液力机械变速器

4.3.1 行星齿轮变速器的工作原理

1.单排行星齿轮机构的特性方程式和工作原理

单排行星齿轮机构及作用力如图4-18所示。

图4-18 单排行星齿轮机构及作用力

1)行星机构的动力学和运动学特性方程式

M1ω1+M2ω2+M3ω3=0

n1+αn2-(1+α)n3=0

2)单排行星齿轮机构的工作原理

(1)如太阳轮1为主动件，行星架3为从动件，齿圈2固定:

i13=n1/n3=1+α=1+z2/z1

(2)如齿圈2为主动件，行星架3为从动件，太阳轮1固定:

i23=n2/n3=(1+α)/α=1+z1/z2

(3)如太阳轮1为主动件，齿圈2为从动件，行星架3固定:

i12=n1/n2=-α=-z2/z1

(4)如果太阳轮1和齿圈2连为一体，则n1=n2:

n1=n2=n3

由上可见，单排行星齿轮机构可以获得四种不同的传动比。

2.复合式行星齿轮机构

1)辛普森式

辛普森式的特点是由两排行星齿轮机构共用一个太阳轮组成的复合式行星齿轮机构，可以获得三个前进挡和一个倒挡，如图4-19所示。

图4-19 辛普森式行星齿轮机构及各挡传动路线示意图

图4-20 拉威挪式行星齿轮机构示意图

2)拉威挪(Ravigneaux)式

拉威挪式的特点是两排行星齿轮机构共用一个齿圈和一个行星架。行星架上的长行星轮与前排行星齿轮机构的大太阳轮啮合，同时还与后排行星齿轮机构的短行星轮相啮合，短行星轮还与小太阳轮啮合，可以组成三个前进挡和一个倒挡的行星齿轮变速器，如图4-20所示。

拉威挪式行星齿轮机构的结构紧凑，所用构件少，相互啮合的齿较多，可传递较大转矩，但结构较复杂，传动效率略低。

4.3.2 液力机械自动变速器的几种结构形式

1.液力变矩器与行星齿轮变速器组成的液力机械自动变速器

01M型自动变速器由带锁止离合器的单级双向三元件液力变矩器和可自动换挡的拉威挪式行星齿轮机构两部分组成，属于液力机械式变速器，如图4-21所示。

图4-21 宝来轿车01M型自动变速器的构造

该变速器共有七个挡位，四个前进挡、一个倒挡(R)、一个空挡(N)、一个驻车挡(P)。

2.液力变矩器与固定轴线式齿轮变速器组成的液力机械自动变速器

广州本田轿车采用的MAXA型自动变速器，由带锁止离合器的液力变矩器、固定轴线式的常啮合斜齿轮机械变速器、液压控制系统和电子控制系统四部分组成，如图4-22所示。

图4-22 本田轿车的MAXA型自动变速器示意图

1—第二轴一挡齿轮;2—第二轴三挡齿轮;3—第一轴三挡齿轮;4—三挡离合器;5—四挡离合器;6—第一轴四挡齿轮;7—第一轴倒挡齿轮;8—倒挡槽轮;9—第一轴槽轮;10—第一轴;11—第二轴二挡齿轮;12—第二轴槽轮;13—驻车挡齿轮;14—第二轴;15—驻车锁销;16—中间轴;17—中间轴槽轮;18—中间轴二挡齿轮;19—第二轴倒挡齿轮;20—倒挡啮合套;21—第二轴四挡齿轮;22—伺服阀;23—二挡离合器;24—一挡离合器;25—中间轴一挡齿轮;26—单向离合器;27—一挡固定离合器;28—主减速齿轮副;29—油泵;30—液力变矩器;31—锁止离合器;B—泵轮;W—涡轮;D—导轮

3.带锁止离合器的液力变矩器、换挡离合器和全同步变速器组成的液力机械变速器

国外重型货车和工程车辆上开始采用由WSK系统与全同步多挡变速器(4～6挡)组成的液力机械变速器。所谓WSK系统是由锁止离合器、变矩器、滑行单向离合器和换挡离合器组成的“变矩器-换挡离合器系统”的德文缩写。多数情况下是把WSK系统和变速器装在一起作为传动装置使用，也可以把WSK系统和变速器分开布置，如图4-23所示。

图4-23 WSK系统与全同步变速器组成的液力机械变速器示意图