1、自动变速器拉维纳行星齿轮典型结构速比分析刘志忠,贾丽娜(河北交通职业技术学院 汽车工程系)【摘要】汽车自动变速器行星齿轮的基本结构之一为拉维纳(Ravigneavx)结构。大众 01V 自动变速器齿轮机构的结构包括一组拉维纳齿系和一个输出齿轮组(单行星排),拉维纳齿系和单行星排共齿圈,可实现 5 个前进速比。汽车自动变速器行星齿轮的基本结构之一为拉维纳(Ravigneavx)结构。如图-1 所示,拉维纳行星排的结构特点是:?拉维纳行星排的传动规律:?大众 01V 自动变速器齿轮机构的结构如图1 所示,包括一组拉维纳齿系和一个输出齿轮组(单行星排),并且,拉维纳齿系和单行星排共齿圈。换挡执行机构
2、包括:4 个离合器、3 个制动器和 1 个单向离合器。离合器 C1、C2 和 C3 用于拉维纳行星齿轮组,C1 用于将动力传给拉维纳齿系小太阳轮;C2 用于将动力传给拉维纳齿系大太阳轮;C3 用于将动力传给拉维纳齿系行星架。C4 用于接合输出单行星排的齿圈和太阳轮。制动器 Bl 用于制动拉维纳齿系大太阳轮;制动器 B2 用于制动拉维纳齿系行星架;B3 用于制动输出单行星排的太阳轮。单向离合器 F 用于单向阻止拉维纳行星架的逆时针(逆向曲轴转动方向)转动。C2C1C3FB2 C4B3B1C1 C2 C3 C4 B1 B2 B3 F1 档 2 档 3 档 4 档 5 档 R 档 -工作图 1 大众
3、 01V 自动变速器拉维纳结构与传动规律速比分析:N1+N2=(1+ )N 3 = Z2 /Z1N4N2=(1+)N 3 = Z2 /Z4N01+N02=(1+ )N 03 = Z02 /Z01N02= N2其中:N1 为拉维纳齿系大太阳轮的转速;Z1 为拉维纳齿系大太阳轮的齿数;N2 为拉维纳齿系齿圈的转速;Z2 为拉维纳齿系齿圈的齿数;N3 为拉维纳齿系行星架的转速;N4 为拉维纳齿系小太阳轮的转速;Z4 为拉维纳齿系小太阳轮的齿数;N01 为输出单行星排太阳轮的转速;Z01 为输出单行星排太阳轮的齿数;N02 为输出行星排齿圈的转速;Z02 为输出行星排齿圈的齿数;N03 为输出行星排行
4、星架的转速。1 1 档动力传递1.1 动力传递分析1 档动力传递如图4 所示。离合器 Cl、制动器 B3、单向离合器 F 工作。离合器 C1 驱动小太阳轮顺时针转动,短行星轮逆时针转动,长行星轮顺时针转动,但其齿圈是输出元件运动阻力大,所以行星架有逆时针转动的趋势,由于单向离合器 F 阻止行星架逆时针转动, 因此拉维纳行星齿轮组的齿圈只能被长行星轮驱动顺时针转动,并将动力传给输出齿轮组的齿圈。在输出行星齿轮组中,制动器 B3 固定输出单行星排的太阳轮,因此齿圈顺时针转动驱动行星架,在固定的太阳轮上顺时针滚动将动力输出。C1F B3图4 大众01V 1档动力传递1.2 速比分析N4N2=(1+)
5、N 3 = Z2 /Z4N01+N02=(1+ )N 03 = Z02 /Z01其中:N 3=0 N01=0 N02= N2i1= N4/ N03=/2 2 档动力传递2.1 动力传递分析2 档动力传递如图5 所示。离合器 Cl、制动器 B1、制动器 B3 工作。离合器 Cl 驱动小太阳轮顺时针转动,短行星轮逆时针转动,由于制动器 B1 固定了大太阳轮,长行星轮在小太阳轮上顺时针滚动的同时,驱动齿圈顺时针转动,将动力传给输出单行星排的齿圈。输出单行星排的齿圈顺时针转动驱动行星架,使其在被制动器 B3 固定的太阳轮上顺时针滚动,再次减速将动力输出。C1B3B1图5 大众01V 2档动力传递2.2
6、 速比分析N1+N2=(1+ )N 3 = Z2 /Z1N4N2=(1+)N 3 = Z2 /Z4N01+N02=(1+ )N 03 = Z02 /Z01其中:N 1=0 N01=0 N02= N2故:i2= N4/ N03=(1+ )(1+2+)/ (1+)3 3 档动力传递3.1 3 档动力传递分析3 档动力传递如图6 所示。离合器 C1、C4、制动器 B1 工作。拉维纳行星齿轮组的工作情况与 2 档时相同,在输出单行星排,离合器 C4 工作,将动力传给太阳轮使其与齿圈同步转动将动力输出,输出单行星排传动比为 1。C1C4B1图6 大众 01V 3 档动力传递3.2 速比分析N1+N2=(
7、1+ )N 3 = Z2 /Z1N4N2=(1+)N 3 = Z2 /Z4其中:N 1=0 N03=N02= N2故:i3= N4/ N03=(1+ (2+ ) )/(1+)4 4 档动力传递4 档动力传递如图7 所示。离合器 C1、C3、C4 工作。拉维纳行星齿轮组的后太阳轮和行星架同时从离合器 Cl、C3 获得动力,各元件整体转动,传动比为 1。输出单行星排与3 档时相同,离合器 C4 工作,将动力传给太阳轮,使其与齿圈同步转动,将动力输出,在输出单行星排传动比也为 1,为直接档。C1C3C4图7 大众 01V 4 档动力传递5 5 档动力传递5.1 动力传递分析5 档动力传递如图8 所示
8、。离合器 C3、C4、制动器 B1 工作。拉维纳行星齿轮组的前太阳轮被制动器 B1 固定,行星架从离合器 C3 获得动力,驱动齿圈超速转动,传动比小于1。输出单行星排与 3、4 档时相同,离合器 C4 使太阳轮与齿圈同步转动将动力输出,在输出单行星排传动比为 1,此档为超速挡。C3C4B1图8 大众01V 5档动力传递3.6.2 速比分析N1+N2=(1+ )N 3 = Z2 /Z1N4N2=(1+)N 3 = Z2 /Z4其中:N 1=0 N02= N2故:i5= N4/ N03=(+ ) /(1+)6 R 档动力传递6.1 动力传递分析R 档动力传递如图9 所示。离合器 C2、制动器 B2、制动器 B3 工作。拉维纳行星齿轮组的行星架被制动器 B2 固定,前太阳轮从离合器 C2 获得动力,驱动齿圈反向转动。制动器 B3 固定输出单行星排的太阳轮,齿圈驱动行星架再次减速,反向驱动车辆倒驶。C2B2 B3图9 大众 01V R 档动力传递6.2 速比分析N1+N2=(1+ )N 3 = Z2 /Z1N4N2=(1+)N 3 = Z2 /Z4N01+N02=(1+ )N 03 = Z02 /Z01其中:N 3=0 N01=0 N02= N2故:iR= N1/ N03=(1+)/