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四速行星齿轮系统举例:汽车传动系统检修案例

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:C0和F0工作,将超速行星排的太阳轮和行星齿轮架相连,此时超速行星排成为一个刚性整体,输入轴的动力顺时针传到中间轴。B0工作,将超速行星排太阳轮固定。C1、C2工作使得前、后行星排的工作同D3挡,即处于直接挡。B3工作,将后行星排行星齿轮架固定,使得行星齿轮仅相当于一个惰轮。

四速行星齿轮系统举例:汽车传动系统检修案例

1.A340E型电子控制自动变速器

丰田A340E型电子控制自动变速器与2JZ-GE型发动机相配套,应用于丰田皇冠3.0汽车上,各元件位置图如3-22所示,A340E型变速器的结构简图如图3-23所示。

图3-22 A340E型变速器的元件位置

图3-23 A340E型变速器的结构简图

C0—超速挡(OD)离合器;C1—前进挡离合器;C2—直接挡、倒挡离合器;
B0—超速挡(OD)制动器;B1—二挡滑行制动器;B2—二挡制动器;
B3—低、倒挡制动器;F0—超速挡(OD)单向离合器;
F1—二挡(一号)单向离合器;F2—低挡(二号)单向离合器

该行星齿轮机构由三排行星齿轮机构组成,前面一排为超速行星排,中间一排为前行星排,后面一排为后行星排,是在三挡辛普森行星齿轮机构的基础上发展起来的。输入轴与超速行星排的行星齿轮架相连,超速行星排的齿圈与中间轴相连,中间轴通过前进挡离合器或直接挡、倒挡离合器与前、后行星排相连,前、后行星排共用一个太阳轮,前行星排的行星齿轮架与后行星排的齿圈相连并与输出轴相连。

换挡执行机构包括3个离合器、4个制动器和3个单向离合器共10个元件,它们具体的功能见表3-1。

表3-1 换挡执行元件的功能

在变速器各挡位时,换挡执行元件的工作情况见表3-2。

表3-2 各挡位换挡执行元件的工作情况

各挡位动力传递路线

1)D位一挡

如图3-24所示,D位一挡时,C0、C1、F0、F2工作。C0和F0工作,将超速行星排的太阳轮和行星齿轮架相连,此时超速行星排成为一个刚性整体,输入轴的动力顺时针传到中间轴。C1工作,将中间轴与前行星排齿圈相连,前行星排齿圈顺时针转动驱动前行星排行星齿轮,前行星排行星齿轮既顺时针自转又顺时针公转,前行星排行星齿轮顺时针公转则输出轴也顺时针转动,这是第一条动力传递路线。由于前行星排行星齿轮顺时针自转,因此前、后行星排太阳轮逆时针转动,再驱动后行星排行星齿轮顺时针自转,此时后行星排行星齿轮在前、后行星排太阳轮的作用下有逆时针公转的趋势,但由于F2的作用,后行星排行星齿轮架不动。这样顺时针转动的后行星排行星齿轮驱动齿圈顺时针转动,从输出轴输出动力,这是第二条动力传递路线。

图3-24 D位一挡动力传递路线

2)D位二挡

如图3-25所示,D位二挡时,C0、C1、B2、F0、F1工作。C0和F0工作如前所述直接将动力传给中间轴。C1工作,动力顺时针传到前行星排齿圈,驱动前行星排行星齿轮顺时针转动,并使前、后太阳轮有逆时针转动的趋势,由于B2的作用,F1将防止前、后太阳轮逆时针转动,即前、后太阳轮不动。此时前行星排行星齿轮将带动前行星排行星齿轮架也顺时针转动,从输出轴输出动力。后行星排不参与动力的传递。

图3-25 D位二挡动力传递路线

3)D位三挡

如图3-26所示,D位三挡时,C0、C1、C2、B2、F0工作。C0和F0工作如前所述,直接将动力传给中间轴。C1、C2工作,将中间轴与前行星排的齿圈和太阳轮同时连接起来,前行星排成为刚性整体,动力直接传给前行星排行星齿轮架,从输出轴输出动力。此挡为直接挡。B2使得D2挡升到D3挡时只需让C2工作即可,同样D3挡降为D2挡时也只须让C2停止工作即可,这样相邻两挡升降参与工作的元件少,换挡方便,提高了操作的可靠性和平顺性。

图3-26 D位三挡动力传递路线

4)D位四挡

如图3-27所示,D位四挡时,C1、C2、B0、B2工作。B0工作,将超速行星排太阳轮固定。动力由输入轴输入,带动超速行星排行星齿轮架顺时针转动,并驱动行星齿轮及齿圈都顺时针转动,此时的传动比小于1。C1、C2工作使得前、后行星排的工作同D3挡,即处于直接挡。所以整个机构以超速挡传递动力。B2的作用同前所述。

图3-27 D位四挡动力传递路线

5)2位一挡

2位一挡的工作情况与D位一挡相同。

6)2位二挡

如图3-28所示,2位二挡时,C0、C1、B1、B2、F0、F1工作。动力传递路线与D位二挡时相同。区别只是由于B1的工作,2位二挡有发动机制动,而D位二挡没有。此挡为高速发动机制动挡。

图3-28 2位二挡动力传递路线

发动机制动是指利用发动机怠速时的较低转速以及变速器的较低挡位来使较快的车辆减速的功能。D位二挡时,如果驾驶员抬起加速踏板,发动机进入怠速工况,而汽车在原有的惯性作用下仍以较高的车速行驶。此时,驱动车轮将通过变速器的输出轴反向带动行星齿轮机构运转,各元件都将以相反的方向转动,即前、后太阳轮将有顺时针转动的趋势,F1不起作用,使得反传的动力不能到达发动机,无法利用发动机进行制动。而在2位二挡时,B1工作使得前、后太阳轮固定,既不能逆时针转动也不能顺时针转动,这样反传的动力就可以传到发动机,所以有发动机制动。

7)2位三挡

2位三挡的工作情况与D位三挡相同。

8)L位一挡

如图3-29所示,L位一挡时,C0、C1、B3、F0、F2工作。动力传递路线与D位一挡时相同,区别只是由于B3的工作,后行星排行星齿轮架固定,有发动机制动,原理同前所述。此挡为低速发动机制动挡。

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图3-29 L位一挡动力传递路线

9)L位二挡

L位二挡的工作情况与2位二挡相同。

10)R位

如图3-30所示,倒挡时,C0、C2、B3、F0工作。C0和F0工作如前所述,直接将动力传给中间轴。C2工作,将动力传给前、后行星排太阳轮。B3工作,将后行星排行星齿轮架固定,使得行星齿轮仅相当于一个惰轮。前、后行星排太阳轮顺时针转动驱动后行星排行星齿轮架逆时针转动,进而驱动后行星排齿圈也逆时针转动,从输出轴逆时针输出动力。

图3-30 R位动力传递路线

11)P位(驻车挡)

选挡杆置于P位时,一般自动变速器都是通过驻车锁止机构将变速器输出轴锁止实现驻车的。如图3-31所示,驻车锁止机构由输出轴外齿圈、锁止棘爪、锁止凸轮等组成。锁止棘爪与固定在变速器壳体上的枢轴相连。当选挡杆处于P位时,与选挡杆相连的手动阀通过锁止凸轮将锁止棘爪推向输出轴外齿圈,并嵌入齿中,使变速器输出轴与壳体相连而无法转动,如图3-31(b)所示。当选挡杆处于其他位置时,锁止凸轮退回,锁止棘爪在回位弹簧的作用下离开输出轴外齿圈,锁止撤销,如图3-31(a)所示。

图3-31 驻车锁止机构

2.01M型电控液力式自动变速器

01M是装备在捷达宝来轿车上的4挡电控液力式自动变速器,该变速器结构如图3-32所示,结构简图如图3-33所示。换挡执行元件功能见表3-3,各挡位换挡执行元件的工作情况见表3-4。

图3-32 01M型变速器结构

表3-3 换挡执行元件功能

表3-4 各挡位换挡执行元件的工作情况

图3-33 01M型变速器结构简图

各挡动力传递路线如下。

1)一挡

一挡时,离合器K1接合,单向离合器F工作。如图3-34所示,动力传递路线为:泵轮→涡轮→涡轮轴→离合器K1→小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮驱动齿圈。

图3-34 一挡动力传递路线

2)二挡

二挡时,离合器K1接合,制动器B2制动大太阳轮。如图3-35所示,动力传递路线为:泵轮→涡轮→涡轮轴→离合器K1→小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮围绕固定的大太阳轮转动并驱动齿圈。

图3-35 二挡动力传递路线

3)三挡

三挡时,离合器K1和K3接合,驱动小太阳轮和行星齿轮架,因而使行星齿轮机构锁止并一同转动。如图3-36所示,动力传递路线为:泵轮→涡轮→涡轮轴→离合器K1和K3→整个行星齿轮转动。

图3-36 三挡动力传递路线

4)四挡

四挡时,离合器K3接合,制动器B2工作,使行星齿轮架工作,并制动大太阳轮,如图3-37所示,动力传递路线为:泵轮→涡轮→涡轮轴→离合器K3→行星齿轮架→长行星齿轮围绕大太阳轮转动并驱动齿圈。

图3-37 四挡动力传递路线

5)R挡

换挡杆在“R”位置时,离合器K2接合,驱动大太阳轮;制动器B1工作,使行星齿轮架制动,如图3-38所示,动力传递路线为:泵轮→涡轮→涡轮轴→离合器K2→大太阳轮→长行星齿轮反向驱动齿圈。

图3-38 倒挡动力传递路线

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