齿轮变速机构与原理知识点6拉维奈尔赫式行星齿轮变速机构

知识点六 拉维奈尔赫式行星齿轮变速机构,拉维奈尔赫式行星齿轮变速器由拉维奈尔赫式行星齿轮机构及相应的操纵执行元件组成。拉维奈尔赫式行星齿轮机构与辛普森式行星齿轮机构齐名，从七十年代起，被奥迪、福特、马自达等公司使用于其轿车自动变速器中，特别是前轮驱动车型。,1、拉维奈尔赫式行星齿轮机构的机构特点,拉维奈尔赫式行星齿轮机构也采用双行星排组合，其结构的特点是：两行星排具有公共行星架和齿圈，前太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架及齿圈组成一个双行星轮式行星排，后太阳轮、长行星轮、行星架及齿圈组成一个单行星轮式行星排。因此，它具有四个独立元件：前太阳轮、后太阳轮、行星架和齿圈。,2、拉维奈尔赫式行星齿轮机构示意图,1-前太阳轮 2-后太阳轮 3-行星架 4-短行星轮 5-长行星轮 6-齿圈,3、拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器传动简图,1-输入轴 2-前太阳轮 3-后太阳轮 4-长行星轮 5-短行星轮 6-行星架 7-齿圈 8-输出轴 C1-前进离合器 C2-倒档及直接档离合器 B1-2档制动器 B2-低档及倒档制动器 F1-1档单向离合器,4、拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器 的结构和原理,拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器中有五个换档执行元件：两个离合器，两个制动器和一个单向离合器，构成具有三个前进档和一个倒档的行星齿轮变速器。,4、拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器 的结构和原理,各执行元件的作用是：前进离合器C1用于连接输入轴和后太阳轮，倒档及直接档离合器C2连接输入轴和前太阳轮，2档制动器B1用于固定前太阳轮，倒档及低档制动器B2起固定行星架的作用，单向离合器F1对行星架逆时针方向的转动有锁止作用。,5、拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器档位与 执行元件工作关系表,注：为元件工作,6、拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器各档的 动力传递路线,a.前进1档(D位1档) b.手动1档(1位、L位或2位、S位的1档) c.前进2档(D位2档) d.手动2档(2位或S位2档) e.前进3档(D位3档) f.倒档,前进1档(D位1档),（1）前进离合器C1接合，输入轴与后太阳轮连接，后太阳轮向顺时针方向转动，并通过短行星轮和长行星轮带动齿圈作顺时针方向旋转。因汽车载荷的作用，此时与输出轴相连的齿圈转速为0或很低，长行星轮在带动齿圈向顺时针方向转动的同时，对行星架产生一个逆时针方向的转矩，但行星架逆时针转动的趋势被单向离合器F1锁止。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。,前进1档(D位1档),（2）根据行星排的运动特性方程，可得出1档的传动比为：i1=a2 （3）式中a2行星排齿圈齿数与后太阳轮齿数之比 ,前进1档(D位1档),（4）与辛普林行星排类似，当发动机怠速、汽车处于滑行时，输出轴反向驱动行星齿轮变速器，齿圈通过长行星轮对行星架产生顺时针方向的力矩。此时单向离合器F1的锁止作用被解除，行星架可在顺时针方向自由转动，行星齿轮机构失去传递动力的能力，无法利用发动机制动。,手动1档(1位、L位或2位、S位的1档),当操纵手柄置于1位、L位或2位、S位的1档时，可利用发动机产生制动作用。 在此位的1档时，前进离合器C1和低档及倒档制动器B2同时工作。行星架由B2固定，此时从发动机输出至驱动轮的动力传递路线和传动比与D位1档时完全相同，而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，利用发动机怠速实现减速制动。,前进2档(D位2档),（1）前进离合器C1接合，发动机动力经输入轴传至后太阳轮，使后太阳轮顺时针转动，并通过短行星轮带动长行星轮按顺时针方向转动。同时，由于前太阳轮被2档制动器B1固定，使长行星轮在作顺时针自转的同时，还以顺时针方向作公转，从而带动齿圈和输出轴以较快速度向顺时针方向转动。此时的动力传递路线是后太阳轮经短行星轮、长行星轮传至前行星排，再传至齿圈和输出轴。,前进2档(D位2档),（2）2档的传动比为： （3）式中 a1行星排齿圈齿数与前太阳轮齿数之比。 该档位具有反向传递动力的能力，故可产生发动机制动作用。,手动2档(2位或S位2档),前进离合器C1接合，2档制动器B1制动，各元件工作状况、动力传递路线等与前进2档完全相同。,前进3档(D位3档),前进档离合器C1和倒档及直接档离合器C2均接合，输入轴同时与前后太阳轮连接，前后太阳轮成为一个整体，以相同的转速转动。短行星轮和长行星轮不能作自转，只能与前后太阳轮一起公转，并带动行星架以相同的转速旋转，从而使得前后行星排所有元件作为一个整体转动。发动机动力由前后太阳轮经行星排传至齿圈和输出轴，传动比i3为1，即直接档。 该档位也具有反向传递动力的能力，可利用发动机进行制动。,倒档,(1)倒档及直接档离合器C2接合，输入轴与前太阳轮连接；低档及倒档制动器B2制动，行星架被固定。发动机动力经输入轴传至前太阳轮，使其作顺时针方向旋转，并带动长行星轮向逆时针方向转动。因行星架已固定，长行星轮只能作自转，同时驱动齿圈和输出轴作逆时针旋转。,倒档,(2)倒档的传动比为：iD=a1 (3)倒档同样具有反向传递动力的能力，可实现发动机制动。,7、拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 的结构和原理,在拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器的输入轴和太阳轮之间增加一个前进强制离合器C3，在前进档离合器C1从动部分与后太阳轮之间增加一个前进单向离合器F2，在输入轴和行星架之间增加高档离合器C4，即成为具有超速档的四档行星齿轮变速器。,8、拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 传动原理及布置简图,拉维奈尔赫式行星齿轮机构示意图 1-输入轴 2-大太阳轮 3-小太阳轮 4-齿圈 5-输出轴 6-短行星齿轮 7-长行星齿轮 C1-前进离合器 C2-倒档离合器 C3-前进强制离合器 C4-高速档离合器 B1-2档四档制动器 B2-抵档换档制动器 F1-低档单向离合器 F2-前进单向离合器,拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器档位与执行元件工作关系表 为元件工作 为元件接合或制动，但不传递动力。,拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 各档动力传递路线,a.前进1档、2档(D位1档、2档)前进离合器C1接合，动力经C1和前进单向离合器F2传至后太阳轮。 （1）1档时，因行星架被单向离合器F1锁止，发动机动力再经短行星轮、长行星轮传给齿圈和输出轴。,拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 各档动力传递路线,（2）2档时，因前太阳轮被制动器B1制动，发动机动力经由后太阳轮传至短行星轮、长行星轮、行星架，再传给齿圈和输出轴。各件的具体工作情况及传动比与拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器相同。 当汽车滑行时，单向离合器F2处于脱离状态，后太阳轮可自由转动，行星齿轮变速器失去反向传递动力的能力，前进1档和2档均没有发动机制动作用。,拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 各档动力传递路线,b.手动1档、2档(1、2位或L、S位) (1)前进强制离合器C3结合，发动机动力经C3直接传至后太阳轮，此时C3的作用与拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器中的前进离合器C1相同。,拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 各档动力传递路线,(2)手动1档时，低档及倒档制动器B2工作，行星架被固定，动力传递路线与1档相同。但在汽车滑行时，可利用发动机制动。 (3)手动2档时，2档制动器B1工作，前太阳轮被制动，动力传递路线与2档相同。在汽车滑行时，同样可利用发动机进行制动。,拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 各档动力传递路线,c.前进3档(D位3档) (1)前进离合器C1、高档离合器C4同时结合，后太阳轮与行星架被联结成一体，形成直接档，传动比等于1。发动机动力由输入轴经离合器C1、C4至后太阳轮、短行星轮、长行星轮、齿圈到输出轴。 (2)当汽车滑行时，单向离合器F2处于脱离状态，后太阳轮可自由转动，故该档也没有发动机制动作用。,拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 各档动力传递路线,d.手动3档 (1)前进强制离合器C3、高档离合器C4均结合，后行星排中两个元件互相连接，成为直接档，动力经离合器C3、C4传递，其路线与前进3档相同。 (2)汽车滑行时，离合器C3和C4均能反向传递动力，故可利用发动机产生制动作用。,拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 各档动力传递路线,e.前进4档(D位4档) 高档离合器C4结合，输入轴与行星架连接，前制动器B1工作，前太阳轮被固定。动力经由离合器C4传至行星架，长行星轮被行星架带动作顺时针公转的同时也产生自转，并驱动齿圈和输出轴向顺时针方向旋转，传动比为： i4的值小于1，故为超速档。,拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器 各档动力传递路线,f.倒档 倒档离合器C2、低档及倒档制动器B2同时工作，传动比和传动路线与三档拉维奈尔赫式行星齿轮变速器相同。,