汽車結(jié)構(gòu)液力機械傳動和機械式無極變速器學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1汽車汽車(qch)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 液力機械傳動和機械式無液力機械傳動和機械式無極變速器極變速器第一頁，共46頁。2022-6-20第2頁第一節(jié) 液力機械傳動(j xi chun dn)第二節(jié) 機械式無級變速器一、液力耦合器一、液力耦合器 二、液力變矩器 第1頁/共46頁第二頁，共46頁。2022-6-20第3頁第2頁/共46頁第三頁，共46頁。2022-6-20第4頁 液力耦合器的傳動過程是：泵輪接受發(fā)動機傳來的機械能，傳給工作液，使其提高動能，然后再由工作液將動能傳給渦輪。 液力耦合器實現(xiàn)傳動的必要條件是工作液在泵輪和渦輪之間有循環(huán)(xnhun)流動。 由于液力耦合器是用液體作為傳動介質(zhì)，

2、泵輪與渦輪之間允許有很大的轉(zhuǎn)速差，因此裝用液力耦合器，可以保證汽車平穩(wěn)地起步和加速；能夠衰減傳動系中的扭轉(zhuǎn)振動并防止傳動系過載，從而延長傳動系和發(fā)動機機件壽命；顯著減少了需要換擋的次數(shù)，甚至在暫時停車時不脫開傳動系也能維持(wich)發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)。第3頁/共46頁第四頁，共46頁。2022-6-20第5頁 由液力耦合器工作原理可知，液體在循環(huán)流動過程中，沒有受到任何其他附加外力，故發(fā)動機作用于泵輪上的轉(zhuǎn)矩與渦輪所接受并傳給從動軸的轉(zhuǎn)矩相等。亦即液力耦合器只起傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，而不起改變轉(zhuǎn)矩大小的作用，故必須由變速機構(gòu)與其配合使用。此外，由于液力耦合器不能使發(fā)動機與傳動系徹底分離，故在采用移動齒

3、輪或接合套方法換擋的普通齒輪式變速器時，僅僅為了使換擋時將發(fā)動機與變速器徹底分離，以減小輪齒沖擊，在液力耦合器與變速器之間還必須裝一個離合器。在此情況下使用液力耦合器，雖然具有使汽車起步平穩(wěn)，減少傳動系中沖擊載荷等優(yōu)點，但未能完全免除操縱離合器的動作(dngzu)，還會使整個傳動系的重量增大，縱向尺寸增加；此外，由于液力耦合器中存在液流損失，傳動系效率比單用離合器時為低。目前，液力耦合器在汽車上的應(yīng)用日益減少。第4頁/共46頁第五頁，共46頁。2022-6-20第6頁（二）幾種（二）幾種(j zhn)典型的液力變矩器典型的液力變矩器（三）液力機械（三）液力機械(jxi)變矩器變矩器（四）液力機

4、械傳動的液壓自動操縱（四）液力機械傳動的液壓自動操縱(cozng)系統(tǒng)系統(tǒng)（一）液力變矩器的工作原理（一）液力變矩器的工作原理第5頁/共46頁第六頁，共46頁。2022-6-20第7頁還有在循環(huán)圓中沿圖16-4中箭頭所示方向的循環(huán)流動，故能將轉(zhuǎn)矩從泵輪傳到渦輪上。n與耦合器不同的是：變矩器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩，且能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下，隨著(su zhe)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)矩數(shù)值。變矩器之所以能起變矩作用，是由于結(jié)構(gòu)上比耦合器多了導(dǎo)輪機構(gòu)。第6頁/共46頁第七頁，共46頁。2022-6-20第8頁下面(xi mian)用變矩器工作輪的展開圖來說明變矩器的工作原理

5、。 將循環(huán)圓上的中間流線（此流線將流通道斷面分割成面積相等的內(nèi)外兩部分）展開成一直線，各循環(huán)圓中間流線均在同平面上展開。 于是在展開圖上，泵輪B,渦輪W和導(dǎo)輪D便形成三個環(huán)形平面，且工作輪的葉片角度也清楚(qng chu)地顯示出來。第7頁/共46頁第八頁，共46頁。2022-6-20第9頁 由圖可見，沖向?qū)л喨~片的液流的絕對速度將隨著牽連速度的增加（即渦輪轉(zhuǎn)速的增加）而逐漸(zhjin)向左傾斜，使導(dǎo)輪上所受轉(zhuǎn)矩值逐漸(zhjin)減小。 第8頁/共46頁第九頁，共46頁。2022-6-20第10頁 于是，變矩系數(shù)相應(yīng)增大，使驅(qū)動輪獲得較大的轉(zhuǎn)矩，保證汽車能克服增大的阻力而繼續(xù)行駛。所以(s

6、uy)，液力變矩器是一種能隨汽車行駛阻力的不同而自動改變變矩系數(shù)的無機變速器。 此外，液力耦合器的保證汽車平穩(wěn)起步，衰減傳動系中的扭轉(zhuǎn)振動，防止傳動系超載等功能，液力變矩器也同樣具備。 從變矩器特性中可以看出，變矩系數(shù)(xsh)K是隨渦輪轉(zhuǎn)速的改變而連續(xù)變化的。當(dāng)汽車起步，上坡或遇到較大阻力時，如果發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷不變，車速將降低，即渦輪轉(zhuǎn)速降低。第9頁/共46頁第十頁，共46頁。2022-6-20第11頁第10頁/共46頁第十一頁，共46頁。2022-6-20第12頁2.5。第11頁/共46頁第十二頁，共46頁。2022-6-20第13頁 變矩器自由輪機構(gòu)的構(gòu)造可用圖16-10來說明。它由

7、外座圈2，內(nèi)座圈1，滾柱5及不銹鋼疊片(di pin)彈簧6組成。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速較低，與泵輪轉(zhuǎn)速差較大時，從渦輪流出的液流沖擊導(dǎo)輪葉片，力圖使導(dǎo)輪3順時針方向（虛線箭頭所示）旋轉(zhuǎn)。變矩器就轉(zhuǎn)入耦合器的工作狀況(zhungkung)。這種可以轉(zhuǎn)入耦合器工況的變矩器稱綜合示液力變矩器。 采用綜合式液力變矩器的目的，在于利用耦合器在高傳動比時相對變矩器有較高效率的特點。 第12頁/共46頁第十三頁，共46頁。2022-6-20第14頁 三元件綜合式液力變矩器結(jié)構(gòu)簡單(jindn)，工作可靠，性能穩(wěn)定，最高效率達(dá)92%。在轉(zhuǎn)為耦合器工作時，高傳動比區(qū)的效率可達(dá)96%。因此，它在高級轎車上應(yīng)用極廣，在大型

8、客車，自卸車及工程車輛上的應(yīng)用也逐漸增多。 第13頁/共46頁第十四頁，共46頁。2022-6-20第15頁到耦合器工況始點之間區(qū)段上效率顯著降低。為避免這個缺點，可將導(dǎo)輪分割成兩個(lin)，分別裝在各自的自由輪上，從而形成四元件綜合式液力變矩器。n四元件綜合式液力變矩器的示意圖。第14頁/共46頁第十五頁，共46頁。2022-6-20第16頁四元件(yunjin)綜合式液力變矩器的特性是兩個變矩器的特性和一個耦合器特性的綜合。 第15頁/共46頁第十六頁，共46頁。2022-6-20第17頁在正常行駛時的燃油經(jīng)濟性較差。為提高變矩器在高傳動比工況下的效率，可采用帶鎖止離合器的液力變矩器。第

9、16頁/共46頁第十七頁，共46頁。2022-6-20第18頁4.器，換擋離合器和全同步器，換擋離合器和全同步變速器組成的液力機械變變速器組成的液力機械變速器速器5.雙流液力機械傳動雙流液力機械傳動第17頁/共46頁第十八頁，共46頁。2022-6-20第19頁 為了(wi le)了解行星齒輪變速器工作原理，下面先分析單排行星齒輪機構(gòu)的運動規(guī)律。 第18頁/共46頁第十九頁，共46頁。2022-6-20第20頁速器，它由一個四元件綜合式液力變矩器和可自動換擋的兩擋行星齒輪變速器組成第19頁/共46頁第二十頁，共46頁。2022-6-20第21頁第20頁/共46頁第二十一頁，共46頁。2022-

10、6-20第22頁 圖16-17為其變速傳動部分示意圖。其中，行星齒輪變速器由前后兩排行星齒輪機構(gòu)組成。用離合器和制動器可改變(gibin)行星齒輪機構(gòu)中各元件的相對運動關(guān)系，以實現(xiàn)不同擋位的傳動。 第21頁/共46頁第二十二頁，共46頁。2022-6-20第23頁 紅旗CA7560型轎車的雙排行星齒輪(chln)變速器，共有一個倒擋和兩個前進(jìn)擋，低速擋和高速擋直接擋。各擋傳動路線如圖 紅旗牌轎車變矩器的變矩系數(shù)為1-2.45。當(dāng)行星齒輪變速器在低速(d s)擋工作時，總傳動比可在1.72-4.2范圍內(nèi)連續(xù)變化；在直接擋工作時，總傳動比的連續(xù)變化范圍為1-2.45；倒擋工作時，總傳動比變化范圍為

11、2.39-5.85。第22頁/共46頁第二十三頁，共46頁。2022-6-20第24頁 行星齒輪變速器可以由駕駛員強制操縱，也可以做成自動操縱的。自動操縱系統(tǒng)通常(tngchng)采用液壓式。 為了使變矩器內(nèi)的油液在最有利的溫度范圍內(nèi)（80C左右）工作，變矩器內(nèi)一部分高溫油流到置于發(fā)動機散熱器下儲水箱內(nèi)的專用管式冷卻器中進(jìn)行冷卻。冷卻后的油液又經(jīng)過細(xì)濾器并由后蓋流入變速器，作為潤滑油，然后回到變速器的油底殼。由于冷卻器位于發(fā)動機散熱器下儲水箱之中，所以油液不僅得到必要的冷卻，而且在發(fā)動機起動后的預(yù)熱過程中也能得到預(yù)熱，使其粘度減小，以提高變矩器的效率。 目前，國外高級轎車上普遍應(yīng)用的式三元件液

12、力變矩器與固定軸線式齒輪變速器組成的液力機械變速器，以使汽車具有較高的動力性和經(jīng)濟性。第23頁/共46頁第二十四頁，共46頁。2022-6-20第25頁第24頁/共46頁第二十五頁，共46頁。2022-6-20第26頁（4-6擋）組成的液力機械變速器。n所謂WSK(德文縮寫)系統(tǒng)，是由鎖止離合器，變矩器，滑行自由輪機構(gòu)和換擋離合器組成的“變矩器-換擋離合器系統(tǒng)”。第25頁/共46頁第二十六頁，共46頁。2022-6-20第27頁有并聯(lián)部分的液力機械傳動(j xi chun dn)即稱為雙流液力機械傳動(j xi chun dn)或液力機械分流傳動。其中，并聯(lián)部分可稱為液力機械變矩器。n汽車上采

13、用的雙流液力機械傳動(j xi chun dn)可分為外分流式，內(nèi)分流式和復(fù)合分流式。第26頁/共46頁第二十七頁，共46頁。2022-6-20第28頁外分流(fn li)式液力機械傳動的一種形式。 內(nèi)分流式液力機械傳動與外分流式的區(qū)別在于，功率(gngl)分流是在液力傳動內(nèi)部實現(xiàn)的。 復(fù)合(fh)分流式是外分流式與內(nèi)分流式的綜合。 第27頁/共46頁第二十八頁，共46頁。2022-6-20第29頁安全行駛，并使換擋過程中的速度變化平順，從而提高了汽車的加速性和舒適性。因此，雖然自動操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，但在高級轎車上仍得到普遍應(yīng)用。第28頁/共46頁第二十九頁，共46頁。2022-6

14、-20第30頁自動操縱系統(tǒng)包括動力源，執(zhí)行機構(gòu)自動操縱系統(tǒng)包括動力源，執(zhí)行機構(gòu)(jgu)(jgu)和控制機構(gòu)和控制機構(gòu)(jgu)(jgu)三部分三部分 第29頁/共46頁第三十頁，共46頁。2022-6-20第31頁動力源是裝在變矩器1與前閥體之間（參看圖16-16），由變矩器泵輪驅(qū)動的內(nèi)嚙合齒輪式液壓泵7。它除了向控制機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)供應(yīng)壓力油以實現(xiàn)換擋外，還向液力變矩器供應(yīng)工作油液，向行星齒輪變速器供應(yīng)潤滑油。 執(zhí)行機構(gòu)包括直接擋離合器18，低擋制動器19和倒擋制動器20。 控制機構(gòu)由主油路系統(tǒng)，換擋信號系統(tǒng)，換擋閥系統(tǒng)，緩沖安全系統(tǒng)和濾清冷卻系統(tǒng)組成。其作用是按照來自駕駛員和各傳感器發(fā)出的

15、控制信號，將液壓泵輸出壓力加以精確調(diào)節(jié)，并輸入執(zhí)行機構(gòu)。此外，還能保證換擋過程的正常(zhngchng)進(jìn)行和改善換擋過程的平順性。第30頁/共46頁第三十一頁，共46頁。2022-6-20第32頁第31頁/共46頁第三十二頁，共46頁。2022-6-20第33頁作輪可動部分的軸向移動是根據(jù)(gnj)汽車的行駛工況，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的無級變速傳動。第32頁/共46頁第三十三頁，共46頁。2022-6-20第34頁第33頁/共46頁第三十四頁，共46頁。2022-6-20第35頁第34頁/共46頁第三十五頁，共46頁。2022-6-20第36頁第35頁/共46頁第三十六頁，共46

16、頁。2022-6-20第37頁液壓泵液壓泵v液壓泵為系統(tǒng)控制的液壓源，其類型(lixng)由齒輪泵和葉片泵兩種。第36頁/共46頁第三十七頁，共46頁。2022-6-20第38頁第37頁/共46頁第三十八頁，共46頁。2022-6-20第39頁第38頁/共46頁第三十九頁，共46頁。2022-6-20第40頁圖16-29所示的CVT與液力耦合器組成的無級傳動示意圖，動力由發(fā)動機傳給液力耦合器泵輪和渦輪，然后傳給無級傳動CVT，這樣(zhyng)可改善起步性能。 第39頁/共46頁第四十頁，共46頁。2022-6-20第41頁第40頁/共46頁第四十一頁，共46頁。2022-6-20第42頁液力無級變速后轉(zhuǎn)為