报告由中国一汽研发总院动力总成所与驱动视界联合发布,系统解析了自动变速箱(AT)的核心组成、工作原理、行星排技术演进及典型产品应用,为汽车动力总成领域研究提供全面技术参考。
报告指出,AT变速箱的典型结构由液力变矩器与行星排构成,二者协同实现动力传递与挡位切换。液力变矩器兼具“刚柔特性”,柔体部分包含泵轮、导轮、涡轮,通过ATF油的涡流与环流合成运动传递动力,可自动放大扭矩并具备防振、过载保护功能;刚体部分为带减振器的锁止离合器,稳定工况下刚性连接发动机与变速箱,实现高效传动。其核心工作逻辑是通过液体能量转换传递动力,导轮通过改变液流方向助力扭矩放大,泵轮作为主动件与发动机飞轮相连,涡轮作为从动件连接变速箱输入轴。
行星排是AT变速箱实现多挡位的核心,单排行星排由太阳轮、行星架、齿圈组成,通过三者不同的固定、输入输出组合,可实现倒挡、增速、减速、空挡等8种功能。报告梳理了三类经典行星排结构:辛普森行星排通过共用太阳轮串联两组行星轮,减少零部件数量;拉维娜行星排共用行星架和齿圈,结构紧凑,通过长短行星轮啮合优化传动;莱式行星排由拉维娜排与单行星排组合而成,以5个离合器实现6个前进挡,大幅精简零件数量与尺寸。
报告还给出了单行星排、双行星排及拉维娜行星排的转速、扭矩计算方程,为变速箱设计提供理论支撑。典型产品方面,传统AT中,爱信横置4AT采用拉维娜行星排,横置6AT采用莱式行星排,纵置8AT为改进莱式结构,纵置6AT则采用串联三行星排设计;混动AT领域,ZF 8AT、PUNCH 6AT通过P2架构实现混动化拓展,丰田Prius等车型基于行星排实现功率分流,AVL 7模式变速箱则具备多挡位混动驱动能力。
从技术演进来看,AT变速箱通过行星排的创新组合与液压、电子技术的融合,实现了从多零件、大尺寸向精简结构、多挡位、高效率的发展。混动化则成为重要趋势,通过行星排功率分流与电机集成,兼顾动力性能与燃油经济性。
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