奔驰722.9变速箱动力传递分析.doc

奔驰722.9(W7A 700 and W7A 400)自动变速器于2003年 9月中旬上市，首先使用在211（E500）、215 （CL500）、220 （S430、S500）、230（SL500）等车型上。722.9自动变速器是 Mercedes-Benz第5代变速器，是在722.6自动变速器基础上发展而来，并逐步取代它。该自动变速器有7个前进挡和2个倒挡，具有质量轻、燃油经济性好和增加驾驶乐趣的优点。722.9 动力传递路线示意图如图1所示，它由1个拉维那式复合行星齿轮机构和2个独立的简单行星齿轮机构来实现7前进挡、2倒挡共9速传动比变化。在变速器内部有7组换挡执行元件，其中包括3组离合器和4组制动器。各挡位传动比及不同挡位时各执行元件的状态见表1。一、1挡动力传递路线1挡动力传递路线如图2所示，为能表达清楚，现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下：1前行星齿轮机构：前排行星齿轮机构是一个拉维那式复合行星齿轮机构，它由两个行星轮系组合而成，包括2个太阳轮、 2套行星轮系和2个齿圈，其中前面是大齿圈，后面是小齿圈，行星架是动力输出端。变速器的输入轴与前排拉维那式复合行星齿轮机构的后小齿圈相连，是动力输入端。1挡时，制动器B3 工作，固定前面的大齿圈，则行星架为同向减速输出。2后行星齿轮机构：前行星齿轮机构的行星架是动力输出端，它与后行星齿轮机构的齿圈相连，则后行星齿轮机构的齿圈是动力输入端；制动器B2和离合器K3工作，固定后太阳轮，则后行星架同向减速旋转，将动力传递给中间齿圈。3中间行星齿轮机构：中间齿圈是动力输入端；制动器B2工作，固定中间太阳轮，则中间行星架同向减速旋转，是动力输出端。由以上分析可知，1挡时，三个行星齿轮机构都在执行减速运动，传动比最大。前排拉维那式复合行星齿轮机构的实物图如图3所示。在基础知识介绍中，没有对类似的拉维那式复合行星齿轮机构的传动比进行分析，这里作简单介绍，以利于读者区分1、2挡传动比的定量关系。用“相对速度法”或“转化机构法”，对由大齿圈、行星架和小齿圈这三个构件组成的行星齿轮机构进行分析，有：n23/n13=（n23-nH）/（n13-nH）=-Z13/Z23 假设固定大齿圈，即n13 =0，代入上式得： n23/nH=（Z23+Z13）/Z23 又：n23/nH=ZH/Z23 联解方程可得出：ZH= Z23+Z13 Z13：前面大齿圈齿数Z23：后齿圈齿数Z1：太阳轮齿数ZH：行星架假想齿数n13：前面大齿圈转速n23：后面小齿圈转速nH：行星架转速由此可知，1挡时前行星齿轮机构传动比为:（ Z23+Z13）/Z23 二、2挡动力传递路线2挡动力传递路线如图4所示，为帮助大家更好地理解，现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下：1前行星齿轮机构：动力由前行星齿轮机构的后面小齿圈输入；制动器B1工作，固定太阳轮，则行星架为同向减速输出。2后行星齿轮机构：与1挡时相同，即前行星齿轮机构的行星架是动力输出端，它与后行星齿轮机构的齿圈相连，后行星齿轮机构的齿圈是动力输入端；制动器B2和离合器K3工作，固定后太阳轮，此时后行星架同向减速旋转，将动力传递给中间齿圈。3中间行星齿轮机构：与1挡时相同，即中间齿圈是动力输入端；制动器B2工作，固定中间太阳轮，则中间行星架同向减速旋转，是动力输出端。由以上分析可知，2挡时，三个行星齿轮机构都在执行减速运动，后行星齿机构和中间行星齿机构的状态与1挡相同，只是前行星齿轮机构传动要比1挡小。小齿圈、行星架和太阳轮组成了一个简单的行星齿轮机构，2挡时，齿圈与输入轴相连，是动力输入端；太阳轮固定，行星架是动力输出端。由单排单级行星齿轮机构的知识可得知，2挡时前行星齿轮机构的传动比为：(Z23+Z1）/Z23 。显然，Z1 (Z23+Z13） Z23，也就是说2挡传动比小于1挡传动比。 三、3挡动力传递路线 3挡动力传递路线如图5所示，为能表达清楚，现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下：1前行星齿轮机构：动力由前行星齿轮机构的后小齿圈输入；离合器K1工作，将前行星齿轮机构的太阳轮和大齿圈连接为一体，则整个前行星齿轮机构以一个整体旋转，传动比是1，动力由行星架同向等速输出。2后行星齿轮机构：与1挡时相同，即前行星齿轮机构的行星架是动力输出端，它与后行星齿轮机构的齿圈相连，则后行星齿轮机构的齿圈是动力输入端；制动器B2和离合器K3工作，固定后太阳轮，则后行星架同向减速旋转，将动力传递给中间齿圈。3中间行星齿轮机构：与1挡时相同，即中间齿圈是动力输入端；制动器B2工作，固定中间太阳轮，则中间行星架同向减速旋转，是动力输出端。由以上分析可知，3挡时，前行星齿轮机构为等速输出，后行星齿轮机构和中间行星齿轮机构的状态与1挡相同。四、4挡动力传递路线4挡动力传递路线如图6所示，为能表达清楚，现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下：1前行星齿轮机构：动力由前行星齿轮机构的后小齿圈输入；离合器K1工作，将前排行星齿轮机构的太阳轮和大齿圈连接为一体，则整个前排行星齿轮机构以一个整体旋转，传动比是 1，动力由行星架输出。2后行星齿轮机构：前行星齿轮机构的行星架是动力输出端，它与后行星齿轮机构的齿圈相连，则后行星齿轮机构的齿圈是动力输入端，但后行星齿轮机构没有部件被制动约束转速，故没有参与速比变化。3中间行星齿轮机构：离合器K2工作，驱动中间齿圈顺时针旋转，是动力输入端；制动器B2工作，固定中间太阳轮，则中间行星架同向减速旋转，是动力输出端。由以上分析可知，4挡时，前行星齿轮机构为等速输出，只有中间行星齿轮机构在执行减速运动。五、5挡动力传递路线行星齿轮机构的太阳轮转速要高于6挡。3中间行星齿轮机构：与6挡时动力传递路线相同，但传动比不同。即离合器K2工作，中间齿圈被同向等速驱动；中间太阳轮被同向增速驱动，则中间行星架同向增速输出。中间行星齿轮机构行星架的转速可以这样理解：中间齿圈被同向等速驱动，如果太阳轮固定，则行星架同向减速输出；如果太阳轮被同向等速驱动，则行星架同向等速输出。现在太阳轮被同向增速驱动，则中间行星架同向增速旋转。因7挡时中间太阳轮的转速高于6挡，故中间行星齿轮机构行星架的转速高于6挡。八、R1挡动力传递路线R1挡动力传递路线如图10所示，为能表达清楚，现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下：1前行星齿轮机构：与1挡时相同，即动力由前行星齿轮机构的后小齿圈输入；制动器B3工作，固定前面的大齿圈，则行星架为同向减速输出，将动力传递给后行星齿轮机构的齿圈。2后行星齿轮机构：后行星齿轮机构的齿圈顺时针减速旋转；制动器BR工作，固定后行星架/中间齿圈，则后太阳轮反向减速输出。3中间行星齿轮机构：离合器K3工作，连接后太阳轮和前太阳轮，则前太阳轮也反向减速旋转，是中间行星齿轮机构的动力输入端；制动器BR工作，固定后行星架/中间齿圈，则中间行星架相对于中间太阳轮是同向减速旋转，相对于输入轴是反向减速旋转。由以上分析可知，R1挡时，前行星齿轮机构执行同向减速运动；后行星齿轮机构执行反向减速运动；中间行星齿轮机构执行同向减速运动，总的传动比是经三级减速后的反向运动。九、R2挡动力传递路线R2挡动力传递路线如图11所示，为能表达清楚，现将各行星齿轮机构的状态分别说明如下：前行星齿轮机构：与2挡时相同，即动力由前行星齿轮机构的后小齿圈输入；制动器