变速箱基础知识..优秀PPT.ppt
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1、一、变速箱的基本概念二、变速箱的分类三、液力自动变速箱的优点四、液力变速箱的组成五、艾里逊变速箱优势分析六、现阶段国内变速箱市场上的品牌现阶段国内变速箱市场上的品牌变速箱基础学问变速箱基础学问一一 变速箱的基本概念变速箱的基本概念 现代汽车上广泛接受活塞式内燃发动机,由于发动机现代汽车上广泛接受活塞式内燃发动机,由于发动机的转矩变换范围较小,不能适应汽车在各种道路条件下行的转矩变换范围较小,不能适应汽车在各种道路条件下行驶的要求,车辆行驶过程中常常要求汽车的牵引力和车速驶的要求,车辆行驶过程中常常要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变更,因此在汽车传动系中,接受了能在相当大的范围内变更,因
2、此在汽车传动系中,接受了可以变更转速比和传动扭矩比的装置,即变速箱。可以变更转速比和传动扭矩比的装置,即变速箱。变速箱是汽车底盘中的主要总成之一,它与发动机协变速箱是汽车底盘中的主要总成之一,它与发动机协作工作,使汽车具有良好的动力性能和经济性能。汽车变作工作,使汽车具有良好的动力性能和经济性能。汽车变速箱可以扩大发动机传给驱动车轮上的转矩和转速的变更速箱可以扩大发动机传给驱动车轮上的转矩和转速的变更范围,以适应汽车在各种条件下行驶的须要。变速箱能在范围,以适应汽车在各种条件下行驶的须要。变速箱能在保持发动机转动方向不变的状况下,实现倒车;还能利用保持发动机转动方向不变的状况下,实现倒车;还能
3、利用空挡短暂地切断发动机与传动系统的动力传递,使发动机空挡短暂地切断发动机与传动系统的动力传递,使发动机处于怠速运转状态。处于怠速运转状态。正确地操纵变速箱是驾驶员的一项重要技能和繁重的正确地操纵变速箱是驾驶员的一项重要技能和繁重的工作。为提高驾驶操作的灵活性,减轻驾驶员的疲惫程度,工作。为提高驾驶操作的灵活性,减轻驾驶员的疲惫程度,提高汽车的动力性和经济型,人们在变更变速箱的结构和提高汽车的动力性和经济型,人们在变更变速箱的结构和换挡方式上作了很大的努力,目前已经广泛运用的自动变换挡方式上作了很大的努力,目前已经广泛运用的自动变速箱便是杰出的代表。速箱便是杰出的代表。汽车的传动是指发动机发出
4、的功力传递给驱动车轮,汽车的传动是指发动机发出的功力传递给驱动车轮,并保证车辆在运行或作业过程中具有良好的动力性、经济并保证车辆在运行或作业过程中具有良好的动力性、经济型和舒适性。型和舒适性。按变速箱的结构和传动介质分,汽车变速箱有机械式、按变速箱的结构和传动介质分,汽车变速箱有机械式、液力机械式等。液力机械式等。56781、离合器、离合器 2、变速箱、变速箱 3、万向节、万向节 4、驱动桥、驱动桥 5、差速器、差速器 6、半轴、半轴 7、主减速器、主减速器 8、传动轴、传动轴机械式传动系一般组成及布置示意图机械式传动系一般组成及布置示意图二二 变速箱的分类变速箱的分类机械传动机械传动 汽车普
5、遍接受机械传动。机械传动的主要优点是结构汽车普遍接受机械传动。机械传动的主要优点是结构简洁、制造简洁、工作牢靠、价廉、重量轻等。简洁、制造简洁、工作牢靠、价廉、重量轻等。机械传动的主要缺点:机械传动的主要缺点:接受人力换挡,换挡时动力传递要中断。对于汽车,当行驶于交通困接受人力换挡,换挡时动力传递要中断。对于汽车,当行驶于交通困难的状况下须要频繁换挡,驾驶员简洁惊惶、劳累。难的状况下须要频繁换挡,驾驶员简洁惊惶、劳累。由于传动系统会受到附件的冲击力,所以动载荷大,使得发动机及传由于传动系统会受到附件的冲击力,所以动载荷大,使得发动机及传动系零件的运用寿命降低。动系零件的运用寿命降低。行驶阻力的
6、变更干脆变更发动机的工况,为了充分利用发动机的功率,行驶阻力的变更干脆变更发动机的工况,为了充分利用发动机的功率,要求增加变速器的档位数,因而使变速箱的结构困难,并增加了换挡要求增加变速器的档位数,因而使变速箱的结构困难,并增加了换挡次数。次数。每次换挡要使离合器分别、接合一次,在接合过程中离合器摩擦片都每次换挡要使离合器分别、接合一次,在接合过程中离合器摩擦片都要经验一次滑磨过程。对于频繁换挡的车辆,降低了离合器摩擦片的要经验一次滑磨过程。对于频繁换挡的车辆,降低了离合器摩擦片的运用寿命,缩短了更换周期,增加了停车修理时间,从而降低了生产运用寿命,缩短了更换周期,增加了停车修理时间,从而降低
7、了生产率。率。典型的液力机械传动示意图典型的液力机械传动示意图1、液力变矩器、液力变矩器 2、自动变速箱、自动变速箱 3、万向传动、万向传动 4、驱动桥、驱动桥 5、主减速器、主减速器 6、传动轴、传动轴 液力机械传动的工作原理液力机械传动的工作原理 液力机械传动是液力传动和机械传动的组合。在液力机械传动是液力传动和机械传动的组合。在这里,液力传动单指动液传动,即以液体作为传动介质,这里,液力传动单指动液传动,即以液体作为传动介质,利用液体在主动元件和从动元件之间循环流淌过程中的利用液体在主动元件和从动元件之间循环流淌过程中的动能变更来传递动力。动液传动装置有液力耦合器和液动能变更来传递动力。
8、动液传动装置有液力耦合器和液力变矩器两种。液力耦合器只能传递扭矩,而不能变更力变矩器两种。液力耦合器只能传递扭矩,而不能变更扭矩的大小,可以代替离合器的部分功能。液力变矩器扭矩的大小,可以代替离合器的部分功能。液力变矩器除了具有液力耦合器的全部功能外还能实现转矩增益。除了具有液力耦合器的全部功能外还能实现转矩增益。因此,目前它的应用比液力耦合器广泛得多。但是,液因此,目前它的应用比液力耦合器广泛得多。但是,液力变矩器的输出转矩与输入转矩的比值变更范围还不足力变矩器的输出转矩与输入转矩的比值变更范围还不足以满足运用要求,所以一般在它的后面还需再串联一个以满足运用要求,所以一般在它的后面还需再串联
9、一个有级式机械变速器而组成液力机械变速箱以取代机械式有级式机械变速器而组成液力机械变速箱以取代机械式传动系中的离合器和变速器。传动系中的离合器和变速器。三三 自动变速箱的优点自动变速箱的优点(1)优异的经济性能)优异的经济性能 汽车驾驶性能的好坏,除与汽车本身的结构有关外,还汽车驾驶性能的好坏,除与汽车本身的结构有关外,还取决于正确的限制和操纵。自动变速箱通过系统的设计,取决于正确的限制和操纵。自动变速箱通过系统的设计,使整车自动完成这些运用要求,以获得最佳的燃料经济使整车自动完成这些运用要求,以获得最佳的燃料经济型和动力性,使得车辆行驶性能与驾驶员的技术水平关型和动力性,使得车辆行驶性能与驾
10、驶员的技术水平关系不大,因而特殊适合非职业驾驶。例如,发动机处于系不大,因而特殊适合非职业驾驶。例如,发动机处于非经济转速区域内运转与处于经济转速区域内运转相比,非经济转速区域内运转与处于经济转速区域内运转相比,其油耗率相差近一倍。此外,变速箱档位不同,传动效其油耗率相差近一倍。此外,变速箱档位不同,传动效率的凹凸也有所不同。因此,要让汽车在各种各样的负率的凹凸也有所不同。因此,要让汽车在各种各样的负载或路况下都能同时兼顾发动机的最低油耗和变速箱的载或路况下都能同时兼顾发动机的最低油耗和变速箱的最佳效率,对职业驾驶员而言也不是件简洁的事。但依最佳效率,对职业驾驶员而言也不是件简洁的事。但依靠自
11、动变速技术,依据预先设定的最佳规律变换档位就靠自动变速技术,依据预先设定的最佳规律变换档位就能实现。能实现。(2)良好的驾驶性能)良好的驾驶性能 自动变速箱的档位变换不但快而且平稳,提高了汽车的自动变速箱的档位变换不但快而且平稳,提高了汽车的乘坐舒适性。通过液体传动和微电脑限制换挡,可以消乘坐舒适性。通过液体传动和微电脑限制换挡,可以消退或降低动力传动系统中的冲击和载荷。这对在地形困退或降低动力传动系统中的冲击和载荷。这对在地形困难、路面恶劣的条件下作业的工程车辆、军用车辆而言难、路面恶劣的条件下作业的工程车辆、军用车辆而言尤其重要。试验结果表明,在恶劣路面行驶时,自动变尤其重要。试验结果表明
12、,在恶劣路面行驶时,自动变速的车辆传动轴上最大动载转矩的峰值只有手动变速车速的车辆传动轴上最大动载转矩的峰值只有手动变速车辆的辆的20%40%;原地起步时最大转矩的峰值只有手动;原地起步时最大转矩的峰值只有手动变速的变速的50%70%,且能大幅度延长发动机和传动系统,且能大幅度延长发动机和传动系统零部件的寿命。零部件的寿命。(3)高度的行车平安性)高度的行车平安性 在车辆行驶过程中,驾驶员必需依据道路、交通条件的在车辆行驶过程中,驾驶员必需依据道路、交通条件的变更,对车辆的行驶方向和速度进行变更和调整。以城变更,对车辆的行驶方向和速度进行变更和调整。以城市公交车为例,平均每分钟换挡市公交车为例
13、,平均每分钟换挡35次,而每次换挡须次,而每次换挡须要手脚协同动作。正是由于这种连绵不断的频繁操作,要手脚协同动作。正是由于这种连绵不断的频繁操作,使驾驶员的留意力被分散,而且简洁产生疲惫,造成交使驾驶员的留意力被分散,而且简洁产生疲惫,造成交通事故增加;或者较少换挡,以操控油门大小代替变速,通事故增加;或者较少换挡,以操控油门大小代替变速,即以牺牲燃油经济性来减轻疲惫强度。自动变速的车辆,即以牺牲燃油经济性来减轻疲惫强度。自动变速的车辆,取消了离合器踏板和变速操纵杆,只要限制油门踏板,取消了离合器踏板和变速操纵杆,只要限制油门踏板,就能自动变速,从而改善了驾驶员的劳动强度,使行车就能自动变速
14、,从而改善了驾驶员的劳动强度,使行车事故率降低,提高了平均车速。事故率降低,提高了平均车速。(4)低污染的废气排放)低污染的废气排放 发动机在怠速和高速运转时,排放的废气中发动机在怠速和高速运转时,排放的废气中CO或或CH化合化合物的浓度较高。而自动变速箱可使发动机常常处于经济物的浓度较高。而自动变速箱可使发动机常常处于经济转速区域内,也就是在较小污染排放的转速范围内工作,转速区域内,也就是在较小污染排放的转速范围内工作,从而降低了排气污染。从而降低了排气污染。四四 液力自动变速箱的组成液力自动变速箱的组成 液力自动变速箱主要由液力变矩器、齿轮变速器、液压液力自动变速箱主要由液力变矩器、齿轮变
15、速器、液压供油系统、限制系统等几部分组成。供油系统、限制系统等几部分组成。液力变矩器:液力变矩器:液力变矩器位于自动变速箱的最前端,安装在发动机的液力变矩器位于自动变速箱的最前端,安装在发动机的飞轮上,其作用与手动变速箱的离合器相像。它利用油飞轮上,其作用与手动变速箱的离合器相像。它利用油液循环流淌过程中动能的变更将发动机的动力传递给自液循环流淌过程中动能的变更将发动机的动力传递给自动变速箱的输入轴,并依据汽车行驶阻力的变更,在确动变速箱的输入轴,并依据汽车行驶阻力的变更,在确定范围内自动地、无级地变更传动比和转矩比,具有确定范围内自动地、无级地变更传动比和转矩比,具有确定的减速增距功能。定的
16、减速增距功能。齿轮变速器:齿轮变速器:自动变速箱中主要接受的是行星齿轮式变速机构,其主要自动变速箱中主要接受的是行星齿轮式变速机构,其主要包括行星齿轮机构和换挡执行机构两部分。包括行星齿轮机构和换挡执行机构两部分。行星齿轮机构是自动变速箱的重要组成部分之一,主要由行星齿轮机构是自动变速箱的重要组成部分之一,主要由太阳轮、齿圈、行星架和行星轮组成。行星齿轮机构是实太阳轮、齿圈、行星架和行星轮组成。行星齿轮机构是实现变速的机构,速比的变更通过以不同的元件作主动件和现变速的机构,速比的变更通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的动作而实现的。在速比变更的过程中,整限制不同元件的动作而实现的。在速比变
17、更的过程中,整个行星齿轮组仍在运动,动力传递没有中断,因而实现了个行星齿轮组仍在运动,动力传递没有中断,因而实现了动力换挡。动力换挡。换挡执行机构主要是用来变更行星齿轮中的主动元件或限换挡执行机构主要是用来变更行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动,变更动力传递的方向和速比,主要由制某个元件的运动,变更动力传递的方向和速比,主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。液压供油系统:液压供油系统:自动变速箱的供油系统主要由油泵、滤清器、调压自动变速箱的供油系统主要由油泵、滤清器、调压阀及供油管道组成。油泵是自动变速箱最重要的组成之阀及供油管道组
18、成。油泵是自动变速箱最重要的组成之一,它通常安装在变扭器的后方,由变扭器的泵轮驱动。一,它通常安装在变扭器的后方,由变扭器的泵轮驱动。自动换档限制程序:自动换档限制程序:自动换档限制程序能依据发动机的负荷和汽车的行驶速自动换档限制程序能依据发动机的负荷和汽车的行驶速度,依据设定的换档规律,自动的接通或切断某些换档度,依据设定的换档规律,自动的接通或切断某些换档离合器和制动器的供油油路,使离合器接合或分开、制离合器和制动器的供油油路,使离合器接合或分开、制动器制动或释放,以变更齿轮变速箱的传动比,从而实动器制动或释放,以变更齿轮变速箱的传动比,从而实现自动换档。现自动换档。液压限制是由各种限制阀
19、及油路所组成,阀体和油路设液压限制是由各种限制阀及油路所组成,阀体和油路设置在一个板块内,称为阀体总成。不同型号的变速箱阀置在一个板块内,称为阀体总成。不同型号的变速箱阀体总成的安装位置也有所不同,有的装置于下部,有的体总成的安装位置也有所不同,有的装置于下部,有的装置于侧面。装置于侧面。在液压限制系统中,增加限制某些液压油路的电磁阀,在液压限制系统中,增加限制某些液压油路的电磁阀,就组成了电子限制的换档限制系统,若这些电磁阀是由就组成了电子限制的换档限制系统,若这些电磁阀是由电子计算机限制的,则成为电子限制的换档系统。电子计算机限制的,则成为电子限制的换档系统。五五 艾里逊自动变速箱的技术优
20、势艾里逊自动变速箱的技术优势 设计特点:设计特点:手动变速箱是通过离合器摩擦片的机械式接合将发动机手动变速箱是通过离合器摩擦片的机械式接合将发动机的动力传递到传动轴上,并通过啮合不同传动比的滑动的动力传递到传动轴上,并通过啮合不同传动比的滑动齿轮,供应不同的速比,从而驱动车辆并达到所需的运齿轮,供应不同的速比,从而驱动车辆并达到所需的运行速度。行速度。艾里逊自动变速箱的结构略比手动变速箱困难,但其功艾里逊自动变速箱的结构略比手动变速箱困难,但其功能却大大的提高。艾里逊全部型号的自动变速箱都接受能却大大的提高。艾里逊全部型号的自动变速箱都接受高效率、高牢靠性的液力变扭器和行星齿轮结构,这一高效率
21、、高牢靠性的液力变扭器和行星齿轮结构,这一设计在过去的设计在过去的45年里,经受了世界各地的重载工况的考年里,经受了世界各地的重载工况的考验,并仍在不断改进。验,并仍在不断改进。基本原理概述基本原理概述:发动机的动力首先传递到液力变扭器,在这个三元机械发动机的动力首先传递到液力变扭器,在这个三元机械机构中,动力(扭矩)以油液作为介质,从泵轮通过导机构中,动力(扭矩)以油液作为介质,从泵轮通过导轮传递到涡轮,再传递到变速箱的主轴。在涡轮与泵轮轮传递到涡轮,再传递到变速箱的主轴。在涡轮与泵轮之间有转速差时,油液通过变扭器内部结构的引导,可之间有转速差时,油液通过变扭器内部结构的引导,可将泵轮传递来
22、的能量更充分的传送到涡轮上,使涡轮的将泵轮传递来的能量更充分的传送到涡轮上,使涡轮的扭矩增大,这就是液力变扭器的增扭作用。泵轮与涡轮扭矩增大,这就是液力变扭器的增扭作用。泵轮与涡轮的转速差越大,这个作用就越明显。因此,当车辆刚起的转速差越大,这个作用就越明显。因此,当车辆刚起步或车辆负载增加时,艾里逊自动变速箱可供应增加扭步或车辆负载增加时,艾里逊自动变速箱可供应增加扭矩的功能。矩的功能。液力变扭器中还设有闭锁离合器,即泵轮与涡轮的转速液力变扭器中还设有闭锁离合器,即泵轮与涡轮的转速差接近零时,闭锁离合器接合使其成为干脆机械连接,差接近零时,闭锁离合器接合使其成为干脆机械连接,达到最大传动效率
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