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自动变速器行星齿轮系统递进式一体化五课教学法探究

时间:2014-5-4栏目:职教论文

  自动变速器行星齿轮系统递进式一体化五课教学法探究
  
  贺州高级技工学校 罗和芳
  
  【摘 要】自动变速器行星齿轮系统的教学,可采用递进式一体化五课教学法,使复杂的自动变速器行星齿轮变速传动的结构简单化、抽象的原理通俗化,使学生更易于掌握自动变速器行星齿系构造与传动组合知识,从而提高教学效果。
  
  【关键词】自动变速器 行星齿轮变速系统 教学法
  
  【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
  
  【文章编号】0450-9889(2014)03B-0091-02
  
  目前轿车用的自动变速器多采用行星齿轮传动,即辛普森轮系或拉维娜轮系。利用电控系统、液压控制系统进行组合控制,通过各接合元件的状态变换,给行星齿轮系提供合适的传动比,整个机构比较复杂。为此,要学习掌握自动变速器原理与维护,则首先应学习行星组合传动原理。本文试针对自动变速器行星齿轮系统教学,采用递进式一体化五课教学法,使复杂的自动变速器行星齿轮变速传动的结构简单化、抽象的原理通俗化,让学生更易于掌握自动变速器行星齿系构造与传动组合知识,提高教学效果。
  
  第一次课:先让学生自行拆卸,初步认识各元件,查找各连接关系。
  
  教师带学生到实习车间,按教学安排针对某种类型的自动变速器进行外观整体观察。教师讲解外部总成附件的作用,特别是与自动变速器的连接关系 (如起动机、变矩器、输入轴及输出轴)。学生分小组在教师的指导下拆卸液压控制阀板总成 (不必分解),继而逐步从输入端向输出端拆卸行星齿轮系。分解自动变速器行星齿系总成,识别零件,如行星系的齿圈、行星架、太阳轮、液压离合器、液压制动器、机械单向离合器、输入轴、输出轴,并了解其基本构造及其作用。要求学生能在工作台上把行星齿轮变速器机构进行顺序摆放,并能按要求组合,训练学生通过实物亲自体会、理解掌握各元件的连接关系的能力。在此基础上,再按自动变速器的维修技术要求,学生分小组进行行星齿轮变速机构的拆装训练(液压控制部分不必装复),训练学生对自动变速器总体结构及各总成的连接关系要求。为下一步学习行星齿轮变速原理做好基础。
  
  第二次课:根据单排行星齿系实物,绘制出结构简图,手动旋转出八种传动组合情况。
  
  让学生根据行星齿轮系实物,利用原已学习过的机械制图三视图及剖视图的有关知识,按俯视图(平面图)→左视图(半剖视图)→左视图 (1/4剖视图)的顺序分别画出草图。辛普森单排齿轮系简图见图1、图2、图3:
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  用同样的方法绘制拉维娜齿轮系的简图。
  
  对传动组合的分析,用实物手动旋转,并用粉笔在太阳轮、行星齿轮架、齿圈同一侧做记号,可分别设定太阳轮、行星齿轮架、齿圈三元件其一作为被制动元件,其余两元件则作为输入或输出,得出六种不同传动组合,亦得到大概的传动比;若把太阳轮、行星齿轮架、齿圈三元件中的任两元件相互制动(成一整体)或两元件同速输入,则第三元件被锁止,可得到等速输出的传动组合;若太阳轮、行星齿轮架、齿圈三元件中无任何制约或固定,则无输出。通过以上的设定,学生较容易找到八种不同的传动组合。
  
  以丰田A43DE型自动变速器中的超速行星排为例 (见表1)。
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  此步教学目的是为了使学生掌握行星齿轮系的基本结构,八种组合传动情况,能绘制相关示意图,为下一步绘制自动变速器结构传动示意图,分析动力传递路线做好准备。
  
  第三次课:绘制自动变速器结构传动简图。
  
  在前两次课中对自动变速器行星系的学习,根据实物,可以按自动变速器各零件结构位置关系,逐步绘制出自动变速器结构传动的简图,使理解具体化,学生易于掌握。绘图时先了解整个自动变速器有多少排行星齿轮系,输入与输出元件,绘制并定好每一排行星齿轮系的示意图位置,其他控制元件离合器、制动器、单向离合器从前往后逐个添加绘制,(www.fwsir.Com)同时注意最底线(轴线)需平直,有与外壳的元件放最上面,无关联的元件放在最下方,另外行星齿轮架与行星齿的轴承可不绘制。绘制时由学生自己根据实际自动变速器实物总成,按各元件实际位置及连接关系亲自绘制,教师做必要的指导即可。如丰田A43DE结构传动示意图(见图4)。
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  第四次课:分析自动变速器各手柄位的功能。
  
  根据上次课学生绘制的自动变速器结构传动示意图,结合行星组合传动表,进行手柄位逐个分析,执行器工作情况及实现挡位功能。
  
  如丰田A43DE自动变速器结构传动示意图,手柄有PRND2L位,分析手柄处于某位置时,各控制元件的工作情况及实现的功能。各液压离合器、制动器、机械单向离合器结合情况,再与行星组合传动表对照分析,学生可逐步分析PRND2L的动力传递路线、各执行器的工作情况,可列出该自动变速器挡位及元件工作表(见表2,其中2、L位略)。
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  但要注意,列挡位及元件工作表时,以学生为主体,教师为辅的一体化递进式教学。学生分小组,先由每组学生独自思考分析,初步列出工作表,教师检查纠正并说明。分析时不仅要结构传动示意图、行星系组合传动表,也要紧密与实物相结合,才能做到少错漏。
  
  第五次课:手动演示行星齿轮变速机构的传动情况。
  
  在实训工作台,学生在教师的指导下,自己动手利用拆卸下来的自动变速器机械变速元件,根据上次课列出的挡位元件工作表,按每个手柄位置进行分析,该手柄位所实现的功能 (传统挡位),实现某功能 (传统挡位)各液压控制元件的工作状况,此时可以通过行星齿轮机构演示动力传递路线,使传动过程视觉化,原理简单化。学生通过一体化教学模式的“做中学,学中做”实践,可以把复杂、抽象、难以理解的理论点技能点转化为通俗、易懂的理论点及易掌握、有感观的技能点。
  
  例如:手柄R位 (见表1),控制元件C0 C2 B3工作,超速行星排的行星架输入,C0作用后,超速行星排实现组合7等速由齿圈输出到下一排,C2作用动力从超速行星排齿圈向后公共太阳轮输入,B3的作用使前排行星架被制动,前排行星排实现了组合4使齿圈逆向减速输出,输入轴与输出轴逆向运动,实现倒挡。在操作演示时,可用手接合超速行星架与超速太阳轮 (C0作用),超速齿圈同向同速输出到下一级,超速齿圈动力传到公共太阳轮 (C2作用),用手固定前支架(B0作用),转动公共太阳轮,前排齿圈反转动力传到输出轴输出,即可实现R功能的动力传递路线。演示教学法明显提高教学质量与效果。
  
  总之,在自动变速器机械变速章节模块教学中,应根据学生对象、实训设施设备的不同,采用递进式一体化五课教学法,并不断探索改进与补充完善总结,以使教与学达到极佳的配合,取得较好的教学效果。当然教学目标除传授实用知识及操作技能外,更应注重学生能力和素质养成的培养,所以教学过程以学生为中心,培养分析问题,解决问题的能力,提高学生在社会上的竞争力与生存技能。同时也要更好利用现代教学手段,如多媒体、仿真模拟、网络技术运用,提高教学效率。此一体化教学法也可以拓展到其他实训项目,但需根据学科、项目、学生、设施设备的实际情况条件,进行教学进度、课时时数的灵活调整。教师应发挥个人优势,加强自身的实践操作技能、理论业务水平,在教学组织、教学实施、教学考核评价各个环节中应该不断借鉴创新、探索,总结出一套具有时代性的、行之有效的教学方法。
  
  【参考文献】
  
  [1]张德友。汽车液力变速器课程的教学改革与创新[D]。哈尔滨:东北农业大学,2006
  
  [2]陈国泰。情境教学法的理论杂构与应用[J]。教育资料文摘,1999 (3)
  
  [3]魏成国。职业技术教育理实一体化教学探讨[J]。赤峰学院学报,2008 (1)
  
  [4]陈德阳,王林超。自动变速器图册[M]。北京:人民交通出版社,2009 (8)
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