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自動變速器油泵的類型和工作原理


油泵的作用是為液力變扭器和液壓操縱系統提供一定壓力和流量的液壓油,並保證行星齒輪機構等各摩擦副的潤滑需要。

油泵安裝在液力變扭器的後方,由液力變扭器後端的軸套驅動,在自動變速器的供油系統中,常用的油泵有內嚙合齒輪油泵、轉子式油泵和葉片式油泵。

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自動變速器油泵通常安裝在液力變矩器的後方,由液力變矩器殼後端的軸套驅動。在自動變速器 的供油系統中,油栗有定量泵和變量泵兩種。


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定量油泵

常用定量泵有內嚙合齒輪泵、轉子泵和葉片泵,應用最廣泛的仍然是內嚙合齒輪泵。

內嚙合齒輪泵主要由外齒齒輪、內齒齒輪、月牙形隔板、泵殼、泵蓋等組成,其齒輪 緊密地裝在泵體的內腔裡,外齒齒輪為主動齒輪,內齒齒輪為從動齒輪,月牙形隔板將外 齒齒輪和內齒齒輪隔開。內齒和外齒齒輪緊靠著月牙形隔板,有微小的間隙。泵體是鑄造 而成的,經過精加工,泵體內有很多油道,有進油口和出油口。泵蓋也是一個經精加工的 鑄件,也有很多油道,泵蓋和泵體用螺栓連接在一起。

壓油腔

內嚙合齒輪泵的月牙形隔板將內齒輪與外齒輪之間空出的容積分隔成兩個部分,在齒 輪旋轉時齒輪的輪齒由嚙合進入分離的那一部分,其容積由小變大,稱為吸油腔;齒輪由 分離進入嚙合的那一部分,其容積由大變小,稱為壓油腔。


由於內、外齒輪的齒頂和月牙 形隔板的配合是很緊密的,所以吸油腔和壓油腔是互相密封的。當發動機運轉時,變矩器 殼體後端的軸套帶動外齒輪和內齒輪一起運轉,此時在吸油腔內,由於外齒輪和內齒輪不 斷退出嚙合,容積不斷增加,以致形成局部真空,將油盤中的液壓油從進油口吸入,且隨 著齒輪旋轉,齒間的液壓油被帶到壓油腔(在壓油腔,由於外齒輪和內齒輪不斷進入嚙 合,容積不斷減少,將液壓油從出油口排出,油液就這樣源源不斷地輸往液壓系統。內嚙 合齒輪泵的排量取決於外齒齒輪的齒數、模數及齒寬。


油泵的實際泵油量會小於理論泵油 量,因為油泵的各密封間隙處有一定的洩漏。

內嚙合齒輪泵

內嚙合齒輪泵是自動變速器中應用最為廣泛的一種油泵,它具有結構緊湊、尺寸小、 質量輕、自吸能力強、流量波動小、噪聲低等特點。

轉子泵由一對內嚙合的轉子、泵殼和泵蓋等組成。其排量取決於內轉子的齒數、齒 形、齒寬以及內外轉子的偏心距。齒數越多,齒形、齒寬及偏心距越大,排量就越大。



內嚙合齒輪泵應用最為廣泛,它具有結構緊湊、自吸能力強、流量波動小、噪聲低等特點。其主要由主動齒輪、從動齒輪、泵殼、泵蓋等組成,如圖2-68所示。

從動齒輪2是一個內齒圈,泵體的齒輪槽內有一個月牙形隔板3,把主、從動齒輪不嚙合部分隔開,形成兩個工作腔,高壓和低壓油腔,以保證油泵的正常工作。主動齒輪的內圈上有對稱的兩個凸鍵,安裝在液力變扭器泵輪伸出軸端的鍵槽中。因此,只要發動機轉動,主動齒輪就由液力變扭器帶動旋轉,使油泵處於供油狀態。泵蓋伸出軸端花鍵與液力變扭器中導輪的單向離合器相連,泵體和泵蓋用螺栓連接後固定在自動變速器的殼體上。

泵工作時,其主動齒輪帶動從動齒輪轉動,輪齒脫開嚙合的一端(吸油腔)容積不斷變大,產生真空吸力,把液壓油從油底殼經濾網吸進油泵,輪齒進入嚙合的一端(壓油腔),容積不斷減小,油壓升高,把油壓出油泵。油泵不停地轉動,為液壓自動控制系統提供一定壓力和流量的液壓油。

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擺線轉子泵

擺線轉子泵是一種具有特殊齒形的內嚙合齒輪泵,它具有結構簡單、尺寸緊湊、噪聲小、運 轉平穩、高速性能良好等優點(但其流量脈動大,加工精度要求高。



擺線轉子泵由泵殼、泵蓋及一對內嚙合的轉子等組成,如圖所示。內轉子為外齒輪,其齒廓曲線是外擺線,外轉子為內齒輪,齒廓曲線是圓弧曲線。內外轉子的旋轉中心不同,兩者之間有偏心距e,一般內轉子的齒數可以為4、6、8、10等,而外轉子比內轉子多一個齒。內轉子的齒數越多,出油脈動就越小,通常在自動變速器上使用的內轉子都是10個齒。

發動機運轉時,帶動油泵內外轉子朝相同的方向旋轉。內轉子為主動齒,外轉子的轉速比內轉子每圈慢一個齒。隨轉子的轉動,工作腔的容積不斷變化,當轉子朝順時針方向旋轉時,內、外轉子中心線右側工作腔的容積由小變大,形成局部真空,將液壓油從吸油口吸入,內、外轉子中心線左側工作腔的容積由大變小,將液壓油從出油口排出。




葉片泵

葉片泵由定子、轉子、葉片、殼體及泵蓋等組成。轉子由變矩器殼體後端的軸套帶 動,繞其中心旋轉(定子是固定不動的,轉子與定子不同心,二者之間有一定的偏心距。 葉片泵的排量取決於轉子直徑、轉子寬度及轉子與定子的偏心距,轉子直徑、轉子寬度及 轉子與定子的偏心距越大,葉片泵的排量就越大。葉片泵具有運轉平穩、噪聲小、泵油量 均勻、容積效率高等優點,但它結構復雜,對液壓油的污染比較敏感。



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葉片泵由定子、轉子、葉片、殼體及泵蓋等組成,如圖所示,

轉子由液力變扭器殼體的軸套帶動,繞其中心旋轉,定子是固定不動的,轉子與定子不同心,兩者之間有偏心距。當轉子轉動時,在離心力的作用下,葉片向外張開,緊靠在定子內表面上,隨轉子的轉動,在轉子葉片槽內作往復運動,這樣,每相鄰葉片之間便形成密封的工作腔。若轉子朝順時針方向旋轉,轉子與定子中心線右側的工作腔容積逐漸增大,產生一定的真空度,將液壓油從進油口吸入,轉子與定子中心線左側的工作腔容積逐漸減小,液壓油壓力提高,從出油口排出。



變量油泵

為保證自動變速器在發動機怠速運轉的低速工況下也能為其各部分提供足夠大的流量 和壓力液壓油,油泵的排量應足夠大。

定量泵的泵油量是隨轉速的增大而正比地增加,當發動機中高速運轉時,油泵的泵油量將大大超過自動變速器的實際需要,過多的泵油量使 阻力增大,從而增加了發動機的負荷和油耗,造成了一定的動力損失。

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為此,將汽車自動變速器的葉片泵設計成排量可變的型式即稱為變量泵。這種葉片泵的定子不是固定在泵殼上,而是可以繞一個銷軸作一定的擺動,以改變定子與轉子的偏心距,如圖3 .40所示。在油泵運轉時,定子3的位置由定子側面控制腔內來自油壓調節閥的反饋油壓來控 制。

當油泵轉速較低時,泵油量較小,油壓調節閥將反饋油路關小,使反饋壓力下降,定 子在回位彈簧的作用下繞銷軸向順時針方向擺動一個角度,加大了定子與轉子的偏心距, 油泵的排量隨之增大(當油泵轉速增高時,泵油量增大,出油壓力隨之上升,推動油壓調 節閥將反饋油路開大,使控制腔內的反饋油壓上升,定子在反饋油壓的推動下繞銷軸朝逆 時針方向擺動,定子與轉子的偏心距減小,油泵的排量也隨之減小,從而降低了油泵的泵 油量,直到出油壓力降至原來的數值。

變量泵的泵油量在發動機轉速超過某一數值後就不再增加,從而減少了油泵在高轉速 時的運轉阻力,提高了汽車的燃油經濟性。


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