文档介绍：第1章概述
现代汽车上广泛采用火塞式内燃发动机,由于发动机的转矩变化范围较小,不能适应汽车在各种道路条件下行使的要求,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,采用了可以改变转速比和传动扭矩比的装置,即变速器。
变速器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能和经济性能。汽车变速器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使的需要。变速器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。
正确地操纵变速器是驾驶员一项重要技能和繁重的工作。为提高驾驶员操作的轻便性,减轻驾驶员的疲劳程度,提高汽车的动力性和经济性,人们在改进变速器的结构和换挡方法上作了很大的努力,目前已经广泛使用的自动变速器便是其杰出的代表。
自动变速器的发展和应用
自动变速器的发展
1904年美国通用汽车公司的凯迪拉克(Cadillac)汽车采用了手操纵的三挡行星齿轮变速器,福特(Fort)汽车采用了二挡行星齿轮变速器;1962年别克小轿车开始使用液力机械传动的变速器;1933年美国的瑞欧汽车使用了一种半自动变速器;1938年美国克来斯勒汽车公司采用了液力偶合器,并在1939年,首先成功地研制了由液力偶合器和行星齿轮变速器组成的4挡液力变速器,并装于该公司生产的轿车Oldobile上。该变速器被认为是自动变速器的代表,是当今自动变速器的原始形式。随着新技术的不发展,自动变速器结构不断得到改进,逐步走向成熟。
1939——1950年的11年间是液力自动变速器的成长期。这时期的结构特点是液力传动部件采用液力耦合器,机械变速部分采用行星齿轮。这种形式结构虽简单,成本也低,但液力传动部分只能起到联轴节的作用,不能改变转矩,而传动转矩的改变则完全由行星齿轮机构来完成。1950年美国福特汽车公司成功研制了装用液力变矩器的3挡液力自动变速器,从此轿车用的液力自动变速器进入了成熟期。
1977年后,日本丰田汽车公司成功研制了具有超速挡的液力自动变速器。该变速器采用三元件液力变矩器与多挡行星齿轮相组合的结构,这不但提高了变速器的变矩比,而且使换挡圆滑,传速效率也更高。
液力自动变速器行星齿轮机构的挡数和速度比范围,随着汽车的高速比,低油耗和低噪音等要求的不断提高而有增加的倾向,1977年丰田公司开发的4挡液力自动变速器和1989年的日产汽车公司开发的5挡液力自动变速器都已经装车使用。这两种变速器都是在原3挡和4挡液力变速器的基础上,加装一组行星变速齿轮机构而形成的。1983年,日产汽车公司成功研制了4挡液力自动变速器用行星齿轮机构,其最大的特点是结构紧凑,从而为液力自动变速器的多挡化提供了条件。
液力变矩器的优点是可增大起步转矩,提高车辆的加速性能,降低变速时传动系的冲击,可并缓和发动机曲轴的扭振作用。但由于起泵轮和涡轮之间存在转速差,使其传动效率随之降低,因此常采用锁止机构,使泵轮和涡轮在一定工况下连接成一体。这样,发动机的动力便可以直接传给变速器的行星机构,从而提高了传动效率。
机械式锁止方式最早在1939年美国通用汽车公司生产的Hdramatic上使用过。1977年,美国克莱斯勒汽车公司在变速器上用由液力控制的带减振器的离合器,使锁止装置进入了成熟期。
对于多挡的液力自动变速器,通常仅在最高挡时使锁止离合器结合。后来,为了减少滑转损失,1982年起在其他挡位上也开始使用。由于在变速过程中进行锁止会产生较大的冲击,故需要在变速时暂将其解除,而在变速后再进行锁止,即换挡前使离合器自动分离,换挡后使离合器自动结合。为此,研制出了多种的控制方式,其中以电控方式效果较好。锁止离合器的实用化已有十几年历史,目前已非常普遍。
1969年,法国雷诺汽车公司首先采用了电控液力自动变速器。其控制方式是由计算机依据检测到的车辆速度和节气门开度的电信号,来判断变速的时机,并确定变速程序。进入20世纪80年代,随着电子技术的发展和计算机的进一步微型化,变速器的控制功能和可靠性得到提高,而且成本也大为降低。1991年,美国通用汽车公司在前轮驱动的轿车上装用4T60E型电控液力自动变速器。同年,福特汽车公司也在两种前抡驱动的轿车上装用了AXODE型4挡电控液力自动变速器,其电子控制装置并入福特EC-IV型发动机的中央控制系统。
1978年原联邦德国奔驰汽车公司生产的轿车,装有液力自动变速器的汽车,%;%;六缸发动机的占68%;四缸发动机占26%
以车型紧凑,价格和油耗低著称于世的日本轿车,液力自动变速器的装车率也不断增长,1982年大,中,小型三种