9 行星齒輪機構傳動簡圖 1太陽輪 2齒圈 3行星架 4行星齒輪 5行星齒輪軸。 01N 自動變速箱（ 拉維娜式 ） 的行星齒輪機構的結構及傳動方案 圖 10 01N自動變速箱的行星齒輪機構 A大太陽輪 B小太陽輪 C行星架 表 1 01N自動變速箱行星 齒輪結構傳動方 案 輸入 固定 Ⅰ 檔 B C Ⅱ 檔 B A Ⅲ 檔 BC Ⅳ 檔 C A R檔 A C ABC 16 換擋執(zhí)行機構的結構與工作原理 行星齒輪變速 換擋執(zhí)行機構由離合、制動器和單向超越離合器三種不同的執(zhí)行元件組成。它有三個基本作用，即連接、固定和鎖止。所謂連接是指將行星齒輪變速器的輸入軸與行星排中的某個基本元件連接，以傳遞動力，或將前一個行星排的某一個基本元件與后一個行星排的某個基本元件連接，以約束這兩個基本元件的運動；所謂固定是指將行星排的某一基本元件與 自動變速器的殼體連接，使之被固定住而不能旋轉；所謂鎖止是指把某個行星排的三個基本元件中的兩個連接在一起，從而將該行星排鎖止，使某三個基本元件以相同的轉速一同旋轉，產(chǎn)生直接傳動。換擋執(zhí)行機構各執(zhí)行元件通過按一定規(guī)律對行星齒輪機構的某些基本元件進行連接、固定或鎖止，讓行星齒輪機構獲得不同的傳動比，從而實現(xiàn)擋位變換。 多片濕式離合器的結構與原理 多片濕式離合器是自動變速器中最重要的換擋執(zhí)行元件之一，它通常由離合器鼓、離合器活