纯电车型减速器和混动车型变速器

国际金属加工网 2020年09月22日

减速器结构与原理
宝马 i3 的变速器由宝马集团自行研发, 变速器的生产也由宝马 Dingolfing 工厂相关部门负责。       变速器总传动比为 9. 7 ∶ 1, 因此变速器输入端的转速是变速器输出端的 9. 7 倍。该传动比通过两个圆柱齿轮对来实现, 因此在变速器内输入轴旁还有一个中间轴。变速器输出端处的圆柱齿轮与差速器壳体固定连接在一起并驱动差速器。变速器内部齿轮结构如图 3-72 所示。差速器将转矩分配给两个输出端并在两个输出端之间进行转速补偿。       图 3-73 所示的结构示意图以简化形式展示了变速器内的转矩传输情况。       

特斯拉驱动单元设有—个单速齿轮减速齿轮箱, 位于电机和变频器之间, 如图 3-74 所示。变速器通过两个相等长度的驱动轴与后轮连接, 采用双级减速和三轴副轴结构。铸铝变速器外壳配有齿轮箱、变频器透气孔、 注油和排水塞。       档位选择器和变速器之间没有机械连接。变速器齿轮组是常啮合的。变速器没有机械空档或倒档,没有停车棘爪。反向驱动由反转电机转矩的极性来实现, 空档则通过电机断电来实现。

减速器拆装与检测
以北汽新能源 EU5 车型为例, 该车减速器总成拆装步骤如下。
1) 拆卸前熟知新能源汽车高压安全操作规范。2) 拆卸蓄电池托盘。3) 拆卸电动真空泵总成。4) 拆卸两侧半轴总成。5) 拆卸电机前部挡板。6) 将动力总成举升装置置于动力总成下部, 如图 3-75 所示。7) 拆卸后悬置与减速器固定螺栓 A 与螺栓 B, 如图 3-76 所示。
螺栓 A 规格: M14×1. 5×80; 紧固力矩: 150 ~ 170N·m; 使用工具: 21mm 六角套筒。螺栓 B 规格: M12×1. 25×80; 紧固力矩: 85 ~ 95N·m; 使用工具: 15mm 六角套筒。

10) 旋出左悬置支架与减速器固定螺栓, 取下左悬置支架, 如图 3-79 所示。螺栓规格: M10×1. 25×50; 紧固力矩: 60 ~ 70N·m; 使用工具: 13mm 六角套筒。11) 旋出固定螺栓 A 与螺栓 B, 拆下 P 位电机总成, 如图 3-80 所示。螺栓 A 规格: M6×1. 0×40; 紧固力矩: 8 ~ 10N·m; 使用工具: 10mm 六角套筒。螺栓 B 规格: M6×1. 0×15; 紧固力矩: 8 ~ 10N·m; 使用工具: 10mm 六角套筒。12) 安装以倒序进行, 同时注意以下事项: 驱动电机花键 A 区域与减速器连接花键 B 区域需要均匀涂抹润滑脂, 如图 3-81 所示。润滑脂规格: 德国力魔 LM48 润滑脂, 用量 20g。
减速器故障排除

二. 混动车型变速器

混动变速器结构与原理
丰田 P410 混合动力汽车传动桥总成包括 2 号电动机发电机 ( MG2) ( 用于驱动车辆) 和 1 号电动机发电机 ( MG1) ( 用于发电) , 采用带复合齿轮装置的无级变速器装置。 该传动桥应用于丰田雷凌-卡罗拉双擎、 第 7 代凯美瑞混动、 第 3 代普锐斯、 雷克萨斯 CT200H 与 ES300H 等车型上。
      此混合动力传动桥系统使用电子变速杆系统进行换档控制。       传动桥主要包括 MG1、 MG2、 复合齿轮装置、 变速器输入减振器总成、 中间轴齿轮、 减速齿轮、差速器齿轮机构和油泵, 组成部如图 3-82 所示。

传动桥为三轴结构: 复合齿轮装置、 变速器输入减振器总成、 油泵、 MG1 和 MG2 安装在输入轴上; 中间轴从动齿轮和减速主动齿轮安装在第二轴上; 减速从动齿轮和差速器齿轮机构安装在第三轴上; 齿轮组组成如图 3-83 所示。

发动机、 MG1 和 MG2 通 过 复 合 齿 轮 装 置 机 械 连 接。每 一 个 行 星 齿 圈 与 复 合 齿 轮 机 构 结 合, 如图 3-84 所示。复合齿轮装置包括动力分配行星齿轮机构和电动机减速行星齿轮机构, 各行星齿圈与复合齿轮集成于一体。另外, 此复合齿轮还集成了中间轴主动齿轮和驻车档齿轮。

动力分配行星齿轮机构将发动机的原动力分成两路: 一路用来驱动车轮, 另一路用来驱动 MG1。因此, MG1 可作为发电机使用。为了降低 MG2 的转速, 采用电机减速行星齿轮机构, 使高转速、 大功率的 MG2 最佳适应复合齿轮。该齿轮装置结构如图 3-85 所示。

4EL70 是一个全自动后轮驱动变速器, 包含一个电子控制型连续可变电动变速器。它包括 1 个输入轴、 3 个静止式和 2 个旋转式摩擦离合器总成、 1 个液压增压和控制系统、 1 个电动油液泵、 3 个行星齿轮组和 2 个电动驱动电机。其内部结构如图 3-86 所示, 机械部件如图 3-87 所示。

混动变速器数据流分析
以比亚迪 6HDT45 变速器为例, 对其数据流进行分析。
变速器的故障诊断经常需要从数据入手, 常用的数据主要包括: 发动机转速、 输入轴转速、 离合器实际压力、 促动器位置、 促动器中位置等。下面介绍各主要数据的正常范围及故障的诊断。
(1) 离合器实际压力离合器实际压力一般在 300 ~ 2800kPa 之间。当离合器处于 分 离 状 态 时, 离 合 器 实 际 压 力 一 般 在 300 ~500kPa 之间; 当离合器处于结合状态时, 离合器实际压力 一 般 在 800kPa 以 上。离 合 器 压 力 数 据 如 图 3-88所示。
如果出现离合器 压 力 在 2800kPa 以 上, 踩 下 加 速踏板, 发动机转速 飙 升, 车 速 提 升 缓 慢, 则 说 明 离 合器打滑, 一般是由离合器片烧损导致, 需更换离合器。     如果出现离合器压力低于 300kPa, 一般会出现行驶中突然熄火和无动力输出故障, 可先检查变速器油量是否不足, 油量不足需补加变速器油, 若油量充足则更换电液模块, 若故障还没消除的话则拆箱检查。

(2) 离合器滑磨点离合器滑磨点一般在 600 ~ 1000 之间, 会随着车辆的使用情况发生变化, 如图 3-89 所示。 离合器滑磨点过小会造 成 的 故 障 现 象 一 般 有 起 步 发 冲 和 升 档 顿 挫。 离合器滑磨点过大会造成起步迟钝故障, 也会出现升档顿挫。 发生离合器滑磨点过大或者过小时, 可热车之后再操作离合器自适应, 若故障仍无法排除故障需更换离合器。
(3) 促动器中位促动器中位即拨叉中位, 促动器 1 为 1 / 3 档拨叉,促动器 2 为 2 / 4 档拨叉, 促动器 3 为 5 档拨叉, 促动器 4 为 6 / R 档拨叉, 促动器 5 为 EV 档与充电档拨叉。因为促动器 1、 2、 4、 5 均控制两个档位, 故有一个中间位置为 N 位状态。促动器中位值范围 ( 图 3-90) : 促动器 1 一般在 1170 ~ 1330 之间; 促动器 2 一般在 1160 ~ 1320 之间; 促动器 3 一般在 1130 ~ 1290 之间; 促动器 4 一般在 1120 ~ 1280 之间; 促动器 5 一般在 1100 左右( 后期可能改变) 。     若中位值不在对应范围会出现挂档打齿、 异响或某档挂不到位等故障, 出现这些故障时可以先检查电液模块和自动变速器控制单元 ( Transmission Control Unit, TCU) 插接件是否连接好, 针脚有没有歪斜, 若无异常则更换电液模块, 若故障仍未排除的话需更换变速器处理。

(4) 促动器位置每个促动器有一个位置传感器, 用于感应促动器位置, 正常情况下促动器位置传感器数值在-11 ~11mm 之间, 超过 11mm 的话就会报错, 出现故障。促动器位置传感器数据如图 3-91 所示。促动器位置在 1 / 4 / 5 / 6 / 充电档时, 促动器位置传感器数值为正值; 在 2 / 3 / R / EV 档时, 促动器位置传感器数值为负值; 空档位置为 0。图 3-91 中促动器 1 为 10. 22, 促动器 3 为 0. 01, 1 / 3 档拨叉和 5档拨叉在充电档位置, 促动器 2 数值为 - 9. 47, 2 / 4 档拨叉在 2 档位置, 促动器 5 数值为 - 8. 09, 5 / R档拨叉在 R 位。(5) 油泵信息HEV 模式下 P 位、 D 位 数 据 流 信 息 如 图 3-92 和 图 3-93 所 示: 油 泵 压 力 在 - 1. 38 ~ 21. 8bar 之 间(1bar = 105 Pa) ; 电 机 运 行 占 空 比 在 0% ~ 100% 之 间; 电 机 使 能 信 息 为 使 能-禁 止; 电 机 转 速 在 0 ~10000r / min 之间。

(《新能源汽车维修完全自学手册》)

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