【文章內(nèi)容簡介】 —離合器和制動(dòng)器的結(jié)合壓根據(jù)上述的介紹，下面分別講述動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)組成以及其功能原理 FS5AEL自動(dòng)變速器的動(dòng)力裝置包括液力變矩器、四對離合器、兩對制動(dòng)器、帶式制動(dòng)器、兩對單向離合器和三對單式行星齒輪。下面分別介紹各個(gè)裝置的組成及其工作原理。1 液力變矩器 液力變矩器把動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞至機(jī)械式變速器。它主要由泵輪、渦輪和固定不動(dòng)的導(dǎo)輪三部分組成，各工作輪用鋁合金精密鑄造，或用鋼板沖壓焊接而成， 液力變矩器組成圖泵輪主動(dòng)部分，將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力變成油液動(dòng)能渦輪輸出部分，將動(dòng)力傳遞至機(jī)械式變速器的輸入軸導(dǎo)輪反作用元件，它通過單向離合器與變速器殼體固定變矩器不僅能夠傳遞轉(zhuǎn)矩，而且能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下，隨著渦輪的轉(zhuǎn)速（反映著汽車行駛速度）不同而改變渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值，在液體循環(huán)流動(dòng)的過程中，固定不動(dòng)的導(dǎo)輪給渦輪一個(gè)反作用力矩，使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同于從泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩，因而可以隨著汽車的行駛速度改變所輸出的轉(zhuǎn)矩。 圖中 在變矩器的泵輪轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩不變的條件下，渦輪轉(zhuǎn)矩隨其轉(zhuǎn)速（反映汽車行駛速度）的變化規(guī)律，就是液力變矩器的特性。 液力變矩器的傳動(dòng)比為輸出轉(zhuǎn)速（即渦輪轉(zhuǎn)速）與輸入轉(zhuǎn)速（即泵輪轉(zhuǎn)速）之比，即液力變矩器輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩（即泵輪轉(zhuǎn)矩）之比稱為變矩系數(shù)，用K表示，即上圖反應(yīng)了變矩系數(shù)K和變矩器傳動(dòng)比（或渦輪轉(zhuǎn)速）之間的變化關(guān)系可以得到，變矩系數(shù)K是隨著渦輪轉(zhuǎn)速的改變而連續(xù)變化的，當(dāng)汽車起步、上坡或者遇到較大的阻力的過程中，假如發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷不變，即從泵輪輸入的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩不變，這時(shí)候，汽車車速會(huì)相應(yīng)的降低，即渦輪的轉(zhuǎn)速降低，從而由圖中得知，變矩器傳動(dòng)比會(huì)降低，而變矩系數(shù)會(huì)相應(yīng)的增大，即渦輪所輸出的扭矩會(huì)相應(yīng)的增大，使得驅(qū)動(dòng)車輪獲得較大的扭矩，保證汽車在行進(jìn)過程中克服遇到的阻力而繼續(xù)前行，所以變矩器是一種隨著汽車行駛阻力的不同而自動(dòng)改變輸出扭矩的無級(jí)變速器，另外還具有保證汽車平穩(wěn)起步，減緩扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等功能。 2 行星齒輪變速系統(tǒng) 液力變矩器雖然在一定范圍內(nèi)能夠改變轉(zhuǎn)矩比和傳動(dòng)比，但是其變矩系數(shù)不大，變矩的范圍不寬廣，所以難以滿足汽車使用的要求，為了提高自動(dòng)變速器輸出扭矩的變化范圍，在具有液力變矩器的前提下，添加一個(gè)齒輪式變速器與其相結(jié)合，這中變速器稱為液力機(jī)械式變速器，而這個(gè)齒輪式變速器多數(shù)是行星齒輪變速器。1）單排行星齒輪變速器的工作原理 為了了解行星齒輪變速器的變速工作原理，必須先了解其組成中最基本的單排行星齒輪結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，圖中標(biāo)出了行星輪所受到的作用力。 1—太陽輪 2—齒圈 3—行星架 4—行星輪 作用于太陽輪1上的力矩 作用于齒圈2上的力矩 作用于行星架3上的力矩 令齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為α，則 因而 由行星齒輪4的力平衡條件得 代入上面的力矩公式，根據(jù)能量守恒定律，三個(gè)元件上輸入和輸出的功率的代數(shù)和應(yīng)為零，故通過轉(zhuǎn)換得到以下式子 通過上式可以看出，在太陽輪、齒圈和行星架這3個(gè)零件之中，可以任意選兩個(gè)零件，一個(gè)作為主動(dòng)件，一個(gè)作為從動(dòng)件，而使第三個(gè)零件固定不動(dòng)，即第三個(gè)零件的轉(zhuǎn)速為零，或者讓第三個(gè)零件的運(yùn)動(dòng)受到一定的限制，使其轉(zhuǎn)速固定，則整個(gè)行星齒輪組以一定的傳動(dòng)比傳動(dòng)動(dòng)力，而通過三個(gè)零件的各種限制條件，可以得到不同的傳動(dòng)比，這就是單排行星齒輪傳動(dòng)最基本的原理，下面分別討論各種條件?太陽輪1作為主動(dòng)件，行星架3為從動(dòng)件，齒圈2固定，此時(shí)式中則得到的傳動(dòng)比 ?齒圈2為主動(dòng)件，行星架3為從動(dòng)件，太陽輪1固定，此時(shí)式中則得到的傳動(dòng)比 ?太陽輪1為主動(dòng)件，齒圈2為從動(dòng)件，行星架3固定，此時(shí)式中則得到的傳動(dòng)比 這種條件下，與符號(hào)相反，表示主動(dòng)軸輸入和從動(dòng)軸輸出的旋轉(zhuǎn)方向相反，于是汽車就出現(xiàn)了倒檔傳動(dòng)情況這種傳動(dòng)很好的解決了汽車倒檔的問題，不同于傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器，還需在變速器整體中添加一根倒檔軸和相應(yīng)的傳動(dòng)齒輪。④若要使得太陽輪和齒圈的轉(zhuǎn)速想同，即 則 所以，當(dāng)三個(gè)元件中的任意兩個(gè)零件連成一體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第三個(gè)零件的轉(zhuǎn)速和前兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)零件的轉(zhuǎn)速相同，即行星齒輪組中所有元件都沒有相對運(yùn)動(dòng)的情況，就是一個(gè)整體的運(yùn)動(dòng)，從而變成從液力變矩器輸入，直接從變速器輸出的一端輸出，這就是直接檔傳動(dòng)，傳動(dòng)比就是12）FS5AEL自動(dòng)變速器齒輪組結(jié)構(gòu) 在變速器內(nèi)部有3個(gè)行星齒輪組，分別稱為前行星齒輪組、后行星齒輪組和副行星齒輪組。其中，前、后行星齒輪組是改進(jìn)型辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)，辛普森行星齒輪結(jié)構(gòu)是由兩排行星齒輪共用一個(gè)太陽輪而組成的復(fù)合式行星齒輪機(jī)構(gòu)。即前行星齒輪組的前中心齒輪和副行星齒輪組的副中心齒輪在同一根軸上，而且齒數(shù)相同，前內(nèi)齒輪與后排行星架為一體，前排行星架與后排內(nèi)齒輪為一體，是動(dòng)力輸出端．兩個(gè)太陽輪為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。副行星齒輪組是一個(gè)單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，它在1—4擋和R擋時(shí)執(zhí)行減速運(yùn)動(dòng)，在5擋時(shí)是直接傳動(dòng)。1 前行星齒輪和后行星齒輪 前行星齒輪機(jī)構(gòu)與單向離合器的外座圈整合在一起，并與低速檔和倒檔制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)盤嚙合。因此，在前行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，單向離合器的外座圈與低速檔和倒檔制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)盤同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。前中心齒輪安裝在前小齒輪內(nèi)部，前內(nèi)齒輪安裝在前小齒輪外部。 前中心齒輪與前進(jìn)離合器從動(dòng)盤轂嚙合，前內(nèi)齒輪與后行星托板嚙合。后行星齒輪與后小齒輪的內(nèi)部裝有后中心齒輪，其外部有后內(nèi)齒輪。 后中心齒輪通過24 制動(dòng)鼓與渦輪軸嚙合，后內(nèi)齒輪通過前行星架與主齒輪嚙合。 前行星齒輪和后行星齒輪結(jié)構(gòu)示意圖1 輸入 2 前進(jìn)離合器 3 1 號(hào)單向離合器 4 前行星齒輪架 5 前中心齒輪 6 前小齒輪 7 前內(nèi)齒輪 8 第一軸傳動(dòng)齒輪? 由于離合器和或制動(dòng)器接合/ 分離的原因，前行星齒輪和后行星齒輪起到傳動(dòng)的作用，將渦輪軸輸送的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸送到中心齒輪。2 副行星齒輪 在副行星齒輪中，副中心齒輪安裝在此小齒輪內(nèi)部，副內(nèi)部齒輪安裝在其外部。 副中心齒輪與直接離合器鼓相連，副齒輪與副內(nèi)部齒輪相連。 副行星架與副軸整合，并與離合器的驅(qū)動(dòng)盤相連接。圖 副行星齒輪結(jié)構(gòu)組圖9 二檔齒輪 10 副小齒輪 11 減速制動(dòng) 12 2 號(hào)單向離合器 13 副中心齒輪 14 副內(nèi)齒輪 15 驅(qū)動(dòng)齒輪 16 齒圈（差速器） 17 輸出? 由于離合器和/ 或制動(dòng)器接合/ 分離的原因，副中心齒輪起到傳動(dòng)的作用，將渦輪軸輸送的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸送到輸出齒輪。3 離合器與制動(dòng)器在FS5AEL自動(dòng)變速器動(dòng)力裝置中，包括幾對離合器與制動(dòng)器，離合器有前進(jìn)離合器、34離合器、倒檔離合器、直接離合器和 2號(hào)單向離合器。制動(dòng)器包括24制動(dòng)帶、低速檔和倒檔制動(dòng)器和減速制動(dòng)器。1） 離合器。 在圖A 中，液體在離合器盤（驅(qū)動(dòng)盤，從動(dòng)盤）中，因?yàn)橐后w在各個(gè)盤上滑動(dòng)，不能傳遞動(dòng)力。 圖B 顯示當(dāng)液壓作用于活塞上時(shí)的離合器狀態(tài)；驅(qū)動(dòng)盤和從動(dòng)盤緊緊地壓在一起，將離合器鼓旋轉(zhuǎn)速度傳遞到輪轂。 當(dāng)活塞內(nèi)的液壓消除后，因?yàn)閺?fù)位彈簧的作用，離合器松開并回到圖A所示的狀態(tài)。 離合器基本結(jié)構(gòu)示意圖 1 活塞 2 離合器鼓 3 離合器從動(dòng)盤轂前進(jìn)離合器? 將輸入扭矩從汽輪機(jī)軸傳送至前中心齒輪。? 在第一、第二、第三檔位的前進(jìn)檔運(yùn)作。 為前進(jìn)離合器組成機(jī)構(gòu)模型圖 34 離合器? 將輸入扭矩從汽輪機(jī)軸傳送至后行星齒輪后架。? 在第三、第四、第五檔位的前進(jìn)檔運(yùn)作。倒檔離合器? 將輸入扭矩從汽輪機(jī)軸傳送至后中心齒輪。? 當(dāng)車輛倒退時(shí)運(yùn)作。直接離合器? 把副行星齒輪架與副中心齒輪接合。? 在第五檔位運(yùn)作。單向離合器概述1 號(hào)單向離合器?1 號(hào)單向離合器鎖住前內(nèi)齒輪的反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)（從液力變矩器側(cè)看去） 1 號(hào)單向離合器在1GR 的D、M 檔運(yùn)作。2 號(hào)單向離合器?2 號(hào)單向離合器鎖定直接離合器鼓的順時(shí)針方向（從液力變矩器一側(cè)看）轉(zhuǎn)動(dòng)。 2 號(hào)單向離合器1GR、2GR、3GR和4GR 的D、M 檔運(yùn)作。單向離合器結(jié)構(gòu)1 號(hào)單向離合器?單向離合器的外座圈與前內(nèi)齒輪整合，并且單向離合器的內(nèi)座圈固定在變速驅(qū)動(dòng)橋箱上。2 號(hào)單向離合器?單向離合器的外座圈與直接離合器鼓整合，并且單向離合器的內(nèi)座圈固定在變速驅(qū)動(dòng)橋箱上。單向離合器操作1 號(hào)單向離合器?單向離合器外座圈（前內(nèi)齒輪）可順時(shí)針方向（從液力變矩器一側(cè)看）自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但在外座圈試圖逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斜撐擋圈升起，阻止其按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 1號(hào)單向離合器示意圖1 單向離合器外座圈（前內(nèi)齒輪）不能轉(zhuǎn)動(dòng) 2 單向離合器外座圈（前內(nèi)齒輪）能轉(zhuǎn)動(dòng) 3 單向離合器內(nèi)座圈（固定在變速驅(qū)動(dòng)橋箱上）上圖中所有的旋轉(zhuǎn)方向均從液力變矩器查看。2 號(hào)單向離合器?單向離合器外座圈（直接離合器）可按逆時(shí)針方向（從液力變矩器一側(cè)看）自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)此外座圈試圖逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪向右側(cè)移動(dòng)（從液力變矩器一側(cè)看），阻止其按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。? 2 號(hào)單向離合器鎖定前內(nèi)齒輪的順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)鎖定次中心齒輪通過直接離合器的順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 2號(hào)單向離合器示意圖1 單向離合器外座圈（直接離合器鼓）不能轉(zhuǎn)動(dòng) 2 單向離合器外座圈（直接離合器鼓）能轉(zhuǎn)動(dòng) 3 2 號(hào)單向離合器（固定在變速驅(qū)動(dòng)橋箱）上圖中所有的旋轉(zhuǎn)方向均從液力變矩器查看。2） 制動(dòng)器2 4 制動(dòng)帶?24 制動(dòng)帶鎖定倒車鼓并固定后中心齒輪。 24 制動(dòng)帶在2GR，4GR 或5GR 檔位運(yùn)作。2 4 制動(dòng)帶結(jié)構(gòu)?24 制動(dòng)帶用于旋緊24 制動(dòng)鼓，24 制動(dòng)帶的一端用一個(gè)帶支柱固定。 伺服活塞置于變速驅(qū)動(dòng)橋箱內(nèi)。2 4 制動(dòng)帶的操作下圖為2 4 制動(dòng)帶的結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)圖 4 制動(dòng)帶的工作原理 2 4 制動(dòng)帶結(jié)構(gòu)原理圖1 帶支柱 2 伺服機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧 3 釋放側(cè) 4 伺服機(jī)構(gòu)定位器 5 接合側(cè) 6 伺服系統(tǒng)活塞 7 24 制動(dòng)帶?當(dāng)液壓作用于伺服固定器與伺服活塞（24 制動(dòng)帶接合側(cè)）式，伺服活塞作用于24 制動(dòng)帶以鎖定24 制動(dòng)鼓。同時(shí)，伺服機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧也起到阻礙的作用，從而可以獲得最佳24 制動(dòng)帶接合力。當(dāng)液壓作用于伺服活塞與變速驅(qū)動(dòng)橋箱（24 制動(dòng)帶釋放側(cè)）時(shí)，伺服活塞被推向伺服固定器一側(cè)。 這使得24 制動(dòng)帶靠自身彈簧力延伸，打開24 制動(dòng)鼓。當(dāng)液壓同時(shí)作用于伺服固定器與伺服活塞之間以及伺服活塞與變速驅(qū)動(dòng)橋箱之間時(shí)，伺服活塞被推向伺服固定器一側(cè)，因?yàn)樵摱^(qū)域與彈簧力的差別，24 制動(dòng)鼓的鎖定被解開。 制動(dòng)帶模型圖 圖 制動(dòng)帶模型圖低速檔和倒檔制動(dòng)器? 固定前內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。? 在倒檔或第一檔位（M 檔1GR）時(shí)運(yùn)作。減速制動(dòng)? 固定副中心齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。? 當(dāng)車輛倒退時(shí)運(yùn)作。? 在第一、第二、第三、第四檔位運(yùn)作。由于低速檔和倒檔制動(dòng)器和減速制動(dòng)器與上述離合器的機(jī)構(gòu)原理大體相似，在此不過多贅述，只是簡單介紹其功能原理。4 FS5AEL自動(dòng)變速器的換擋過程 ，包括前行星齒輪、后行星齒輪和副行星齒輪，以及多種離合器與制動(dòng)器，講述一檔的檔位動(dòng)力傳遞過程。 自動(dòng)變速器檔位動(dòng)力傳遞圖1 輸入 2 前進(jìn)離合器 3 1 號(hào)單向離合器 4 前行星齒輪架 5 前中心齒輪 6 前小齒輪 7 前內(nèi)齒輪 8 第一軸傳動(dòng)齒輪 9 二檔齒輪 10 副小齒輪 11 減速制動(dòng) 12 2 號(hào)單向離合器 13 副中心齒輪 14 副內(nèi)