丰田A340自动变速器.ppt

自动变速器概述,1.1.3自动变速器的优点和缺点,1.自动变速器的优点1）操纵简单省力。2）提高行车安全性。3）行驶平稳、舒适性好。4）防止传动系过载。5）有效地衰减传动系扭转振动。6）延长发动机及传动部件寿命。7）提高汽车的动力性。8）改善和提高汽车的动力性。9）减少燃油消耗。10）降低排放污染。,2.自动变速器缺点1）结构较为复杂。2）制造难度大。3）生产成本高。4）维修困难。5）传动效率低。,1.液力变矩器,一、液力变矩器的结构液力变矩器的结构如图所示，由泵轮、涡轮、导轮、锁止离合器组成。,二、液力变矩器的作用:1）成倍增长发动机产生的转矩。2）起到自动离合器的作用，传送或断开发动机至变速器的转矩。3）缓冲发动机及传动系的扭转振动。4）起到飞轮的作用，使发动机转动平稳。5）驱动液压控制系统的液压泵。,三、液力变矩器工作原理,转矩传递,1.转矩传递原理,转矩成倍放大的原理与结构,转矩放大原理,液力变矩器的运作,1）车辆停住，发动机怠速运转时，液力变矩器在失速点工作。,2）车辆起步时，液力变矩器在变矩区工作。,当解除制动时，涡轮与变速器输入轴一起转动。所以，在踩下加速踏板时，涡轮就与泵轮转速及转矩成正比的输出，以大于发动机所产生的转矩转动，传动效率也随之激增，并在转速比达到耦合点前一点达到最大值，使得车辆前进。,3）车辆低速行驶时，液力变矩器在耦合点工作。,4）车辆以中、高速行驶时，液力变矩器在耦合区工作。,这时，液力变矩器仅仅起到液力耦合器的作用，涡轮以与泵轮几乎一样的转速转动。转矩比几乎为1:1传送。,四、锁止离合器机构,作用为防止液力变矩器在耦合区出现能量损失现象、降低油耗，当车速在大约60km/h或以上时，锁止离合器通过机械机构将发动机与变速器输入轴直接联结。这样，发动机产生的动力几乎100%地传送至变速器。,锁止离合器,锁止离合器运作锁止离合器起动后随同泵轮及涡轮一起转动，锁止离合器的接合及分离由液力变矩器的液压油流向决定。,（1）离合器分离当车辆低速行驶时，液力变矩器液体流至锁止离合器的前端。此时锁止离合器前端及后端的压力相等，使锁止离合器脱开。,（2）离合器接合当车辆以中速至高速（通常50km/h以上）行驶时，加压液体流至锁止离合器的后端。此时锁止活塞挤压液力变矩器壳体，从而使锁止离合器与前盖接合并一起转动。,2.行星齿轮变速机构,一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理,1、单排行星齿轮机构的结构组成,行星齿轮及行星齿轮架,太阳齿轮,齿圈,太阳齿轮,一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理,2、行星齿轮工作原理,一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理,一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理,在n3=n1或n2=n3时，同时可得n1=n2=n3。故，若使三元件中的任何两个元件连成一体旋转，则第三元件转速必与二者转速相等，即行星排按直接挡传动，传动比i=1即所有元件都不受约束，可以自由转动，则行星齿轮机构失去传动作用，此种状态相当于空挡,二.常见行星齿轮变速机构型式,行星齿轮机构在自动变速器上的应用在现代汽车行星齿轮变速器中，广泛地采用了辛普森式（Simpson）双排行星齿轮机构和拉维奈尔赫（Ravigneaux）式复合行星齿轮机构。,丰田A340E自动变速器的行星齿轮机构（辛普森式）,前、后行星排,C1、C2离合器,后行星排齿圈,超速档行星排,丰田A340自动变速器结构简图,三、丰田A340自动变速器各档动力传递路线,辛普森行星齿轮传动分析执行元件工作如下D1C0、F0、C1、F2D2C0、F0、C1、B2、F1D3C0、F0、C1、C2、B2D4B0、C1、C2、B22位1C0、F0、C1、F22位2C0、F0、C1、B1、B2、F1L1C0、F0、C1、F2、B3RC0、F0、C2、B3,一汽大众自动变速器的行星齿轮机构,“拉维奈尔赫”（Ravigneaux）式复合行星齿轮机构,拉维娜齿轮变速器结构,丰田340E自动变速器的行星齿轮机构,CRCR复合行星齿轮机构,二、自动变速器换档执行机构,自动变速器换档执行机构与普通手动变速器换档执行机构不同，自动变速器的离合器、制动器、单向锁止离合器代替了普通手动变速器中的同步器，而且完全由电、液系统实现自动控制。行星齿轮变速器的换档执行元件包括换挡离合器、换挡制动器和单向离器。,离合器,摩擦片,钢片压板,二、自动变速器换档执行机构,1、离合器的结构原理换挡离合器为湿式多片离合器，当液压使活塞把主动片和从动片压紧时，离合器接合；当工作液从活塞缸排出时，回位弹簧使活塞后退，使离合器分离。（1）离合器的作用连接作用将行星齿轮机构中某一元件与输入部分相连，使该元件成为主动元件。连锁作用将行星齿轮机构中任意二元件连锁为一体，使三个元件具有相同的转速。这时行星齿轮机构作为一个刚性整体，实现直接传动。,二、自动变速器换档执行机构,3）离合器接合当控制油液流至活塞缸时，推动单向阀钢球，使其关闭单向阀。活塞克服回位弹簧力的作用将摩擦片与钢片压紧，产生摩擦力。动力输出。（4）离合器分离当控制油压减小时，使单向阀在离心力的作用下离开阀座，活塞缸缘的油液经单向阀流出。回位弹簧的作用，活塞返回到原位，离合器分离。没有动力输出,离合器总成,离合器,二、自动变速器换档执行机构,2、制动器结构原理换挡制动器通常有两种形式：一种是湿式多片制动器，其结构与湿式多片离合器基本相同，不同之处是制动器用于连接转动件和变速器壳体，使转动件不能转动。换挡制动器的另一形式是外束式带式制动器。,二、自动变速器换档执行机构,1）制动器的作用将行星齿轮机构中某一元件与变速器壳体相连，使该元件受约束而固定，制动器有盘式制动器和带式制动器，盘式制动器结构和工作原理与离合器完全相同，只不过在作用上有所不同。盘式制动器连接运动元件与变速器壳体，而离合器连接的是两个运动元件。,盘式制动器,摩擦片,钢片压板,带式制动器,3.单向离合器的结构,单向离合器外圈转动,楔形块锁止,2.辛普森变速器,三、丰田A340自动变速器各档动力传递路线,丰田A340自动变速器结构简图,三、丰田A340自动变速器各档动力传递路线,辛普森行星齿轮传动分析执行元件工作如下D1C0、F0、C1、F2D2C0、F0、C1、B2、F1D3C0、F0、C1、C2、B2D4B0、C1、C2、B22位1C0、F0、C1、F22位2C0、F0、C1、B1、B2、F1L1C0、F0、C1、F2、B3RC0、F0、C2、B3,辛普森行星齿轮D1档传动分析,C0、F0、C1、F2工作,辛普森行星齿轮D2档传动分析,C0、F0、C1、B2、F1工作,辛普森行星齿轮D3档传动分析,C0、F0、C1、C2、B2工作,辛普森行星齿轮D4档传动分析,B0、C1、C2、B2、F1工作,辛普森行星齿轮2-1档传动分析,C0、F0、C1、F2工作,辛普森行星齿轮2-2档传动分析,C0、F0、C1、B1、B2、F1工作,辛普森行星齿轮L档传动分析,C0、F0、C1、F2、B3工作,辛普森行星齿轮R档传动分析,C0、F0、C2、B3工作,3.“拉维奈尔赫”变速器,一汽大众自动变速器的行星齿轮机构,“拉维奈尔赫”（Ravigneaux）式复合行星齿轮机构,B2-低/倒制动器,B1-2-4档(跳合)制动带鼓,太阳轮,行星轮和行星架,C3-3-4档(终端)离合器,齿圈,C2-倒档(前)离合器,输入轴,C1-1-3档(后)离合器,4速拉维娜齿轮变速器结构实物,4速拉维娜行星齿轮机构执行元件工作表,C2-倒档(前)离合器；C1-1-3档(后)离合器；C3-3-4档(终端)离合器；B1-2-4档(跳合)制动带；B2-低/倒制动器；F-单向离合器；,D1传动路线简图,D1档C1、F工作,i1=Z5/Z1,Z1-小太阳轮齿数,Z5齿圈齿数,D2传动路线简图,D2档C1、B1工作,i2=(Z1+Z2)*Z5)/Z1*(Z2+Z5),Z1-小太阳轮齿数,Z2大太阳轮齿数,Z5齿圈齿数,D3传动路线简图,D3档C1、C3工作,i3=1,D4传动路线简图,D4档C3、B1工作,i4=Z5/(Z2+Z5),Z5齿圈齿数,Z2+Z5行星架齿数,R档传动路线简图,R档C2、B2工作,ir=-Z5/Z2,Z5齿圈齿数,Z2大太阳轮齿数,4速拉维娜行星齿轮机构总结,特点:1、共用一个齿圈和一个行星架；2、行星架上的两套行星齿轮相互啮合；1）、短行星齿轮与小太阳轮啮合；2）、长行星齿轮与大太阳轮啮合的同时与齿圈啮合。,前进档：从小太阳轮处输入；倒档：从大太阳轮处输入；超速档：从行星架处输入；直接档：三元件中任意二元件连锁；L/R档：固定行星架；2/4档：固定大太阳轮。,总结,“拉维奈尔赫”式复合行星齿轮系统的结构特点为：两排行星齿轮机构共用一个齿圈和一个行星齿轮架。行星齿轮架上的两套行星齿轮互相啮合。其中，短行星齿轮与小太阳齿轮相啮合，长行星齿轮与大太阳齿轮相啮合。辛普森式行星齿轮系统由共用一个太阳