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自动变速器液力变矩器的原理与发展

发布时间:2019-07-28 09:04
1. 液力变矩器的原理
在汽车中广泛使用的三组件集成扭矩转换器,它通过工作腔与三个力矩的油液相连接,在油轮机的导油传动轴中形成一个自动的动能,即在涡轮的导油轮和涡轮的导油传动轮之间转换成一个称为导油轮的方向,因此涡轮的导油轮就被称为导油轮,而输入的机械能转换成行星传动油的能量,使得涡轮的动力力矩增大,其作用与
1.1液压扭矩转换的作用
1自动无级转矩变换和换档。随着车辆的负载转矩增加,变矩器的涡轮转矩可以自动增加,并且涡轮转速自动降低;当负载转矩减小时,涡轮转矩自动降低,同时涡轮转速自动增加。
自动离合器。液力变矩器通过将发动机的扭矩传递或不传递给行星齿轮传动,可以起到自动离合器的作用,从而省去了传统的自动变速器在汽车上使用的螺旋弹簧或膜片弹簧离合器,大大降低了汽车的摩擦阻力。艾弗的负担。
3减振隔离。由于液力变矩器是通过液压动作进行耦合传动的装置,主、从部件之间没有直接的机械传动关系,因此可以通过自动传动油的阻尼作用来降低发动机的扭矩。将这种扭转振动传递给底盘传动系统是孤立的,从而提高了汽车发动机和底盘传动系统的使用寿命。
使发动机平稳旋转。由于填充有自动变速器油的液力变矩器具有较大的旋转质量,因此可以起到传统飞轮的作用,使发动机平稳旋转,从而在配备有自动变速器的汽车中取消发动机飞轮。为了实现扭矩传递,在发动机曲轴和液力变矩器之间仅安装柔性连接板或驱动端盖。
5过载保护。当汽车的行驶状态突然改变并发生过载时,变矩器可用于保护发动机。
_发动机制动。当汽车在一个很长的下坡坡上行驶时,可以通过液力变矩器的耦合传动和发动机的泵气损失来制动。
2.液力弯矩转换器和液力耦合器的增矩效果
2.1液力变矩器的增矩效果
当泵轮在变矩器中快速移动时,涡轮机受到负载和驱动阻力的限制,并且在泵轮和涡轮机之间产生速度差。该速度差存在于整个扭矩区域中。转速的这种差异产生剩余能量。也就是说,由于泵轮的转数比涡轮的转数快,因此除了驱动涡轮机之外,从泵轮流到涡轮机的油仍然具有剩余的能量的一部分,是剩余能量。泵叶轮和涡轮之间的转数差越大,剩余能量越大。流体联轴器中的这种剩余能量变成对曲轴旋转的阻力,并最终转换成浪费的热量。
(2)液力变矩器不同。泵轮与涡轮转速差越大,残余能量越大,油流速度越快,流动角越大。当转速差较大时,涡轮机油靠着导轮的前部流动。由于单向离合器的锁止作用,导向轮不能向左转动。这样,流经导轮的油改变了流动方向,直接作用在泵叶片的背面,因此油的剩余能量增加了泵轮的扭矩。残余能量越大,增大力矩的效果越好。
只有当泵轮数量高于涡旋数量时才能产生剩余能量,提高扭矩,在涡轮制动(失速点和起动点)中,力矩比达到最大,油由泵转向涡轮,然后通过导轮改变方向,再回到泵轮,油流在泵轮和机油循环之间才能形成力矩变化。
随着涡轮旋转次数的增加,转矩转换率呈线性减小。经过临界点后,涡轮和泵轮的旋转次数相等,除驱动涡轮外,泵轮的油没有剩余能量,油流角也变小,涡轮返回的油冲到导向轮的后部。由于单向离合器只负责锁定左转,而不是锁定右转,当油冲击固定在单向离合器的导轮背面时,导轮开始转动,而导轮开始转动的时间称为临界点。临界点之前是变矩条件,临界点之后是耦合条件。
变矩器的变矩器比率随着涡轮转速的增加而减小,并随着涡轮转速的减小而增大。也就是说,它随着行驶阻力矩的增加而增加,并且可以根据低速区域中的行驶阻力自动地改变力矩。随着涡轮机的转数增加,变矩器的传动效率增加。耦合条件仅在泵轮和涡轮速度相对接近时才可用。联轴器条件仅适用于汽车的高速行驶,低速时无耦合条件。作为扭矩增加装置的导轮在扭矩改变状态期间保持静止,并且在联接操作之后开始旋转。如果导向轮在瞬时状态下旋转,则表示发生了单向离合器滑动。在耦合条件下必须旋转导轮。如果它不旋转,则表示单向离合器发生卡死故障。
 
2.2液力偶合器的增力作用
液压联轴器中只有泵轮和涡轮机,低速驱动时需要增加导轮以改变产油方向,液压机在启动时也有明显的扭矩和启动条件,在运行过程中,液压机的液压油液永远不会被转移到涡轮上,然后涡轮返回到泵轮上,油液改变了转动方向,而轮的转动方向正好相反。
3.自动变速器的发展
目前,汽车自动变速器可分为三大类:一是由液力变矩器、行星齿轮机构和电液控制系统组成的液压自动变速器;二是由传统的固定轴变速箱、干式离合器和相应的电液控制系统组成的电控机械自动变速器;二是无级变速器。
 
3.1 液力自动变速器
液压自动变速器的基本形式是变矩器与动力换档旋转轴式机械变速器串联连接。该自动变速器的主要优点是[1]:变矩器的自动适应性使其具有无级连续换档和扭矩变换能力,并具有自动调节和对外部负载的适应性,从根本上简化了操作;液体传动本身具有一定的阻尼性能,可有效降低传动系的峰值负荷和扭转振动,延长传动系的使用寿命;汽车平稳启动,加速快速,均匀,柔和;提高乘坐舒适性和驾驶安全性。车辆的通过是好的。
 
3.2电控机械式自动变速器
这是一种由普通齿轮机械传动组成的机械自动传动装置。机械自动变速器是在普通固定轴齿轮传动的基础上,由控制器通过选择、换档、离合器控制和发动机油门控制实现自动变速器。基本的控制思想是:根据汽车的运行状况、道路状况和驾驶员的意图,根据预先制定的换挡规律、离合器关节规律、发动机油门变化规律,以最佳的阻挡位置、离合器运动控制和发动机节流运动控制来判断传动,实现发动机、离合器和传动的联合操作。由于机械自动变速器的非功率移位,传动输出扭矩和转速变化较大,影响较大,以及移位时的功率中断,必须改进。提出了一种扭矩辅助机械自动变速器和双离合器机械自动变速器。前者通过辅助齿轮机构实现,使齿轮附近传动的扭矩传递由两个独立的离合器控制,使功率不被中断。
 
3.3 机械无级变速器
上述两种自动变速器为无级或分段无级自动变速器。带式无级变速器利用多个薄钢件穿的钢环改变不同半径下的速度比,以实现无级变速器的无级变速器。它克服了前两种自动变速器的固有缺点,如齿轮传动比不连续、零件数量过多等,具有传动比连续、传动功率稳定、操作方便等特点,实现了无级变速。由于无级变速器是一种摩擦传动,效率低,传动链制造技术难度大,加工精度高,材料要求高,维护难度大。
 
3.4变矩器+ AMT自动变速箱
将液力变矩器(TC)与固定轴机械齿轮传动(AMT)相结合,形成了一种新型的自动传动系统,即TC+AMT。TC与AMT协同工作,不仅具有AT的优点,大大提高了军用车辆的通过性和越野操纵方便性,而且具有成本低、制造方便的特点。在保证汽车动力性、燃油经济性和操作方便的基础上,合理匹配发动机、液力变矩器和机械式自动变速器,找到最佳工作点,达到最佳的综合效果。它不仅越野性好,交通便利,操作方便,而且对乘坐舒适性有影响。最低程度,乘坐舒适性好。它是一种具有良好发展前景的自动变速器,世界各国都在致力于此项技术的研究与开发。
 
3.5带有锁定和滑动的自动ttc+amt变速器
液力变矩器具有起动稳定、减振、通过性好、乘坐舒适性好等优点,但最大的缺点是效率低。为了提高液力变矩器的传动效率,采用了锁紧滑移技术。它是指在液力变矩器的泵轮和涡轮之间安装一个可控离合器。当车辆的驱动状态达到设定目标时,控制离合器将按照设定的目标速度差(即滑移控制)驱动泵轮和涡轮,或将其锁定为一个(即锁定控制),液力变矩器将变成半刚性或刚性变速箱,这一方面提高了传动效率[4]。锁紧后,液力变矩器的高速比时效率降低,理论上锁定效率为1,大大提高了液力变矩器的高速效率。另一方面,在液力传动向机械传动的转换过程中,由于采用滑移控制,不仅扩大了液力变矩器的高效范围,而且使传动系统从液力传动平稳过渡到闭锁后的刚性传动,特别是在闭锁开始和低速锁定阶段,可以吸收锁定引起的一些振动和冲击,并根据滑锁控制规律,使涡轮转速逐步接近泵轮,大大减小了冲击和振动,提高了平顺性。
 
4.具有锁定和滑动控制的变矩器的结构特性
4.1液力变矩器结构方案分析
该液压变流器具有锁定控制和滑移控制的原理相同,结构不同。在液压传动中,在分离离合器后,AMT自动传动输入轴的惯性由涡轮的惯性、锁定离合器、涡轮法兰和涡轮轴组成。此时原车的转动惯量只是原干式离合器和传动轴的转动惯量,新系统的转动惯量是原车的四倍。这将延长换档时同步器的啮合时间,极大地影响换档质量的提高。
在液压传动中,AMT自动变速器输入轴的转动惯量由换档离合器的从动件、涡轮轴和样条轴组成。该装置与手动装置相比,大大降低了转动惯量,降低了同步器的啮合惯量,不仅有利于AMT换档,具有运行稳定、寿命长的特点,而且有利于提高换档质量,更巧妙地将锁紧离合器布置在汽轮机的同侧,使结构紧凑。
 
4.2控制堵塞和滑移
4.2.1锁定和滑动控制系统的液压原理
实现锁滑控制的电源是液压控制系统根据锁滑控制系统的工作原理和要求提供的系统压力。当采用液压传动、由滑动控制的半刚性传动或由锁定控制的刚性传动时,完全由系统油压的压差(p1-p2)p1和由每个电磁阀控制的p2决定。
4.2.2锁定和滑移电子控制系统
根据动态三参数控制理论,在保证TC + AMT自动变速器换档质量的前提下,根据在线采集的数据,监控车辆行驶状态,实现锁定和滑动。特定的控制程序和指定的换档规则。精确控制。凭借良好的TC + AMT自动变速箱硬件,具有锁定和滑动控制,先进的控制技术是确保其卓越性能的根本保证。总之,液力变矩器的研究是提高自动变速器技术的重要环节。
 
结论
发动机起动后,曲轴带动泵轮转动。旋转产生的离心力使泵轮叶片之间的工作液沿叶片从内边缘向外边缘喷出。这部分工作流体不仅具有随泵轮旋转的圆周方向的部分速度,还具有冲向涡轮的轴向部分速度。它的作用是转换发动机的动能。对于工作流体动能,工作流体撞击涡轮叶片,驱动涡轮和泵轮同向旋转,将动力传递到机械传动的输入轴,完成工作流体动能向机械能的转换;引导采用单向离合器,引导工作液的流动,增加涡轮的扭矩。此外,在液力变矩器涡轮的前端还安装了锁定离合器。在液压自动控制系统的控制下,锁止离合器能适时切换,在高速状态下将泵轮和涡轮锁在一起,实现动力的直接传递,提高传动效率。系统。当它降低时,锁止离合器分离以增加扭矩。
 
[参考文献]
1.葛安林“自动传动理论与设计”机械工业出版社2003年版
2.王景刚自动变速器理论高等教育出版社。2000版
3.马文星“液压传动在汽车中的应用”汽车技术2003(2)版
4.“《汽车自动变速器》机械工业出版社1999(1)版
5.Zhujingchang《流体电压变压器的设计与计算》国防工业出版社2000版
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