资源描述
1 f a an an a is no in an is no in an is a do it in It an it is 2 In well an Well to well is of in a of a s is to to in of a of a be to to be to to at If a 0 be to in ve a If d no at be A be So to of s to at an 3 a an is of to to in an of of is in an s a at an a An A of to of a A of to of An A to of is of a of in is to do of it An an to to 4 of be or be s a at a of a 2 a 0 We of of S) C) R) 1 + R/S B C) R) S) 1 / (1 + S/R) C S) R) C) of up at a 1:1 is a - is is an - is is a is be of to in 5 So of of to or of in a we Well of in a of a a It is of it of s at of in to he in on on on - it on 6 of of by by by of 7 n is by in to is by in 0 2, so = - 72/30 = So is , be is as - is of of to is is to in of 8 in to It to a of as So of is is by is as as 1 + R/S = 1 + 36/30 = .2 of At as is as as so 1 / (1 + S/R) = 1 / (1 + 36/72) = To we by 2.2 x to a it a 1:1 in ll we to do to a 1:1 is of of in it is - we to do is of to If in in to to as a a 1:1 y an a Its a - of a In at If In to a up so of to 9 In is a is to of is to of is by to is by is to s go to 1 / (1 + S/R) = 1 / ( 1 + 36/72) = So of a of If is 000 000 to at is to of by is in is by to to we = 72/36 = So in is a in s 02 206 26 30- 62 26 62 10 is by a of In well in n we of is by we we In is a is to of is to of is by to is by is to To of to be by to by a by a so it is to by a so it a of s a at a n in a of to by of 11 of n of in of is is to by a of to on of to in a In is by a is 12 on - is of is of in a he of is on it to of is on it to is he is in at 卡瑞姆 介绍自动变速器的工作原理 如果你驾驶过带有自动变速器的 汽车，那么你一定知道手动变速器与自动变速器之间存在两个很大的区别： 自动变速器中没有离合器踏板 自动变速器中没有换档 手柄 ，一旦让变速器传递动力，那么接下来的一切都是自动完成的了。 虽然自动变速器（包括液力变矩器）与手动变速器（包括离合器）完成的 功能 是相同的，但它们却是以完全不 同 的方式来实现的。最终证实，自动变速器的工作方式令人惊异。 自动变速器概图 14 本文是通过一个具体的自动变速器来阐述其中的原理，我们从整个系统的关键 行星齿轮系入手 ， 然后我们将看到自动变速器是如何 组装 在一起的，学习控制装置是如 何工作的，讨论在自动变速器控制方面的一些复杂的关系。 自动变速器和手动变速器一样，主要功能就是允许发动机工作在小范围变速的速度内，变速器却能够输出较大变速范围的速度。 自动变速器 ,剖 面立体图 如果没有变速器 ，汽车将被限制 在一种传动比 ，并且那个 传动 必须被选 择 作为汽车的 最高 期望 速度。 如果您想要 以 80 英里 /小时的最高速度 行驶 ，则 传动比 类似 于 手动 变速器 汽车的第三档。 您大概从未 尝试 仅 使用 第三档驾驶一辆手动 变速的 汽车。 如果您 尝试过 ，您 马上 会发现 启动时几乎 没有加速 过程 ， 而是直接以很高的速度启动，引擎是工作在警戒线附近 的。这样 汽车很快就会损害，而且几乎无法驾驶。 因此 变速器 是 利用齿轮来更有效地利用发动的扭矩 的 ，并且使得发动机工作在适当的速度。 15 手动 和自动 变速器 之间的关键性区别 在于：手动变速器采用锁止或打开不同的齿轮 ，从而使输出轴获得不同传动比，而在自动变速器中，同样是 这些齿轮 ，但是能得到 一定 范围内所有的不同的传动比。 而 行星齿轮系是使此成为可能的 装置 。 让我们来看一下行星齿轮系是如何工作的。 行星齿轮系和齿轮传动比 当您拆散 自动变速器往里面观察，可以发现，在一个相对狭小的空间里布满了很多零件。在这些零件中有： 一个精巧的行星齿轮系 一套 锁止齿轮的钢带 三个锁住另外一些 齿轮的 湿式片式离合器 控制离合器和 钢带的 复杂液压系统 为变速器 提供液压 的 齿轮泵 关注的重点是行星齿轮系 。 变速器所产生的所有不同的传动比决定于齿轮系尺寸的大小。变速器里其他的零 部件是协助行星轮系产生不同传动比的。这套装置曾经出现在材料的工作方式中 。 您可以从 电螺丝刀 中找到。 一个自动变速器中包含有由两套行星齿轮系组合在一起而成的一个部件。其介绍 可以 参见齿轮系工作方式。 16 从左到右：内齿圈，行星架，和两个太阳轮 行星齿轮系有三个主要的组成部分： 太阳轮 行星 轮和行星 架 内齿圈 这三个组 成 中的 任何一组成都可以作为 输入 或输出 ， 或者被固定。 哪些组成充当何种角色取决于行星齿轮系的速度比。 下面的动画可以显示出其中的 关系。 17 这是变速器中 其中 的一个行星齿轮系，内齿圈齿数为 72，太阳轮齿数为 30。我们可以从中的到很多不同的速比。 输入 输出 固定 计算 齿轮 速 比 A 太阳 轮 (S) 行星 架 (C) 内齿圈 (R) 1 + R/S b 行星 架 (C) 内齿圈 (R) 太阳 轮 (S) 1/(1 + S/R) C 太阳 轮 (S) 内齿 圈 (R) 行星 架 (C) - R/S 并且，锁 住三个组成中的 任何 两个组成将锁止整个个行星系，而此时速比为 1： 1。从表中可以看出，第一个中方案的速比为减速 输出速度小于输入。第二种方案为加速 输出速度高于输入。最后一种方案也是减速， 但 输出 速度的方向相反 。这个行星齿轮系 还可以得到其他很多的速比，而刚才的这些速比仅和我们的自动变速器有 关。 因此这一套 行星 齿轮 系 可 以产生所有需要的不同的齿轮传动比 ， 却不需要 接合 或不接合其他齿轮。把两套行星齿轮系置于一行，我们可以得到四个前进档和一个后退档。下一部分内 容我们将这两个齿轮系组装在一起。 复合行星齿轮系 自动变速器中使用了一系列的行星齿轮系，我们称之为 复合 行星齿轮系，看起来好像只有一个简单的行星齿轮系，实际上却实现这两套齿轮系的功能。其中包含一个总是作为输出的内齿圈、两个太阳和两套行星装置。 让 我们看 其中的一些 零件： 18 变速器中的齿轮的组装 从左到右： 内齿圈，行星架，和两个太阳轮 下图 中，行星轮装 在行星 架上，可以看到，右边的行星轮低于左边的行星轮 。 右边 的行星轮不与内齿圈啮合 它和另一个行星轮啮合。而只有左边的行星轮与内齿圈啮合。 行星架：两 个行 星轮 在 下个图中， 您 可 看到 在 行星 架 的 内部 ， 短 行星轮与小太阳轮啮合，长行星轮同时与大太阳轮和小太阳轮啮合。 19 行星架 内部 ：两 个 行星轮 自动变速档位 第一档 在一档， 小太阳轮在变矩器的涡轮驱动下顺时针旋转。 行星 架 将自动做逆时针转动 ，但是 被离合器阻止了（离合器只允许单向旋转），从而内齿圈变成 了 输出。 小太阳轮有 30 齿，内齿圈 72 齿，则速比为： = - 72/30 = 因此 旋转速率为负的 ， 这 意味着 输出方向同输入的方向是相反的。但事实上，输出方向是与输入方向相同的，这就是要引入两套 行星齿轮系 的原因。第一套与第二套啮合，而第二套输出至内齿圈，这样的组合把方向转回原先输入的方向。这样还是使得大太阳轮自转，而这时的离合器是不作用的，大太阳轮以同涡轮相反的方向（逆时针）自转。 20 第二档 变速器做一些单独的事情来获得二档所需的传动比。它像相互连接的两套行星轮和共同的行星架相连接。 行星架的第一级事实上是把大太阳轮用作内齿圈。所以第一级包括太阳轮（小太阳轮）、 行星架 和“内齿圈”（大太阳轮） 。 输入是 小太阳轮 ，内齿圈 (大太阳 轮 )由 钢 带 保持静止，输出是行星架。 对于 一级 ， 太阳轮作为输入，行星架作为输出，而内齿圈固定，其公式为： 1 + R/S = 1 + 36/30 = 小太阳轮旋转一圈，行星架则转过 。在第二级，行星架作为第二套行星齿轮系的输入，大太阳轮（被固定）作为太阳轮，而内齿 圈则作为输出，其齿轮速比为： 1 / (1 + S/R) = 1 / (1 + 36/72) = 要 得到二档的 减速比 ，我们 把 第一 级减速比和第二级减速比相乘 ， 2.2 x 到 。 这也许听起来 有些 怪，但 却是这么 运作 的 。 第三档 绝大多数的自动变速器在第三档 是 1： 1 的速比。您还记得前面我们已经得到速比为 1： 1 的方法 三个组成中锁住任何两个组成。这样的装置实现 就比较容易 我们所要做的就是接合离合器来锁住太阳轮中的一个。 如果两个太阳轮以同一方向旋转，行星轮则被锁定，因为它们 反向旋转。内齿圈和行星轮固定使得它们作为一个整体旋转，从而产生 1： 1 的速比。 21 加速 档 根据定义， 输出 的速度要高于输入的速度。它是速度的增加 减速的对立面。在变速器中，加速时在同一时刻完成两件事情。如果您看过变矩器是如何工作的，就知道变矩器的锁止的情况。为了提高效率，一些汽车用机械方式锁住变矩器，使得发动机的扭矩直接输出到变速器。 变速器中，当加速时，联接到变矩器的外 壳（用螺栓连接到发动机的飞轮）的轴通过离合器的接合连接到行星架， 小太阳轮和大太阳轮 与加速钢带同步 ， 涡轮不接其他东西，而变矩器的外壳作为输出 。我们回顾一下，此时行星架作为输入，太阳轮固定，而内齿圈作为输出。 1 / (1 + S/R) = 1 / ( 1 + 36/72) = 可得到，发动机输入旋转速度为输出的三分之二。例如，如果发动机转速为每分钟 2000 转，输出转速就为 3000 转每分钟。这就允许发动机以相对合适的速度运转，汽车也能够在高速公路上行驶 。 倒档 倒档和一档非常类似，区别在于，不是小太阳轮被驱动，而是大太阳轮被驱动，而小 行星轮 以相反方向旋转。行星架与变矩器外壳同步，则根据上述的公式可以得到： = 72/36 = 可见，变速器倒档的传动比比一档稍小一些。 齿轮 传动比 此变速器有四个前进档和一个倒档，让我们用传动比、输入和输出总结一下： 22 档 位 输 入 输 出 固 定 齿轮 传动比 第 1 档 30 齿 太阳 轮 72 齿内齿圈 行星 架 第 2 档 30 齿 太阳 轮 行星 架 36 齿内齿圈 行星 架 72 齿内齿圈 30 齿 太阳 轮 两级总比 第 3 档 30 和 36 齿 太阳 72 齿内齿圈 加速档 行星 架 72 齿内齿圈 36 齿 太阳 倒 档 30 齿 太阳 轮 72 齿内齿圈 行星 架 在读 完 这部分 之 后，您大概想知道不同的输入 是 怎么 接合 与断开的 。这 是 由 变速器中的离合器和 钢 带完成的。在下一部分中，我们将看到 它 们是如何工作的。 变速器中的离合器和钢带 在上一部分，我们讨论了变速器是如何得到不同档位的传动比的。例如，讨论加速档是，我们说： 变速器中，当加速时，联接到变矩器的外壳（用螺栓连接到发动机的飞轮）的轴通过离合器的接合连接到行星架 ， 小太阳轮和大太阳轮与加速钢带同步， 涡轮不接其他东西，而变矩器 的外壳作为输出。 要让变速器工作在加速档，很多零部件要通过离合器和钢带连接或断开。行星架通过离合器与变矩器外壳连接。小太阳轮通过离合器断开与涡轮连接，使其空转。大太阳轮利用钢带与外壳同步，使其无法旋转。像这样通过离合器与钢带的接合或不接合，每个齿轮运动都会触发一系列的事件。让我们看一下钢带。 23 钢带 变速器中有两条钢带，这两条钢带事实上是包贴在齿轮组切面周围的，并且连接到外壳，由变速器的液压缸推动执行的。 其中的钢带 在上图 中 ，您 可以 看到 在变速器外壳上 其中 的 一条 钢带。此时齿轮都已经被 移 走了，金属推杆与 活塞相连，用来推动钢带。 活塞推动钢带 24 上图可看到驱动钢带的两个活塞。油压通过液压阀控制进入液压缸，驱动活塞推动钢带，从而使得齿轮系中的某个组成与外壳锁止。 变速器中的离合器共有四个，而且相对来说要复杂一些。被压缩的液压油进入离合器内部的活塞，从而驱动离合器。当油压降低 时 ，弹簧确保离合器分离 后 回复原位。下图所示 为 活塞和离合器从动鼓，还要注意到活塞上的密封橡胶圈，当变速器被重新修理装配时，要求更换这个橡胶圈。 变速器中的一个离合器 下图所示的是离合器中相互交替的摩擦片与金属片。摩擦片内侧由花键联接， 与轮系的其中一个组成锁止。金属片外侧用花键与离合器外壳固接。同样，变速器被修理时，这些离合器片要被更换。 离合器片 离合器的油压是通过经由轴内通道来供应的。在 任 一时刻，离合器和钢带的运动都是有液压系统控制的。 注：本文来源 :
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