点击:0 | 回复:51 花冠论坛 >  揭开“神秘”面纱,图解自动波箱的工作原理(文字更新)
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发表于 2011-7-2 02:21:36

揭开“神秘”面纱,图解自动波箱的工作原理(文字更新)

 

各位车友、车主,


为了您更好的了解车,达到合理、自由、最主要的是更安全地使用车,让我们一起来揭开自动波箱的头盖吧(不对的也请指正):

其实它并不神秘,所以有个双引号,只是相对于手动波箱来说,没那么广为人知而已。

让我们开始吧?

 

第一章 自动波箱的概述

1、历史:最早大量应用于二战美国军方的坦克。残酷的战场要求坦克必须有灵活的机动性和可操纵性,这种能在不切断动力的情况下即可实现快速换挡的东东就得到发扬光大了。后经不断改进和完善,并推广到汽车、工程机械、卡车、大型客车等领域。

2、结构和分类;

结构方面自动波箱主要包括:液力变矩器、变速箱、控制部分三大块;看图

 

 

分类:

A 行星齿轮式(HH就是这种类型)

此类型主要用于小汽车、卡车、客车等高速设备上





 

这个呢,大伙注意:太长了,设计者把它截成两节后平行放置,再把2者用链条联接起来,本质上还是行星轮式

 

B 直列齿轮式

以下这款是直列式的,主要用于载重汽车、工程机械、起重机械等低速重载设备上:

 



注意看:变速箱部分是各轴平行并列放置的,区别于行星轮结构:


这些个大家伙就是上述B类自动波





C、CVT(无级变速)

这种概念最早由达。芬奇提出,100多年前英国人就把它变成现实并申请了专利。但成熟得太慢,最近10年才大量使用

基本原理是通过链条、链轮传动,改变主、从动轮的直径来改变传动比,与上述A、B两种靠改变齿轮啮合的方式有本质区别,没有1、2、3等明确档位,平滑变速,传动更平顺。这种特性也使它除了与液力变矩器匹配外,还可以与自动离合器匹配:

 

 








先到这,明天继续……



第二章 液力变矩器的工作原理


先看结构图:像两个脸盆倒扣起来。位置在波箱的最前端,与发动机连接。

这东西,神奇!是它,把我们的左脚从离合器踏板上解放出来


 

 

所处的位置:在发动机和变速箱之间,如下图

 

 

扒开“脸盆”,可以看到:由3个关键部件组成:泵轮+导轮+涡轮



 

每个轮都有很多的叶片,小箭头为油液流动路径、大箭头为变矩器的旋转方向


看下面示意图:

左边蓝色:发动机飞轮(Flywheel),与发动机连接;

灰色: 外壳和泵轮,与飞轮用螺栓连接,一起转动;

绿色: 涡轮和涡轮轴,它们紧固连接,不能相对转动,就像一把伞。与变速箱连接,作为动力输入。

黄色: 导轮Stator和导论轴,它的轴是固定在变速箱外壳上的。



那他们是如何工作的呢?

(提示:这张图,在位置上和上一张图刚好相反:左边是泵轮,右边是涡轮,但不影响理解)

 

它们3者同轴旋转,互不接触,它们的周围,即整个变矩器壳充满了油液。它们3个分别做什么角色,下面一一分解:

泵轮:在发动机的带动下高速运转,搅动油液做高速飞溅,和离心水泵差不多道理;

涡轮:接受高速飞溅的油液的冲击,跟着转起来,最后把动力输入到变速箱,完成了变矩器的使命;

导轮:对从涡轮回流的油液做导向作用,为顺利进入泵轮做准备。目的是减少油液的冲击、提高传动效率。

他们的工作过程:

因离心力的作用,从泵轮飞溅而出的油液喷射到速度较低涡轮上,油液的速度也就降低了。这过程,把能量传给了涡轮,使涡轮旋转起来,完成了能量的传递。

传递完能量的油液(看上图),会因为后来的油液的不断推动作用,继续前行,顺着涡轮叶片的缝隙回流到泵轮,在泵轮叶片的带动下,进行第二次加速,为第二次冲击涡轮储存能量。

周而复始,不断循环。

还有一点关键知识点:

为什么它叫变矩器?因为它有个特别的功能:能改变力矩的大小。涡轮获得的力矩的大小会会随着泵、涡轮速度的变化而改变。实质上,泵轮超过涡轮的速度越大,涡轮的受力越大,各位,这个好理解吗?相信这点很多朋友都能理解。如不理解,容许我先卖个关子。各位先思考一下吧

 

下面结合行车时,说说他们的工况:

起步工况时,泵轮跟着发动机转,挂档时涡轮与车轮形成硬连接传动关系,轮子暂时静止,故涡轮也静止。此时泵轮和涡轮的速度差别最大,在导轮的作用下,此时涡轮获得最大的油液冲击力,输出的扭力最大。

速度差别越大、扭力也越大。涡轮输出的扭力可以达到发动机输出扭力的几倍,这种特性,刚好利于起步;

随着涡轮速度不断加快,逐渐跟上泵轮的转速,导轮的作用逐渐减弱,扭力也不断降低,逐渐靠近发动机的输出扭力。

从这点可以看出,液力变矩器同时又是一个无级变速装置。

在泵轮的带动下,涡轮转速不断升高,到某一速度时,导轮不但不起作用了,而且还起到阻碍作用。如何消除这种阻碍呢?聪明的机械师在它和轴之间安装了一个单向离合器,就像自行车后轮的飞轮一样,可以让它在这种情况下空转,消除了这种阻碍。


     随着涡轮的转速不断升高,逐渐赶上泵轮。当涡轮的转速达到泵轮转速的88-92%转速时,扭力不改变。即发动机输出扭力有多大,涡轮获得的扭力也就多大。

那么,此时如果发动机转了100转,涡轮才转了90转左右。那么,您会问,这少掉的10转不是浪费了吗?对!这就是为什么自动挡要比手动档耗油的关键原因之一。

(浪费的能量不会消失的,它只是转化为热量,让油温升高了)。


道高一尺、魔高一丈,设计师们很聪明,为了消除这种浪费,设计了一个自动控制的锁止离合器,达到这一转速时,把泵轮和涡轮用机械的方式固定起来,让此时的变矩器像手动档的离合器一样,从而消除了速差,避免了10%能量损失。如下图


(考考大家:我们的HH有没有这种锁止离合器?)


各位,理解了多少?也许不太明白吧?没关系,看下图


想象一下,两台风扇面对面放着,把泵轮看成是风扇A,涡轮是风扇B,A通电,B不插电,当A转起来时,B是否也跟着转?


 


理解了这点,就可以继续听下回分解了,先吃饭去……谢谢!


 

   各位花友,不知道这些对您是否有用?如有用就顶一下吧,用处不大就忽略。让我决定是否再花力气再往下写了……

[ 本帖最后由 hzszcl 于 2011-07-04 17:20:52 编辑 ]
 
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发表于 2011-7-2 17:16:24




引用:




原帖由 蓝色老妖 于 2011-07-02 16:01 发表在 12新窗口中打开引用楼层
太复杂了.我们这些机械盲年看不懂呀.




感谢各位支持,一层层剥开,把关键问题和基本原理把握不难的。继续更新了……请看主帖更新

[ 本帖最后由 hzszcl 于 2011-07-02 20:41:35 编辑 ]
 
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发表于 2011-7-2 19:34:36

引用:

原帖由 jjdgu55m 于 2011-07-02 19:19 发表在 16新窗口中打开引用楼层
等着看下文。。。。。。

谢谢大胡子支持!
 
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发表于 2011-7-2 19:40:55

引用:

原帖由 FOOL2010 于 2011-07-02 17:40 发表在 15新窗口中打开引用楼层
技术贴,支持。不过图片里面的AMT,DSG,还是更接近手动变速箱。

谢谢您的意见!
 
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发表于 2011-7-2 21:27:22

引用:

原帖由 GWQ2204 于 2011-07-02 20:00 发表在 19新窗口中打开引用楼层
再顶扫盲专用贴。

谢谢!
 
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发表于 2011-7-2 21:28:17

引用:

原帖由 willson_62 于 2011-07-02 21:18 发表在 23新窗口中打开引用楼层
虽然看不懂,但是还是强烈支持!
谢谢支持!
 
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发表于 2011-7-2 21:30:12

引用:

原帖由 无限激情88 于 2011-07-02 20:42 发表在 21新窗口中打开引用楼层
太深奥了,我这初中毕业生看不懂啊!!

不怪你,可能我表达的不好,要请大胡子帮忙
 
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发表于 2011-7-3 09:33:40

引用:

原帖由 wuzhigang 于 2011-07-03 05:58 发表在 27新窗口中打开引用楼层
借用楼主的图,绿色是泵轮吧?灰色是涡轮吧?


不对。注意看:绿色的是涡轮,它的轴也是绿色的,从右边伸出来。就像一把伞一样,轴就是伞把。


灰色的是泵轮,和外壳固定在一起。


 
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发表于 2011-7-3 19:02:02


引用:


原帖由 享受A驾驶 于 2011-07-03 16:01 发表在 33新窗口中打开引用楼层
自动变速器的原理100年前就有了。但直到现在世界上大部分厂家都还不会生产。



不是不会生产。这技术已经不是什么秘密了,更谈不上专利。就像传统产业一样,竞争很激烈。国内很多厂家都在做,但工艺、质量、规模、和品牌效应都没法跟100年经验的外国品牌抗衡。



不过我所知道的湖南有一家:好像叫中南传动技术有限公司,做得质量还是不错的,国产飞机的波箱很多都来自这个厂。



您不会反对不会做和做得不精致、或者暂时做得没那麽好是两码事吧?

[ 本帖最后由 hzszcl 于 2011-07-03 19:03:46 编辑 ]
 
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发表于 2011-7-3 19:09:45



引用:



原帖由 wuzhigang 于 2011-07-03 13:31 发表在 31新窗口中打开引用楼层
多谢楼主指正。期待你赶快将行星齿轮机构和换挡操纵机构的图发出来,让大家看清楚在空档时到底齿轮箱里的齿轮能不能得到很好的润滑,那大家就明白空档是否能滑行了

您的建议很好。润滑问题是设计者首先要考虑的问题,无论在什么工况下,都必须保证润滑,这是最起码的。这点您尽管放心。谢谢!
[ 本帖最后由 hzszcl 于 2011-07-03 20:47:05 编辑 ]
 
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发表于 2011-7-3 19:38:48

引用:

原帖由 HSY459000 于 2011-07-03 19:20 发表在 36新窗口中打开引用楼层
技术帖,楼主辛苦。

谢谢!
 
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发表于 2011-7-3 21:51:18

引用:

原帖由 zjdcmhb 于 2011-07-03 21:43 发表在 41新窗口中打开引用楼层
学过流体力学泵与风机等相关物理的飘过,看懂了AT工作原理,原来是这样的,如果MT和AT工作过程都用全透明的动画效果,那样更好理解。

建议很好!谢谢支持!我有这套东西,英文解说的,还必须安装专用播放软件,没法搬到这里来
 
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发表于 2011-7-4 13:56:00

引用:

原帖由 zjdcmhb 于 2011-07-03 22:01 发表在 43新窗口中打开引用楼层
呵呵,要说感谢的是我们呢,你的辛苦转帖使我们学到了不少东西。

 
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发表于 2011-7-4 13:56:38

引用:

原帖由 FOOL2010 于 2011-07-04 08:03 发表在 44新窗口中打开引用楼层
都是花友,不客气。

 
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