车辆自动变速器构造原理与设计方法ppt课件

n n星齿轮变速器的换档执星齿轮变速器的换档执机构由离合器机构由离合器(driving(driving clutches or input clutches)clutches or input clutches)、制动器或锁定离合器、制动器或锁定离合器(holding clutches)(holding clutches)或制动带或制动带(transmission bands)(transmission bands)和单向超越离合器和单向超越离合器(one-way clutch)(one-way clutch)(单向自由轮单向自由轮机构机构)等等3 3种种同的执同的执组件组成，它有组件组成，它有3 3个基本作个基本作用，即连接、固定和锁定；所谓连接是指将用，即连接、固定和锁定；所谓连接是指将星星齿轮变速器的输入轴与齿轮变速器的输入轴与星排中的某个基本元件星排中的某个基本元件连接，以传递动连接，以传递动，或将前一个，或将前一个星排的某一个星排的某一个基本元件与后一个基本元件与后一个星排的某一个基本元件连接，星排的某一个基本元件连接，以约束这两个基本组件的运动；所谓固定是指将以约束这两个基本组件的运动；所谓固定是指将星排的某一基本元件与自动变速器的壳体连接，星排的某一基本元件与自动变速器的壳体连接，使之被固定住而使之被固定住而能旋转；所谓锁定是指把某个能旋转；所谓锁定是指把某个星排的星排的3 3个基本元件中的两个连接在一起，从而个基本元件中的两个连接在一起，从而将该将该星排锁定，使其星排锁定，使其3 3个基本元件以相同的转速个基本元件以相同的转速一同旋转，产生直接传动。一同旋转，产生直接传动。第第6章章 自动变速器换档执行机构设计自动变速器换档执行机构设计星齿轮变速器的换档执机构由离合器(driving clu6.1 离合器的结构与工作原理离合器的结构与工作原理n n1.1.离合器离合器(driving clutches or input clutches)(driving clutches or input clutches)的作用的作用1)1)连接作用连接作用 2)2)锁定作用锁定作用 离合器的连接作用是传递动离合器的连接作用是传递动，将，将星齿轮变速器的输入轴和星齿轮变速器的输入轴和星排星排的某个基本元件连接，或将的某个基本元件连接，或将星排的某两个基本元件连接在一起，使星排的某两个基本元件连接在一起，使之成为一个整体，它是自动变速器中最重要的换档执之成为一个整体，它是自动变速器中最重要的换档执组件之一；在组件之一；在自动变速器换档执自动变速器换档执机构中，目前作为自动变速器换档执机构中，目前作为自动变速器换档执组件普遍组件普遍采用的离合器是圆盘式多片湿式离合器采用的离合器是圆盘式多片湿式离合器(multiple-disc clutches)(multiple-disc clutches)，如图，如图6-1 6-1 所示所示n n2.2.离合器的分类离合器的分类1)1)按离合器的数目分按离合器的数目分单离合器、双离合器。单离合器、双离合器。n n2)2)按离合器油缸的工作方式分按离合器油缸的工作方式分油缸旋转的缸体移动或活油缸旋转的缸体移动或活移动、油缸可旋转可固定、油缸固定移动、油缸可旋转可固定、油缸固定动动(制制动器动器)。n n3)3)按活塞受压按活塞受压方式分方式分活活单面受压、活单面受压、活双面受压、活双面受压、活分阶段受压。分阶段受压。n n4 4）按摩擦压紧力传递方式分）按摩擦压紧力传递方式分活活直接压紧、经压板压紧、经杠杆和压板压紧、经弹簧直接压紧、经压板压紧、经杠杆和压板压紧、经弹簧(盘片盘片)和压板和压板压紧。压紧。6.1 离合器的结构与工作原理1.离合器(driving c图6.1 倒档离合器与OD档离合器1.5.9挡圈，2.6离合器反作用板，3.7离合器摩擦片，4.8离合器钢片，10弹簧座圈11.14.16.18.19O型密封圈，12回位弹簧，13OD离合器活塞，15倒档离合器活，17倒档离合器缸体图6.1 倒档离合器与OD档离合器n n离合器通常由离合器鼓（缸体）离合器通常由离合器鼓（缸体）(clutch drum)(clutch drum)、离合器活离合器活(piston)(piston)、回位弹簧、回位弹簧(return spring)(return spring)、弹簧座弹簧座(spring retainer)(spring retainer)、钢片、钢片(steel discs)(steel discs)、摩擦、摩擦片片(friction discs)(friction discs)、离合器压板、离合器压板(pressure plate)(pressure plate)、卡环卡环(snapring)(snapring)、离合器壳、离合器壳(clutch hub)(clutch hub)及密封圈及密封圈(piston seal rings)(piston seal rings)组成，如图组成，如图6-2 6-2 所示。所示。图6.2 离合器组件图离合器通常由离合器鼓（缸体）(clutch drum)、离合 有些离合器在活和钢片之间有一个碟形环，如图6-3所示。它具有一定的弹性，可以减缓离合器接合时的冲击。图6.3 离合器挡圈（卡环）和碟形环 有些离合器在活和钢片之间有一个碟形环，如图6-3所示。离合器活离合器活回位弹簧有回位弹簧有4 4种型式，如图种型式，如图6-46-4所示，即所示，即圆周均布圆周均布旋弹簧式旋弹簧式(several smaller springs)(several smaller springs)、中央中央旋弹簧式旋弹簧式(center spring)(center spring)、波形弹簧式、波形弹簧式(coil(coil return spring)return spring)和膜片弹簧式和膜片弹簧式(Belleville spring)(Belleville spring)。图6.4 离合器活塞回位弹簧类型 离合器活回位弹簧有4种型式，如图6-4所示，即圆周均布6.2.制动器结构与工作原理 在液压传动装置中的制动器按用途可分换档制动器、转向制动器和停车在液压传动装置中的制动器按用途可分换档制动器、转向制动器和停车制动器。在自动变速器中所使用之制动器为换档制动器，制动器制动器。在自动变速器中所使用之制动器为换档制动器，制动器(holding clutches)(holding clutches)的作用是将的作用是将星排中的太阳轮、内齿圈、星排中的太阳轮、内齿圈、星齿星齿轮架这轮架这3 3个基本元件之一与变速器壳体相连，使该元件约束而固定，个基本元件之一与变速器壳体相连，使该元件约束而固定，以执以执换档。在自动变速器中作为换档执换档。在自动变速器中作为换档执机构的制动器的结构型机构的制动器的结构型式较多，分类方法如下：式较多，分类方法如下：1.1.按其结构特性区分按其结构特性区分n n1 1）带式）带式1)1)单带式：单端操纵、浮式、双端操纵；单带式：单端操纵、浮式、双端操纵；2)2)双带式。双带式。n n2 2）片式：）片式：1)1)多片式：油缸加压、机械加压多片式：油缸加压、机械加压 ；2)2)圆盘式。圆盘式。n n3 3）锥式）锥式1)1)单面单面 2)2)双面。双面。目前最常见的是带式制动器和片式制动器两种。目前最常见的是带式制动器和片式制动器两种。6.2.制动器结构与工作原理 在液压传动装置中的制动器按用n n2.2.带式制动器结构与工作原理带式制动器结构与工作原理带式制动器结构：带式制动器结构：带式制动器又称制动带带式制动器又称制动带(transmission bands)(transmission bands)，如图，如图6-5 6-5 所示所示图6.5 带式制动器2.带式制动器结构与工作原理图6.5 带式制动器带式制动器工作原理：带式制动器工作原理：n n制动鼓通常就是离合器的外壳，制动鼓与制动鼓通常就是离合器的外壳，制动鼓与星排的某一基本组件连接，星排的某一基本组件连接，并随之一同旋转，制动带的一端支承在变速器壳体的制动带支架或制并随之一同旋转，制动带的一端支承在变速器壳体的制动带支架或制动带调整动带调整钉上，另一端与液压缸活钉上，另一端与液压缸活上的推杆连接，制动带内表面上的推杆连接，制动带内表面为一层摩擦系数较高的摩擦衬片；液压缸被活为一层摩擦系数较高的摩擦衬片；液压缸被活分隔为施压腔和释放分隔为施压腔和释放腔两部分，分别通过各自的控制油道与控制阀相通，制动带的工作由腔两部分，分别通过各自的控制油道与控制阀相通，制动带的工作由作用在活作用在活上的液压上的液压控制，当液压缸的施压腔和释放腔内均无工作控制，当液压缸的施压腔和释放腔内均无工作油时，带式制动器油时，带式制动器工作。制动带与制动鼓之间有一定的间隙，制动工作。制动带与制动鼓之间有一定的间隙，制动鼓可以随着与它相连接的鼓可以随着与它相连接的星排基本元件一同旋转，当工作油进入制星排基本元件一同旋转，当工作油进入制动器液压缸的施压腔时，作用在活动器液压缸的施压腔时，作用在活上的油压推动活上的油压推动活，克服回位弹，克服回位弹簧的弹簧的弹，活，活上的推杆上的推杆(operating rod)(operating rod)随之向外伸出，将制动带箍随之向外伸出，将制动带箍紧在制动鼓上，于是制动鼓被固定住而紧在制动鼓上，于是制动鼓被固定住而能旋转，此时制动器处于制能旋转，此时制动器处于制动状态；在制动器处于制动状态时，工作油进入液压缸的释放腔，由动状态；在制动器处于制动状态时，工作油进入液压缸的释放腔，由于释放腔一侧的活于释放腔一侧的活面积大于施压腔一侧的活面积大于施压腔一侧的活面积，活面积，活两侧所受两侧所受的工作油作用的工作油作用相等，释放腔一侧的相等，释放腔一侧的高于施压腔一侧的作用高于施压腔一侧的作用，因此活因此活在这一压在这一压差及回位弹簧弹差及回位弹簧弹的共同作用下向后移，推杆随的共同作用下向后移，推杆随之回缩，制动带被放松，使制动器由制动状态转变成释放状态，这种之回缩，制动带被放松，使制动器由制动状态转变成释放状态，这种控制方式可以使控制系统得到简化。控制方式可以使控制系统得到简化。n n当带式制动器当带式制动器工作或处于释放状态时，制动带与制动鼓之间应有适工作或处于释放状态时，制动带与制动鼓之间应有适当的间隙，间隙太大或太小当的间隙，间隙太大或太小会影响制动器的正常工作，间隙的大小会影响制动器的正常工作，间隙的大小可用制动带调整螺钉来调整，在组装时，一般将螺钉锁紧至一定可用制动带调整螺钉来调整，在组装时，一般将螺钉锁紧至一定矩，矩，然后再退回规定的圈数。然后再退回规定的圈数。带式制动器工作原理：n n3.3.片式制动器结构与工作原理片式制动器结构与工作原理片式制动器结构：片式制动器由制动器鼓片式制动器结构：片式制动器由制动器鼓(drum)(drum)、制动器活、制动器活(apply piston)(apply piston)、回位弹簧、回位弹簧(return spring)(return spring)、钢片、钢片(steel(steel discs)discs)、摩擦片、摩擦片(friction discs)(friction discs)及制动器壳及制动器壳(case)(case)组成，如组成，如图图6-6 6-6 所示。所示。3.片式制动器结构与工作原理图6.7 汽车片式制动器结构件1后盖；2止推座圈；3密封环；4输入轴后轴承；5、7、9、18、21止推轴承；6倒档及OD离合器；8OD离合器轮毂；10行星倒挡太阳齿轮；11、22、24、35、46扣环；12第2制动器活塞；13、37回位弹簧；14、27压板；15第2制动器片；16第2制动器板；17OD行星架；19输出行星架；20OD太阳齿轮；23反作用板；25低-倒档制动器片；26低-倒档制动器板；28波形弹簧；29驻车爪轴；30隔圈；31驻车爪弹簧；32驻车滚子支架轴；33驻车爪；34驻车滚子支架；36弹簧挡圈；38低-倒档制动器活塞；39驱动轴驱动齿轮；40盖子；41防松松帽；42输出轴；43锥形滚子轴承；44、47外座圈；45隔圈；48变速器壳；49套环图6.7 汽车片式制动器结构件6.3单向离合器结构设计单向离合器结构设计n n1.1.单向超越离合器结构与工作原理单向超越离合器结构与工作原理 单向超越离合器有多种形式，目前最常见的是滚柱单向超越离合器有多种形式，目前最常见的是滚柱斜槽式斜槽式(one-way roller clutch)(one-way roller clutch)和楔块式和楔块式(one-way(one-way sprag clutch)sprag clutch)两种。两种。1 1）滚柱斜槽式单向超速离合器）滚柱斜槽式单向超速离合器 滚柱斜槽式单向超越离合器由外环滚柱斜槽式单向超越离合器由外环(drum)(drum)、内环、内环(hub)(hub)、滚柱、滚柱(roller)(roller)、滚柱回位弹簧、滚柱回位弹簧(springs)(springs)等组等组成，如图成，如图6-76-7所示。所示。2 2）楔块式单向超越离合器）楔块式单向超越离合器 楔块式单向超越离合器的构造和滚柱斜槽式单向楔块式单向超越离合器的构造和滚柱斜槽式单向超越离合器相似，也有外环、内环、滚子（楔块超越离合器相似，也有外环、内环、滚子（楔块spragssprags）等，如图）等，如图6-8 6-8 所示。所示。6.3单向离合器结构设计1.单向超越离合器结构与工作原理图6.8 滚柱斜槽式单向超速离合器图6.9 楔块式单向超速离合器图6.8 滚柱斜槽式单向超速离合器图6.9 楔块式单向超速离n n2.2.单向超越离合器的结构设计单向超越离合器的结构设计 根据各个单向离合器的计算简图和相关的计算公根据各个单向离合器的计算简图和相关的计算公式可以初步地进行离合器的结构设计。式可以初步地进行离合器的结构设计。(a)(b)图6.10 滚柱超越离合器 (a)内星轮 (b)外星轮 2.单向超越离合器的结构设计(a)(a)(b)图6.11 楔块超越离合器 (a)内环带凹槽(b)内环为整圆表6-3 超越离合器的计算()(a)