胡天明

(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系，甘肅蘭州730060)

液力機(jī)械式自動(dòng)變速器除了本田轎車采用平行軸式齒輪變速機(jī)構(gòu)外，大多數(shù)轎車采用行星齒輪變速機(jī)構(gòu)。廣泛使用的行星齒輪變速機(jī)構(gòu)有辛普森式和納威挪式兩種形式。豐田、日產(chǎn)、大宇、福特、通用等轎車使用辛普森式的較多，而大眾轎車使用納威挪式的較多。大眾01N型自動(dòng)變速器使用在帕薩特B5和桑塔納2000(俊杰)轎車上，大眾高爾夫、捷達(dá)和寶來(lái)選用01M型自動(dòng)變速器;01N和01M型自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)相似。大眾01N型自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)十分緊湊，換擋執(zhí)行原件數(shù)目少，是一款典型的納威挪式行星齒輪變速器。根據(jù)技術(shù)資料的介紹，01N型自動(dòng)變速器可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)機(jī)械擋、四個(gè)液力擋，共有八個(gè)不同的擋位;在低速擋能以直接機(jī)械傳動(dòng)運(yùn)行，達(dá)到提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。然而從目前現(xiàn)有的技術(shù)資料來(lái)看，并不能合理地解釋01N型自動(dòng)變速器八個(gè)擋位動(dòng)力傳遞路線。文中從01N型自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)上進(jìn)行剖析，提出合理的推斷，并且對(duì)八個(gè)擋位動(dòng)力傳遞路線進(jìn)行分析。

1 現(xiàn)有技術(shù)資料介紹

1.1 動(dòng)力傳遞方案簡(jiǎn)圖

01 N型自動(dòng)變速器動(dòng)力傳遞方案如圖1所示。有兩根輸入軸，分別是機(jī)械輸入軸和液力輸入軸。機(jī)械輸入軸由閉鎖離合器K0驅(qū)動(dòng)，液力輸入軸由渦輪驅(qū)動(dòng)。K0和K3結(jié)合時(shí)動(dòng)力由機(jī)械輸入軸傳到行星架，K1結(jié)合時(shí)動(dòng)力由液力輸入軸傳到小太陽(yáng)輪，K2結(jié)合時(shí)動(dòng)力由液力輸入軸傳到大太陽(yáng)輪。B2結(jié)合時(shí)固定大太陽(yáng)輪，B1結(jié)合或F鎖止時(shí)固定行星架。齒輪嚙合情況如下:大太陽(yáng)輪與長(zhǎng)行星輪嚙合，長(zhǎng)行星輪與齒圈嚙合;小太陽(yáng)輪與短行星輪嚙合，短行星輪與長(zhǎng)行星輪嚙合，長(zhǎng)行星輪與齒圈嚙合。齒圈為輸出元件。

1.2 各擋位換擋執(zhí)行原件工作表

大眾01N型自動(dòng)變速器具有八個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋;其中前進(jìn)擋有四個(gè)機(jī)械擋、四個(gè)液力擋。各擋位執(zhí)行元件作用情況如表1所示。雖然表中列出了八個(gè)前進(jìn)擋位，然而從其動(dòng)力傳遞方案簡(jiǎn)圖上來(lái)分析時(shí)，并不能全部實(shí)現(xiàn)。只能實(shí)現(xiàn)如下五個(gè)擋位:1H、2H、3H、3M、4M。同時(shí)這五個(gè)擋位中3H、3M、4M作用的換擋執(zhí)行原件也要與原廠資料表1中所列的有所不同。表1中所列的1M、2M、4H三個(gè)擋位不能實(shí)現(xiàn);原因是機(jī)械輸入軸和液力輸入軸之間沒(méi)有連接關(guān)系，液力輸入軸上的動(dòng)力不能傳到機(jī)械輸入軸，同時(shí)當(dāng)K0作用時(shí) (即鎖止離合器處于閉鎖狀態(tài))機(jī)械輸入軸上的動(dòng)力不能傳到液力輸入軸。

表1 大眾01N型自動(dòng)變速器各擋位執(zhí)行元件作用表

2 分析推斷

要使液力輸入軸上的動(dòng)力有效地傳到機(jī)械輸入軸上，在K0釋放時(shí) (即鎖止離合器處于解鎖狀態(tài))必須使它有效地壓靠在渦輪上，這樣渦輪上的動(dòng)力就能通過(guò)K0傳遞到機(jī)械輸入軸上;才能實(shí)現(xiàn)1M和2M這兩個(gè)擋位。要使機(jī)械輸入軸上的動(dòng)力傳到液力輸入軸上，可以在機(jī)械輸入軸和液力輸入軸之間安裝一個(gè)單行離合器F1。這個(gè)單行離合器F1的內(nèi)圈就是機(jī)械輸入軸，外圈是液力輸入軸。該單向離合器F1在機(jī)械輸入軸輸入動(dòng)力時(shí)鎖止，在液力輸入軸輸入動(dòng)力時(shí)釋放。這樣在K0作用時(shí)，機(jī)械輸入軸上的動(dòng)力就會(huì)通過(guò)單向離合器K0和F1傳到液力輸入軸上;從而實(shí)現(xiàn)4H擋。表1所列的八個(gè)前進(jìn)擋位均可實(shí)現(xiàn)。

3 動(dòng)力傳遞路線分析

1H:作用的元件是K1、F;變矩器處于液力傳動(dòng)，液力輸入軸輸入;單向離合器F鎖止，行星架固定不動(dòng);動(dòng)力傳遞由液力輸入軸 (順)→離合器K1→小太陽(yáng)輪 (順)→短行星輪(逆)→長(zhǎng)行星輪 (順)→齒圈 (順)。僅有長(zhǎng)行星輪的自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒圈。

1M:作用的元件是K0、K1、F、F1;單向離合器F鎖止，行星架固定不動(dòng);變矩器鎖止離合器K0閉鎖，變矩器處于直接機(jī)械傳動(dòng)，機(jī)械輸入軸輸入;動(dòng)力由K0傳遞到機(jī)械輸入軸，因K1鎖止動(dòng)力由機(jī)械輸入軸傳到液力輸入軸 (順)→離合器K1→小太陽(yáng)輪 (順)→短行星輪 (逆)→長(zhǎng)行星輪 (順)→齒圈 (順)。僅有長(zhǎng)行星輪的自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒圈。

2H:作用的元件是K1、B2;變矩器處于液力傳動(dòng)，液力輸入軸輸入;制動(dòng)器B2將大太陽(yáng)輪制動(dòng);動(dòng)力傳遞由液力輸入軸 (順)→離合器K1→小太陽(yáng)輪 (順)→短行星輪 (逆)→長(zhǎng)行星輪 (順)→齒圈 (順)。長(zhǎng)行星輪的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒圈，齒圈的輸出轉(zhuǎn)速高于1擋。

3H:作用的元件是K1和K2作用;變矩器處于液力傳動(dòng)，液力輸入軸輸入;小太陽(yáng)輪和大太陽(yáng)輪被同時(shí)驅(qū)動(dòng)，由于2個(gè)太陽(yáng)輪的齒數(shù)不同，行星齒輪組被鎖定，整個(gè)行星齒輪組就作為一個(gè)整體運(yùn)轉(zhuǎn)輸出動(dòng)力。

3M:作用的元件是離合器K0、K1、K2、K3;變矩器鎖止離合器K0閉鎖，變矩器處于直接機(jī)械傳動(dòng)，機(jī)械輸入軸輸入;離合器K3接合，直接驅(qū)動(dòng)行星齒輪架，離合器K1、K2接合，行星齒輪組被鎖定，整個(gè)行星齒輪組就作為一個(gè)整體輸運(yùn)轉(zhuǎn)出動(dòng)力。

4 H:作用的元件是B2、K3;變矩器處于液力傳動(dòng)，K0壓靠在渦輪上，渦輪上的動(dòng)力通過(guò)K0傳到機(jī)械輸入軸上，因此機(jī)械輸入軸輸入;動(dòng)力通過(guò)離合器K3驅(qū)動(dòng)行星架 (順)，行星架帶動(dòng)長(zhǎng)行星輪繞大太陽(yáng)輪順時(shí)針公轉(zhuǎn);此時(shí)大太陽(yáng)輪被固定，長(zhǎng)行星輪自轉(zhuǎn)也是順時(shí)針的，動(dòng)力得以通過(guò)齒圈順時(shí)針輸出。

4 M:作用的元件是K0、K3、B2;變矩器鎖止離合器K0閉鎖，變矩器處于直接機(jī)械傳動(dòng)，機(jī)械輸入軸輸入;動(dòng)力通過(guò)離合器K3驅(qū)動(dòng)行星架 (順)，行星架帶動(dòng)長(zhǎng)行星輪繞大太陽(yáng)輪順時(shí)針公轉(zhuǎn);此時(shí)大太陽(yáng)輪被固定，長(zhǎng)行星輪自轉(zhuǎn)也是順時(shí)針的，動(dòng)力得以通過(guò)齒圈順時(shí)針輸出。

4 結(jié)束語(yǔ)

大眾01N型自動(dòng)變速器作為納威挪式自動(dòng)變速器的典型代表，在多種有關(guān)自動(dòng)變速器的著作和教材中被引用。但是對(duì)其動(dòng)力傳遞路線的描述不盡統(tǒng)一，也沒(méi)有對(duì)其八個(gè)前進(jìn)擋的動(dòng)力傳遞路線作出合理的解釋。其他形式自動(dòng)變速器大多數(shù)只有一根輸入軸，在鎖止離合器閉鎖或解鎖狀態(tài)時(shí)，動(dòng)力傳遞路線是比較明確的。雖然福特AOD型自動(dòng)變速器采用兩根輸入軸，

但它使用的是分流式變矩器;由變矩器中的行星齒輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械輸入軸。而大眾01N型自動(dòng)變速器有兩根輸入軸，采用壓盤式鎖止離合器;因此要分析其動(dòng)力傳遞路線，就必須先搞清楚機(jī)械輸入軸和液力輸入軸之間的動(dòng)力傳遞關(guān)系。從現(xiàn)有的資料出發(fā)，作出上述推論;在此基礎(chǔ)上對(duì)01N型自動(dòng)變速器八個(gè)前進(jìn)擋的動(dòng)力傳遞路線作出了合理的解釋。

【1】鄭勁，張子成.汽車底盤構(gòu)造與維修［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009:72 －74.

【2】魏建秋，蔣耘農(nóng).國(guó)產(chǎn)大眾系列轎車維修手冊(cè)［M］.北京:金盾出版社，2009:246－247.

【3】王遂雙.汽車電子控制系統(tǒng)的原理與檢修［M］.北京:北京理工大學(xué)出版社，2008:157－161.