汽车自动变速器课件：第五章 行星齿轮式自动变速器

汽车自动变速器课件：第五章 行星齿轮式自动变速器

　　 本章主要介绍的内容有： 　　● 行星齿轮组成与传动原理 　　● 行星机构控制部件 　　 ● 辛普森式动力传递 　　 ● 拉威挪式动力传递 第五章　行星齿轮式自动变速器 第一节　行星齿轮组成与传动原理 　　行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个齿圈、一个行星架和支承在行星架上的几个行星齿轮组成的，称为一个行星排。 　　 1 ．按齿轮的啮合方式不同，可分为内啮合和外啮合两种。 　　 2 ．按齿轮的排数不同，可分为单排和多排两种。 　　 3 ．按太阳轮和齿圈之间的行星齿轮组数的不同，可分为单行星齿轮式和双行星齿轮式两种。 　　 行星排、单向超越离合器的检验 　　（ 1 ）检查太阳轮、行星轮、齿圈的齿面，如有磨损或疲劳剥落，应更换整个行星排。 　　（ 2 ）检查行星轮与行星架之间的间隙，其标准间隙为 0.2 ～ 0.6mm ，最大不得超过 1.0mmn ，否则应更换止推垫片或行星架和行星轮组件，如图 5-1 。 　　（ 3 ）检查太阳轮、行星架、齿圈等零件的轴颈或滑动轴承处有无磨损，如有异常，应更换新件。 　　（ 4 ）检查单向超越离合器，如滚柱破裂、滚柱保持架断裂或内外圈滚道磨损起槽，应更换新件。如果在锁止方向上有打滑或在自由转动方向上有卡滞，也应更换。 第二节　行星机构控制部件 ①锁定内齿圈　 　　这里，我们来研究一下行星齿轮的传动方式与挡位的关系，行星齿轮机构按不同的组合形式可有 8 种传动方式，具体分析如下文。 　　　 　　　　　 　 锁定内齿圈后，可以有两种传动方式：一是以太阳齿轮为主动、行星齿轮架为从动。（图 5-2a ）二是以行星齿轮架为主动、太阳齿轮为从动。（图 5-2b ） 　　　　　　 锁定太阳齿轮后，也可以有两种传动方式：一是以内齿圈为主动、行星齿轮架为从动（图 5-3a ）：二是以行星齿轮架为主动、内齿圈为从动（图 5-3b ）。 ②锁定太阳齿轮 　　 　　　　　　　　　 锁定行星齿轮架后，同样可以有两种传动方式：一是以太阳齿轮为主动、内齿圈为从动（图 5-4a ）；二是以内齿圈为主动、太阳齿轮为从动（如图 5-4b ）。 ③锁定行星齿轮架 　如图 5-5 。 　如图 5-6 。 ④将任意两元件连接在一起 ⑤不锁定任何元件 第三节　辛普森式动力传递 　　 本节主要介绍的内容有： 　　 ● 辛普森式 3 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 　　 ● 改进后的辛普森式 3 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 　　在辛普森式行星齿轮机构中设置 5 个换挡执行元件（ 2 个离合器、 2 个制动器和 1 个单向超越离合器），即可使之成为一个具有 3 个前进挡和 1 个倒挡的行星齿轮变速器。这 5 个换挡执行元件的布置如图 5-7 所示。离合器 C1 用于连接输入轴和前后太阳轮组件，离合器 C2 用于连接输入轴和前齿圈，制动器 B1 用于固定前后太阳轮组件，制动器 B2 和单向超越离合器 F1 都是用于固定后行星架。制动器 B1 和 B2 可以采用带式制动器，也可以采用片式制动器。 一、辛普森式 3 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 这 5 个换挡执行元件在各挡位的工作情况见表 5-1 。 　　辛普森式 3 挡行星齿轮变速器由 2 挡换至 3 挡时，一方面 2 挡制动器 B1 要释放，另一方面倒挡及高挡离合器 C1 要接合。这两个换挡执行元件的工作交替应及时准确，太快或太慢都会影响换挡质量和变速器的使用寿命。例如：若 2 挡制动器 B1 释放后倒挡及高挡离合器 C1 来不及接合，会使行星齿轮变速器出现打滑现象，使发动机出现空转，并出现换挡冲击；若 2 挡制动器 B1 未完全释放，倒挡及高挡离合器 C1 便过早接合，则行星齿轮机构各独立元件之间会产生运动干涉，迫使换挡执行元件打滑，加剧摩擦片或制动带的磨损。 　　为了防止出现上述情况，改善 2-3 挡的换挡平顺性，可在前后太阳轮组件和 2 挡制动器 B1 之间串联一个单向超越离合器 F2 ，称为 2 挡单向超越离合器（如图 5-8 所示）。 二、改进后的辛普森式 3 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 　　目前大多数轿车自动变速器已采用这种结构。改进后的辛普森式行星齿轮变速器各换挡执行元件的工作情况见表 5-2 。 　　这种 4 挡行星齿轮变速器是在不改变原辛普森式 3 挡行星齿轮变速器的主要结构和大部分零部件的情况下，另外再增加一个单排行星齿轮机构和相应的换挡执行元件来产生超速挡的。这个单排行星齿轮机构称为超速行星排，它安装在行星齿轮变速器的前端（图 5-9 ）。 三、辛普森式 4 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 （ 1 ） 3 行星排辛普森式 4 挡行星齿轮变速器结构与工作原理： 　　当行星齿轮变速器处于 1 挡、 2 挡、 3 挡或倒挡时，超速行星排中的超速制动器 B0 放松，直接离合器 CO 接合，使超速行星排处于传动比为 1 的直接传动状态，而后半部分的双排行星齿轮机构各换挡执行元件的工作和原辛普森式 3 挡行星齿轮变速器在 1 挡、 2 挡、 3 挡及倒挡的工作完全相同（表 5-3 ）。 　　在这种辛普森式行星齿轮机构中只要设置 4 个离合器、 2 个制动器及 2 个单向超越离合器，就能使之成为具有 4 个前进挡和 1 个倒挡的 4 挡行星齿轮变速器，并且在 1 挡、 2 挡、 3 挡都有两种工作状态，即有发动机制动或无发动机制动。这 8 个换挡执行元件的布置方式如 图 5-10 所示。 （ 2 ）双行星排辛普森式 4 挡行星齿轮变速器结构与工作原理： 第四节　拉威挪式动力传递 　　 本节主要介绍的内容有： 　　 ● 拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 　　 ● 改进后的拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 　　 ● 拉威挪式 4 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 　　图 5-11 为拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器的结构。图中，前太阳轮、长行星轮、行星架和齿圈组成一个单行星轮式行星排，也称为前行星排；后太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架和齿圈组成一个双行星轮式行星排，也称为后行星排。在 5 个换挡执行元件中，离合器 C1 用于连接输人轴和后太阳轮，它在所有前进挡中都处于接合状态，故称为前进离合器。离合器 C2 用于连接输入轴和前太阳轮，它在例挡和 3 挡（直接挡）时接合，故称为倒挡及直接挡离合器。制动器 B1 用于固定前太阳轮，它在 2 挡时工作，故称为 2 挡制动器。制动器 B2 用于固定行星架，它在倒挡或自动变速器操纵手柄位于前进低挡时工作，故称为低挡及倒挡制动器。单向超越离合器 F1 在逆时针方向对行星架有锁止作用，它只在 1 挡时工作，故称为 1 挡单向超越离合器。 一、拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 各换挡执行元件在不同挡位的工作情况见表 5-5 。 　　 改进后的拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器，在输入轴和后太阳轮之间增加了一个离合器和一个单向超越离合器，使 2 挡和 3 挡也有两种状态，即通过操纵手柄的位置可以选择无发动机制动或有发动机制动。图 5-12 为改进后的拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器结构。 二、改进后的拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 　　改进后的拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器各换挡执行元件在不同挡位的工作情况见表 5-6 。 　　在拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器的输入轴和行星架之间增加一个离合器，就可以使之成为具有超速挡的 4 挡行星齿轮变速器。图 5-13 为拉威挪式 4 挡行星齿轮变速器结构。与拉威挪式 3 挡行星齿轮变速器相比，它仅仅在输入轴和行星架之间增加了一个高挡离合器 C4 。 三、拉威挪式 4 挡行星齿轮变速器结构与工作原理 这种行星齿轮变速器在不同挡位下各换挡执行元件的工作情况见表 5-7 。