汽車自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)原理與故障分析-文庫(kù)吧
2025-06-02 19:26 本頁(yè)面
【正文】 術(shù)，使得手動(dòng)變速器具備自動(dòng)性能，同時(shí)大大改善了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，DCT比手動(dòng)變速器換擋更快速、順暢，動(dòng)力輸出不間斷?；贒CT的特性及操作模式，DCT系統(tǒng)能帶給駕駛者有如駕駛賽車般的感受。另外，它消除了手動(dòng)變速器在換擋時(shí)的扭矩中斷感，使駕駛更靈敏。無(wú)級(jí)變速箱CVT（Continuously Variable Transmission)的內(nèi)部并沒有傳統(tǒng)變速箱的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，而是以兩個(gè)可改變直徑的傳動(dòng)輪，中間套上傳動(dòng)帶來(lái)傳動(dòng)?；驹硎菍鲃?dòng)帶兩端繞在一個(gè)錐形傳動(dòng)輪上，傳動(dòng)輪的外徑大小靠油壓大小進(jìn)行無(wú)級(jí)的調(diào)節(jié)。起步時(shí)，主動(dòng)輪直徑變?yōu)樽畲笾睆剑粍?dòng)輪變?yōu)橹睆阶钚?，最大輪帶?dòng)最小輪，以最大的動(dòng)力克服起步時(shí)的巨大阻力。在行駛中，當(dāng)慢速行駛時(shí)可以令主動(dòng)帶輪的凹槽寬度大于被動(dòng)帶輪凹槽，主動(dòng)帶輪半徑仍大于被動(dòng)帶輪半徑，即小輪帶大輪，因此能傳遞較大的扭矩；當(dāng)汽車逐漸轉(zhuǎn)為高速時(shí)，液壓系統(tǒng)迫使主動(dòng)帶輪的直徑逐漸變小，而被動(dòng)帶輪的直徑正好相反，在逐漸變大，從而逐漸實(shí)現(xiàn)了小輪帶大輪汽車自動(dòng)變速器向多檔位方向發(fā)展，5檔或者6檔自動(dòng)變速器將逐步取代4檔自動(dòng)變速器的主導(dǎo)地位。檔位多使變速器具有更大的速比范圍和更細(xì)密的檔位之間的速比分配，從而改善汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和換檔平順性。例如寶馬7系或奧迪A8裝配ZF產(chǎn)的6檔自動(dòng)變速器（ZF6H26），、、。、。兩者對(duì)比，顯然ZF6檔自動(dòng)變速器具有更大的速比和更小的速比級(jí)差，因此變速時(shí)也就更加平順。但是，檔位越多意味著變速器越復(fù)雜，執(zhí)行元件和齒輪數(shù)目會(huì)隨之增加，不但成本增加，體積和重量也會(huì)增大，對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的汽車而言還會(huì)增加動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)布置的困難。因此，為了縮小體積和減輕重量，要采用緊湊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，引入電子控制系統(tǒng)，采用輕質(zhì)材料。 第二章 汽車自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)自動(dòng)變速器的自動(dòng)控制是依靠由動(dòng)力元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)組成的液壓控制系統(tǒng)來(lái)完成的。動(dòng)力元件是油泵；執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括各離合器、制動(dòng)器的各液壓缸；控制機(jī)構(gòu)包括主油路調(diào)壓閥、手動(dòng)閥、換擋閥及鎖止離合器控制閥等。它們都安裝在自動(dòng)變速器上。電控液力自動(dòng)變速器中的液壓控制系統(tǒng)由油泵、閥體、儲(chǔ)能器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和連接管路組成，主要控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作，根據(jù)汽車運(yùn)行狀態(tài)將壓力油調(diào)壓后作用于液力變矩器、離合器及制動(dòng)器。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。它的能量輸入部件稱為泵輪，以“B”表示；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。能量輸出部件為渦輪，以“T”表示；它將液體的動(dòng)能又還原為機(jī)械能輸出。 如圖21所示為液力偶合器原理圖。泵輪2固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上，為能量輸入端，渦輪4固定在輸出軸5上，為輸出端。泵輪和渦輪之間有24mm的間隙，整個(gè)偶合器充滿了液體工作介質(zhì)。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21 液力偶合器 ⑴ 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，曲軸1旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)泵輪2同步旋轉(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)軸的牽連運(yùn)動(dòng)。 ⑵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)緣向外緣流動(dòng)，這是流體和葉片間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并于泵輪的外緣流入渦輪。 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，流體經(jīng)渦輪內(nèi)緣又流回泵輪。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)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)于專業(yè)性較強(qiáng)的一些描述方式和術(shù)語(yǔ)，不作介紹。（見圖22） 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)向裝置——導(dǎo)輪。圖22所示為最簡(jiǎn)單的液力變矩器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。它由泵輪渦輪2和導(dǎo)輪3等三個(gè)基本組件組成。 當(dāng)泵輪1由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作液體泵輪的外端出口b 甩出（R2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C端（R3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)輪，再經(jīng)導(dǎo)輪a端流入端流入泵輪而形成環(huán)流泵。11泵輪，2渦輪，3導(dǎo)輪 圖22 變矩器結(jié)構(gòu)圖 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)生了一個(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)速度方向的改變。當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速不高，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。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)輪輸出力矩保持在偶合狀態(tài)。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，使汽車高速行駛時(shí)的效率大為提高。液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源主要是油泵。在自動(dòng)變速器中的電液控制系統(tǒng)中所用的油泵大致有三種類型。一種是齒輪泵，一種是轉(zhuǎn)子泵，第三種是葉片泵。在自動(dòng)變速器中所用的齒輪泵一般是內(nèi)嚙合齒輪泵。泵主要由泵體、從動(dòng)論（齒圈）、主動(dòng)輪和導(dǎo)輪軸組成。由于從動(dòng)論是一個(gè)齒圈且較大，而主動(dòng)輪是一個(gè)較小地外齒輪，所以，在主、從動(dòng)齒輪之間的空隙用一個(gè)月牙型隔板把這個(gè)容腔分為兩部分。其中一腔是進(jìn)油腔（或稱吸油腔），另一腔是壓油腔（或稱排油腔）。轉(zhuǎn)子泵實(shí)際也是內(nèi)嚙合齒輪泵系列中的一種。但它的齒型不是一般的漸開線齒輪而多用擺線，所以又稱為擺線轉(zhuǎn)子泵。它主要由一對(duì)內(nèi)嚙合的轉(zhuǎn)子組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子為外齒輪，且為主動(dòng)件；外轉(zhuǎn)子為內(nèi)齒輪，是從動(dòng)件。內(nèi)轉(zhuǎn)子一般比外轉(zhuǎn)子少一個(gè)齒。內(nèi)外轉(zhuǎn)子之間是偏心安裝。內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓和外轉(zhuǎn)子的齒廓是由一對(duì)共軛曲線組成，因此內(nèi)轉(zhuǎn)子上的齒廓和外轉(zhuǎn)子上的齒廓相嚙合，就形成了若干密封容腔。自動(dòng)變速器葉片泵的工作原理如圖23，和普通液壓傳動(dòng)用的單作用葉片泵的工作原理一樣。這種油泵由轉(zhuǎn)子定子2和葉片3及端蓋等組成。定子具有圓柱形內(nèi)表面，定子和轉(zhuǎn)子之間有偏心距e。葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中，并可在槽中滑動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí)，由離心力的作用，使葉片緊貼在定子內(nèi)壁，在定子、轉(zhuǎn)子、葉片和端蓋間就形成了若
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