变速箱基础知识...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知识变速箱基础知识一一 变速箱的基本概念变速箱的基本概念 现代汽车上广泛采用活塞式内燃发动机,由于发动机现代汽车上广泛采用活塞式内燃发动机,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化,因此在汽车传动系中,采用了能在相当大的范围内变化,因
2、此在汽车传动系中,采用了可以改变转速比和传动扭矩比的装置,即变速箱。可以改变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,它与发动机配变速箱是汽车底盘中的主要总成之一,它与发动机配合工作,使汽车具有良好的动力性能和经济性能。汽车变合工作,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化速箱可以扩大发动机传给驱动车轮上的转矩和转速的变化范围,以适应汽车在各种条件下行驶的需要。变速箱能在范围,以适应汽车在各种条件下行驶的需要。变速箱能在保持发动机转动方向不变的情况下,实现倒车;还能利用保持发动机转动方向不变的情况下,实现倒车;还能
3、利用空挡暂时地切断发动机与传动系统的动力传递,使发动机空挡暂时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。为提高驾驶操作的轻便性,减轻驾驶员的疲劳程度,工作。为提高驾驶操作的轻便性,减轻驾驶员的疲劳程度,提高汽车的动力性和经济型,人们在改变变速箱的结构和提高汽车的动力性和经济型,人们在改变变速箱的结构和换挡方式上作了很大的努力,目前已经广泛使用的自动变换挡方式上作了很大的努力,目前已经广泛使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、遍采用机械传动。机械传动的主要优点是结构汽车普遍采用机械传动。机械传动的主要优点是结构简单、制造容易、工作可靠、价廉、重量轻等。简单、制造容易、工作可靠、价廉、重量轻等。机械传动的主要缺点:机械传动的主要缺点:采用人力换挡,换挡时动力传递要中断。对于汽车,当行驶于交采用人力换挡,换挡时动力传递要中断。对于汽车,当行驶于交通复杂的情况下需要频繁换挡,驾驶员容易紧张、劳累。通复杂的情况下需要频繁换挡,驾驶员容易紧张、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使用寿命降低。及传动系零件的使用寿命降低。行驶阻力的
6、变化直接改变发动机的工况,为了充分利用发动机的行驶阻力的变化直接改变发动机的工况,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复杂,并增加功率,要求增加变速器的档位数,因而使变速箱的结构复杂,并增加了换挡次数。了换挡次数。每次换挡要使离合器分离、接合一次,在接合过程中离合器摩擦每次换挡要使离合器分离、接合一次,在接合过程中离合器摩擦片都要经历一次滑磨过程。对于频繁换挡的车辆,降低了离合器摩擦片都要经历一次滑磨过程。对于频繁换挡的车辆,降低了离合器摩擦片的使用寿命,缩短了更换周期,增加了停车维修时间,从而降低了片的使用寿命,缩短了更换周期,增加了停车维修时间,从而降低了生
7、产率。生产率。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动过程中的利用液体在主动元件和从动元件之间循环流动过程中的动能变化来传递动力。动液传动装置有液力耦合器和液动能变化来传递动力。
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,而不能改变力变矩器两种。液力耦合器只能传递扭矩,而不能改变扭矩的大小,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化范围还不足力变矩器的输出转矩与输入转矩的比值变化范围还不足以满足使用要求,所以一般在它的后面还需再串联一个以满足使用要求,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,汽车驾驶性能的好坏,除与汽车本身的结构有关外,还取决于正确的控制和操纵。自动变速箱通过系统的设还取决于正确的控制和操纵。自动变速箱通过系统的设计,使整车自动完成这些使用要求,以获得最佳的燃料计,使整车自动完成这些使用要求,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经济型和动力性,使得车辆行驶性能与驾驶员
10、的技术水平关系不大,因而特别适合非职业驾驶。例如,发动机平关系不大,因而特别适合非职业驾驶。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,其油耗率相差近一倍。此外,变速箱档位不同,相比,其油耗率相差近一倍。此外,变速箱档位不同,传动效率的高低也有所不同。因此,要让汽车在各种各传动效率的高低也有所不同。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最佳效率,对职业驾驶员而言也不是件容易的事。速箱的最佳效率,对职业驾驶员而言也不是件容易的事。但依靠自动变
11、速技术,按照预先设定的最佳规律变换档但依靠自动变速技术,按照预先设定的最佳规律变换档位就能实现。位就能实现。(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控制换挡,可车的乘坐舒适性。通过液体传动和微电脑控制换挡,可以消除或降低动力传动系统中的冲击和载荷。这对在地以消除或降低动力传动系统中的冲击和载荷。这对在地形复杂、路面恶劣的条件下作业的工程车辆、军用车辆形复杂、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。实验结果表明,在恶劣路面行驶时,自而言尤其重要。实验结果表明,在
12、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辆的速车辆的20%40%;原地起步时最大转矩的峰值只有;原地起步时最大转矩的峰值只有手动变速的手动变速的50%70%,且能大幅度延长发动机和传动,且能大幅度延长发动机和传动系统零部件的寿命。系统零部件的寿命。(3)高度的行车安全性)高度的行车安全性 在车辆行驶过程中,驾驶员必须根据道路、交通条在车辆行驶过程中,驾驶员必须根据道路、交通条件的变化,对车辆的行驶方向和速度进行改变和调节。件的变化,对车辆的行驶方向和速度进行改变和调节。以城市公交车为例,平均每分钟换挡以城市公交车为例
13、,平均每分钟换挡35次,而每次换次,而每次换挡需要手脚协同动作。正是由于这种连续不断的频繁操挡需要手脚协同动作。正是由于这种连续不断的频繁操作,使驾驶员的注意力被分散,而且容易产生疲劳,造作,使驾驶员的注意力被分散,而且容易产生疲劳,造成交通事故增加;或者较少换挡,以操控油门大小代替成交通事故增加;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劳强度。自动变速变速,即以牺牲燃油经济性来减轻疲劳强度。自动变速的车辆,取消了离合器踏板和变速操纵杆,只要控制油的车辆,取消了离合器踏板和变速操纵杆,只要控制油门踏板,就能自动变速,从而改善了驾驶员的劳动强度,门踏板,就能自动变速,从而
14、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。使行车事故率降低,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化合物的浓度较高。而自动变速箱可使发动机经常处于化合物的浓度较高。而自动变速箱可使发动机经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,从而降低了排气污染。工作,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、控制系统等几部分组成。供油系统、控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似。它利机的飞轮上,其作用与手动变速箱的离合器相似。它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递给自动变速箱的输入轴,并根据汽车行驶阻力的变化,给自动变速箱的输入轴,并根据汽车行驶阻力的变化,在一定范围内自动地、无级地改变传动比和转矩比,具在一定范围内自动地、无级地改变传动比和转矩比,具有一定的减速增距功能。有一定的
16、减速增距功能。齿轮变速器:齿轮变速器:自动变速箱中主要采用的是行星齿轮式变速机构,其自动变速箱中主要采用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。主要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。行星齿轮机构要由太阳轮、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,速比的改变通过以不同的元件作主动是实现变速的机构,速比的改变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。在速比改变的过程中,件和限制不同元件的动作而实现的。在速比改变
17、的过程中,整个行星齿轮组仍在运动,动力传递没有中断,因而实现整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。了动力换挡。换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动,改变动力传递的方向和速比,主或限制某个元件的运动,改变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。要由多片式离合器、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。自动换档控制程序:自动换档控制程序:自动换档控制程序能根据发动机的负荷和汽车的行自动换档控制程序能根据发动机的负荷和汽车的行驶速度,按照设定的换档规律,自动的接通或切断某些驶速度,按照设定的换档规律,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、换档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,以改变齿轮变速箱的传动比,从而制动器制动或释放,以改变齿轮变速箱的传动比,从而实现自动换档。实现自动换档。液压控制是由各种控制阀
19、及油路所组成,阀体和油液压控制是由各种控制阀及油路所组成,阀体和油路设置在一个板块内,称为阀体总成。不同型号的变速路设置在一个板块内,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,箱阀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。有的装置于侧面。在液压控制系统中,增加控制某些液压油路的电磁在液压控制系统中,增加控制某些液压油路的电磁阀,就组成了电子控制的换档控制系统,若这些电磁阀阀,就组成了电子控制的换档控制系统,若这些电磁阀是由电子计算机控制的,则成为电子控制的换档系统。是由电子计算机控制的,则成为电子控制的换档系统。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齿轮,提供不同的速比,从而驱动车辆并达到所需滑动齿轮,提供不同的速比,从而驱动车辆并达到所需的运行速度。的运行速度。艾里逊自动变速箱的结构略比手动变速箱复杂,但艾里逊自动变速箱的结构略比手动变速箱复杂,但其功能却大大的提高。艾里逊所有型号的自动变速箱都其功能却大大的提高。艾里逊所有型号的自动变速箱都采用高效率、高可靠性的液力变扭器和行星齿轮结构,采用高效率、高
21、可靠性的液力变扭器和行星齿轮结构,这一设计在过去的这一设计在过去的45年里,经受了世界各地的重载工况年里,经受了世界各地的重载工况的考验,并仍在不断改进。的考验,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,从泵轮通机械机构中,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。在涡轮与过导轮传递到涡轮,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,泵轮之间有转速差时,油液通过变扭器内部结构的引导,可将泵轮传递来的
22、能量更充分的传送到涡轮上,使涡轮可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。泵轮与涡的扭矩增大,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,当车辆刚轮的转速差越大,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提供增加起步或车辆负载增加时,艾里逊自动变速箱可提供增加扭矩的功能。扭矩的功能。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直接机械连转速差接近零时,闭锁离合器接合使其成为直接机械连接,达到最大传动效率。接
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