農機齒輪:無級變速器的構成和工作原理

文章來源:長葛市兆發齒輪有限公司

前進檔離合器/倒檔制動器及行星齒輪機構

1) 前進檔離合器和倒檔制動器

奧迪01J CVT的起動裝置是前進檔離合器和倒檔制動器,并與行星齒輪機構一起實現前進檔和倒檔。它們只做起動裝置,并不改變傳動比,這與在自動變速器中的離合器和制動器的功用是不同的。

奧迪01J CVT的前進檔離合器和倒檔制動器均是采用濕式多片式結構,這與前述的自動變速器中的離合器和制動器的結構是相同的,這里不過多敘述。

2) 行星齒輪機構

行星齒輪機構的結構如圖4-92所示,由齒圈、兩個行星輪、行星架、太陽輪組成。當太陽輪順時針主動時,驅動行星輪1逆時針轉動,再驅動行星輪2順時針轉動,最后驅動齒圈也順時針轉動。

做為輸入元件的太陽輪與輸入軸和前進檔離合器鋼片相連接,做為輸出元件的行星架與輔助減速齒輪的主動齒輪和前進檔離合器的摩擦片相連接,齒圈和倒檔制動器摩擦片相連接,倒檔制動器鋼片和變速器殼體相連接。行星齒輪機構的簡圖4-93如圖所示。a.P/N檔的動力傳動路線

選檔桿處于P或N位時,前進檔離合器和倒檔制動器都不工作。發動機的轉矩通過輸入軸相連接的太陽輪傳到行星齒輪機構并驅動行星輪1,行星輪1再驅動行星輪2,行星輪2與齒圈相嚙合。車輛尚未行駛時,做為輔助減速齒輪輸入部分的行星架(行星齒輪機構的輸出部分)的阻力很大,處于靜止狀態,齒圈以發動機轉速一半的速度怠速運轉,旋轉方向與發動機相同。

b.前進檔的動力傳動路線

選檔桿處于D位時,前進檔離合器工作。由于前進檔離合器鋼片與太陽輪連接,摩擦片與行星架相連接,此時,太陽輪(變速器輸入軸)與行星架(輸出部分)連接,行星齒輪機構被鎖死成為一體,并與發動機運轉方向相同,傳動比為1:1。

c.倒檔的動力傳動路線

選檔桿處于R位時,倒檔制動器工作。由于倒檔制動器摩擦片與齒圈相連接,鋼片與變速器殼體相連接此時,齒圈被固定,太陽輪(輸入軸)主動,轉矩傳遞到行星架,由于是雙行星齒輪(其中一個為惰輪),所以行星架就會以與發動機旋轉方向相反的方向運轉,車輛向后行駛。

由行星架輸出的動力輔助減速齒輪傳遞到速比變換器。

速比變換器是CVT最重要的裝置,其功用是實現無級變速傳動。

速比變換器由2組滑動錐面鏈輪和專用鏈條組成。主動鏈輪由發動機通過輔助減速齒輪驅動,發動機轉矩由傳動鏈傳遞到從動鏈輪裝置,并由此傳給主減速器。每組鏈輪裝置中的其中一個鏈輪可沿軸向移動,來調整傳動鏈的跨度尺寸,從而連續地改變傳動比。2組鏈輪裝置必須同步進行,這樣才能保證傳動鏈始終處于張緊狀態,并且具有足夠的傳動鏈和鏈輪之間的接觸壓力。速比變換器的組成如圖4-96所示。該速比變換器的工作模式是基于雙活塞工作原理。其特點是利用少量的壓力油就可以很快地進行換擋,這可以保證在相對低壓時,錐面鏈輪與傳動鏈之間有足夠的接觸壓力。在鏈輪裝置1和鏈輪裝置2上各有一個保證傳動鏈輪和傳動鏈之間正常接觸壓力的壓力缸和用于調整變速比的分離缸。為了有效地傳遞發動機轉矩,錐面鏈輪和傳動鏈之間需要很高的接觸壓力,接觸壓力通過調節壓力缸內的油壓產生。壓力缸表面積很大,能夠在低壓時提供所需的接觸壓力。液壓系統泄壓時,主動鏈輪膜片彈簧和從動鏈輪的螺旋彈簧產生一個額定的傳動鏈條基礎張緊力(接觸壓力)。在卸壓狀態下,速比變換器起動傳動比由從動鏈輪的螺旋彈簧彈力調整。1) 換檔控制

a.電子控制部分

奧迪01J CVT的電子控制單元有一動態控制程序(DRP),用于計算額定的變速器輸入轉速。為了在每個駕駛狀態下獲得最佳傳動比,駕駛員輸入信息和車輛實際工作狀態要被計算在內。根據邊界條件動態控制程序(DRP)計算出變速器額定輸入轉速。變速器輸入轉速傳感器G182監測主動鏈輪1處的實際轉速。電子控制單元會根據實際值與設定值進行比較,并計算出壓力調節電磁閥N216的控制電流,這樣N216就會產生液壓換擋閥的控制壓力,該壓力與控制電流幾乎是成正比的??刂茊卧ㄟ^檢查來自變速器輸入轉速傳感器G182和變速器輸出轉速傳感器G195及發動機轉速信號來實現對換擋的監控。

b.液力換擋控制(增速與降速)

液壓控制單元中的輸導控制閥(VSTV)向換擋壓力調節電磁閥N216提供一個約0.5MPa的常壓。N216根據電子控制單元計算的控制電流產生控制壓力,該壓力的大小會影響減壓閥UV的位置。
根據控制壓力,減壓閥UV將調節出來的壓力傳遞到主動鏈輪和從動鏈輪的分離缸。當調節壓力在0.18~0.2MPa之間時,減壓閥UV處于關閉狀態。當控制壓力低于0.18MPa時,調節壓力通過減壓閥UV傳遞到主動鏈輪1的分離缸,同時從動鏈輪的分離缸與油底殼接通,速比變換器朝增速的方向進行變速。

2) 接觸壓力控制

壓力缸中合適的油壓最終產生錐面鏈輪與鏈條之間的接觸壓力,若接觸壓力過高會降低傳動效率;相反,若接觸壓力過低,傳動鏈會打滑,這將損壞傳動鏈和鏈輪。轉矩傳感器的目的就是根據要求建立起盡可能精確、安全的接觸壓力。

轉矩傳感器集成于主動鏈輪1內,靜態和動態高精確度地監控傳遞到壓力缸的實際轉矩,并建立壓力缸的正確油壓。轉矩傳感器主要部件為2個滑軌架,每個支架有7個滑軌,滑軌中裝有7個滾子。

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