拉维萘尔赫式行星齿轮变速器的结构与工作原理.docx

拉维萘尔赫式行星齿轮变速器的结构与工作原理 作者： admin 来源：本站整理 发布时间： 2008-4-19 19:44:55 减小字体 增大字体 在拉维萘尔赫式行星齿轮机构中设置了二个离合器、二个制动器和一个单向离合器，共有五个 换档执行元件，即可使之成为一个具有三个前进档和一个倒档的三速行星齿轮变速器。采用这种变 速器的有福特公司生产的ＦＯＲＤ ＦＭＸ自动变速器等。 前太阳轮、 长行星轮、 行星架和齿圈组成一个单行星轮式行星排， 也称为前行星排； 后太阳轮、 短行星轮、长行星轮、行星架和齿圈组成一个双行星轮式行星排，也称后行星排。在五个换档执行 元件中，离合器 C１ 用于连接输入轴和后太阳轮，它在所有前进档中都处于接合状态，故称为前进离合器。 而离合器 C２ 用于连接输入轴和前太阳轮，它在倒档和三档（直接档）时接合，故称为倒档及直接档离合器。 制动器Ｂ １ 用于固定前太阳轮，它在二档时工作，故称为二档制动器。制动器Ｂ ２ 用于固定行星架，它在倒档或 自动变速器选档杆位于前进低档时工作，故称为低、倒档制动器。单向离合器Ｆ １在逆时针方向对行星架有锁 止作用，它只在一档时工作，故称为一档单向离合器。各换档执行元件在不同档位的工作情况见下表。下面分 析拉维萘尔赫式三速行星齿轮变速器各档的动力传递路线和传动比。 拉维萘尔赫式三速行星齿轮变速器换档执 行元件工件规律 选档杆位置 档位 换档执行元件 C1 C2 B1 B 2 F1 1 档 ○ D ○ ○ 2 档 ○ ○ 3 档 ○ R 倒档 ○ ○ S、L 或 2、1 1 档 ○ ○ 2 档 ○ ○ 注：○ -接合、制动或锁止 1）一档 当选档杆位于前进档（Ｄ）位置而行星齿轮变速器处于一档时，前进离合器 C１ 接合，输入轴经 前进离合器 C１ 和后太阳轮连接，使后太阳轮朝顺时针方向转动，并通过短行星轮和长行星轮带动齿圈朝顺时 针方向旋转。由于齿圈通过输出轴和驱动轮连接，在汽车起步或一档行驶时 ,转速很低，长行星轮在带动齿圈 朝顺时针方向转动的同时，对行星架产生一个朝逆时针方向的力矩，而行星架在一档单向离合器Ｆ １逆时针方 向的锁止作用下固定不动，从而使发动机动力经输入轴、后太阳轮、短行星轮、长行星轮传给齿圈和输出轴。 设齿圈与前后太阳轮的齿数之比分别为 α１ 和 α２ 。由于此时行星架固定不动，后排根据双行星齿轮运动特性方 程 : n1 - α ２ n2 -(1- α ２)n 3=0 由于 n3 =0 因此拉维尔赫式三速行星齿轮变速器一档的传动比为 : i １ =α ２ 当汽车滑行、输出轴反向驱动行星齿轮变速器时，齿圈通过长行星轮对行星架产生一个顺时针 方向的力矩，而１档单向离合器Ｆ １不能防止行星架的顺转，脱离锁止状态，使行星架朝顺时针方 向自由转动，行星齿轮机构因此失去传递动力的能力，无法利用发动机制动。 为了使一档能利用发动机制动作用，可将选档杆拨入前进低档（Ｓ、Ｌ或２、１）位置。这样 在一档时，前进离合器Ｃ １和低、倒档制动器Ｂ ２同时工作，行星架由低、倒档制动器Ｂ ２ 固定，此 时动力传递路线及传动比和前述一档时完全相同，而且无论汽车加速或滑行，行星架都固定不动， 在汽车下坡或滑行时，驱动轮可以通过行星齿轮变速器反向带动发动机运转，利用发动机怠速运转 阻力实现发动机制动作用。 2） 二档 二档时，前进离合器Ｃ １和二档制动器Ｂ １一起工作。发动机动力经输入轴和前进离合器Ｃ １ 传 至后太阳轮，使后太阳轮朝顺时针方向转动，并通过短行星轮带动长行星轮朝顺时针方向转动。由 于前太阳轮被二档制动器Ｂ １固定，因此长行星轮在做顺时针自转时，还将朝顺时针方向作公转， 从而带动齿圈和输出轴以较快转速朝顺时针方向转动。此时发动机动力是由后太阳轮经短行星轮、 长行星轮传至前行星排，再由前行星排传至齿圈和输出轴。根据运动特性方程 : 前排： n1-α1n2 -(1+ α1)n 3=0 后排： n ２ n ２ )n 3=0 1 -α 2-(1- α 由于 : n 1=0 拉维萘尔赫式三速行星齿轮变速器二档的传动比为： i ２ =( α １ +α ２ )/(1+ α １ ) 根据分析， 拉维萘尔赫式三速行星齿轮变速器在二档时 ,具有反向传递动力的能力， 在汽车滑行时能 产生发动机制动作用。 3） 三档 三档时， 前进离合器Ｃ １和倒档及直接档离合器Ｃ ２同时接合， 使输入轴同时和前后太阳轮连接。 由于前后太阳轮成为一个整体，两者以相同的转速随输入轴转动，因此短行星轮和长行星轮不能作 自转，只能同前后太阳轮一起作公转，同时带动行星架以相同的转速随前后太阳转动，从而导致齿 圈及前后行星排及所有元件作为一个整体，一同转动。发动机动力由前后太阳轮经前后行星排传至 齿圈和输出轴。此时传动比 i３