2.1自动变速器ppt课件.ppt

第五章 自动变速器1.1 液力机械自动变速器的功用v ①汽车起步更加平稳，能吸收和衰减振动与冲击，从而提高了乘坐的舒适性v ②能以很低的车速稳定行驶，以提高车辆在坏路面上的通过性v ③能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内进行无级变速，有利于提高汽车的动力性和平均车速第一节 概述1.2 液力机械自动变速器的特点v ①汽车起步更加平稳，能吸收和衰减振动与冲击，从而提高了乘坐的舒适性v ②能以很低的车速稳定行驶，以提高车辆在坏路面上的通过性v ③能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内进行无级变速，有利于提高汽车的动力性和平均车速v ④液力传动的工作介质是液体，能使传动系统承受的动载荷大为减轻，因而提高了有关部件和零件的使用寿命v ⑤明显地减少换挡操作，有利于提高汽车行驶的安全性v ⑥主要缺点是结构复杂，成本较高，低速区传动效率低，1.3 液力机械变速器的种类v 1、按传动比变化方式分：v 1〕有级式自动变速器v 2〕无级式自动变速器v 3〕综合式自动变速器v2.按汽车的驱动方式分：v1〕后驱自动变速器v2〕前驱自动变速器v3.在变速系统的控制方式分：v1〕液控液力自动变速器〔AT）v2〕电控液力自动变速器〔AMT）1.4 自动变速器的组成主要由液力变矩器、机械变速器、液压控制系统、电子控制系统、油冷却系统等几个部分组成。

1. 液力变矩器v液力变矩器位于自动变速器的最前端，它安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似v它利用液力传递的原理，将发动机的动力传给自动变速器的输入轴此外，它还能实现无级变速，并具有一定的减速增扭的功能2. 机械变速器v机械变速器是自动变速器主要组成部分，它包括齿轮变速机构〔行星排〕和换档执行机构v 单排行星轮机构一般运动规律的特性方程为v nT+αnq-（1+α〕nj=0v 其中nT-----太阳轮转速v nq-------齿圈转速v nj------行星架转速v α------齿圈齿数与太阳轮齿数之比v换档执行机构可以使齿轮变速机构处于不同的档位，以实现不同传动比v大部分自动变速器的齿轮变速机构有3—4个前进档和1个倒档这些档位与液力变矩器相配合，就可获得由起步至最高车速的整个范围内的无级变速3. 液压控制系统v液压控制系统由油泵、各种阀体、滑阀、弹簧、钢球等组成v油泵由变矩器驱动，为变速器液压系统提供压力油v根据驾驶员的意图和行驶条件(节气门开度以及车速信号等)的需要，利用速控液压阀等元件控制液压油的输出或释放，通过操纵离合器和制动器的动作，控制行星齿轮机构，从而实现自动升降档。

4. 电子控制系统v为了进一步改善自动变速器的工作性能，除液压控制系统外，又增设了电控系统v包括各种传感器和电磁阀，如换档电磁阀、变矩器锁止电磁阀、强制降档电磁阀、驻车锁止电磁阀、油压调节电磁阀等，以及驻车和空档起动开关等辅助控制系统v由电脑根据行驶要求和负荷来控制换档，同时还具有电子自诊断功能5. 油冷却系统v将从液力变矩器中出来的油液冷却后再流至油底壳，以保证变速器的正常工作v油冷却器装于发动机前端水冷却器的附近1.5 自动变速器的基本原理Ø操纵手柄只改变自动变速器的阀板总成中手动阀的位置，而自动变速器本身的档位则是由换档执行机构的动作决定的Ø自动变速器本身的档位除了取决于手动阀的位置外，还取决于汽车的车速、节气门开度等因素Ø要正确操作自动变速器，首先应当了解自动变速器操纵手柄各个档位的含义第一节1.6自动变速器操纵手柄的使用 1. 停车档(P位) 停车档通常位于操纵手柄的最前方当操纵手柄位于该位置时，自动变速器中的停车锁止机构将变速器输出轴锁止，使驱动轮不能转动，防止汽车移动；同时换档执行机构使自动变速器处于空档状态当操纵手柄离开停车档位置时，停车锁止机构即被释放。

2. 空档(N位) 空档通常位于操纵手柄的中间位置，在倒车档和前进档之间当操纵手柄位于空档位置时，换档执行机构的动作和停车档相同，也是使自动变速器处于空档状态，此时，发动机的动力虽经输入轴传入自动变速器，但只能使各齿轮空转，输出轴无动力输出第一节各档位的含义 3. 前进档(D位)前进档位于空档之后大部分轿车自动变速器在操纵手柄位于前进档位置时可以实现4个不同传动比的档位，即1档、2档、3档和超速档．其中1挡传动比最大；2档次之；3档为直接档，传动比为1；超速档的传动比小于1在汽车行驶过程中．如果操纵手柄位于前进档位置，则自动变速器的液压或电子控制系统能根据车速、节气门开度等因素的变化，按照设定的换档规律，自动变换档位，第一节各档位的含义 4. 前进低档(S位和L位)前进低档通常有2个位置，S位和L位当操纵手柄位于这两个位置时，自动变速器的控制系统将限制前进档的变化范围当操纵手柄位于S位时，自动变速器只能在1挡、2档、3档之间自动变换档位；当操纵手柄位于L位时，自动变速器固定在1档或只能在l档、2档之间自动变换档位有些车则将S位标为2位、L位标为1位．其含义是相同的。

有的标“2”（1～2档〕和“L”（1档）第一节各档位的含义v 新型自动变速器除了可用操纵手柄进行换档控制外，还可以通过操纵手柄上或汽车仪表板上的一些控制开关来进行一些其它的控制v不同车型自动变速器的控制开关往往有不同的名称，其作用也不完全相同常见的控制开关有以下几种：第一节1.7 自动变速器控制开关的使用1. 超速档开关〔O／D开关）v这一开关用来控制自动变速器的超速档v当这个开关打开后，超速档控制电路接通．此时若操纵手柄位于D位，自动变速器随着车速的提高而升档时，最高可升入4档(即超速档)v该开关关闭后，超速档控制电路被断开．仪表盘上的“O／D OFF‘’指示灯随之亮起(表示限制超速档的使用)，自动变速器随着车速的提高而升档时，最高只能升入3档，不能升入超速档2. 模式开关 大部分电子控制自动变速器都有一个模式开关，用来选择自动变速器的控制模式，以满足不同的使用要求所谓控制模式主要是指自动变速器的换档规律 (1)经济模式(ECONOMY)：以汽车获得最佳的燃油经济性为目标来设计换档规律的当自动变速器在经济模式状态下工作时，其换档规律应能使发动机在汽车行驶过程中经常处在经济转速范围内运转，从而提高了燃油经济性。

(2)动力模式(POWER)：以汽车获得最大的动力性为目标来设计换档规律的在这种控制模式下，自动变速器的换档规律能使发动机在汽车行驶过程中经常处在大功率范围内运转，从而提高了汽车的动力性能及爬坡能力 (3)标准模式(NORMAL)：换档规律介于经济模式和动力模式之间它兼顾了动力性和经济性，使汽车既保证一定的动力性，又有较佳的燃油经济性v2.1 液力变矩器组成 v由泵轮、涡轮和导轮组成，泵轮和涡轮均为盆状的v泵轮与变矩器外壳连为一体，与发动机曲轴相连，是主动元件；第二节 液力传动装置v涡轮悬浮在变矩器内，通过花键与输出轴相连，是从动元件；v导轮悬浮在泵轮和涡轮之间，通过单向离合器及导轮轴套固定在变速器外壳上 1. 泵轮v泵轮与变矩器壳体连成一体v内部径向装有许多扭曲的叶片v叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环2. 蜗轮v涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反；v涡轮中心有花键孔与输出轴相联3. 导轮v导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向离合器安装在与油泵连接在一起的导轮轴上v导轮也是由许多扭曲叶片组成v单向离合器作用是只允许导轮单向旋转，不允许其逆转 v楔块式单向离合器：内座圈固定，当外座圈顺时针旋转时，楔块顺时针旋转，L1L，楔块阻止外座圈旋转。

v当涡轮转速较低，与泵轮转速差较大时，从涡轮流出的液体冲向导轮叶片，力图使导轮逆时针转动，但由于滚柱楔紧在滚道的窄端，导轮同单向离合器外座圈卡紧在内座圈上，使变扭器的输出扭矩增加；v当涡轮的转速升高到一定程度时，液流对导轮的冲击力反向，导轮带滚柱滚向楔槽的宽端，单向离合器的锁止作用解除，导轮与涡轮同向转动单向离合器工作情况液力变矩器基本结构v三个工作轮之间都保持一定的间隙，相互之间没有机械联系v变矩器外壳由前外壳和后外壳两半组成，其中后外壳与泵轮连成一体，将三个工作轮装入壳体后，再把两半壳体焊成一体(或用螺栓联接成一体)，形成密闭空间，其中充满工作油液v三个工作轮都装于密闭的变矩器壳体内，泵轮与涡轮相对安装，导轮装于泵轮与涡轮之间v三者装合后，其轴向断面构成环状空腔，称为循环圆，变矩器工作时工作油液即在此循环圆内作环流运动v工作原理可以用水泵带动水轮机转动、一个风扇通过气流带动另一个风扇转动的原理加以理解 2.2 液力变矩器的工作原理液力偶合器v1. 泵轮：偶合器的主动元件，泵轮与变矩器壳体连成一体；内部径向装有许多扭曲的叶片；叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环v2〕涡轮：偶合器的从动元件，涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。

涡轮中心有花键孔与输入轴相连泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有3mm左右的间隙工作原理v发动机启动后，曲轴带动泵轮旋转，因旋转产生的离心力使泵轮叶片间的工作液〔ATF〕沿叶片从内缘向外缘甩出；vATF液既具有随泵轮一起转动的园周向的分速度，又有冲向涡轮的轴向分速度vATF冲击涡轮叶片，推动涡轮与泵轮同方向转动由泵轮到涡轮在到导轮，然后回到泵轮的液流称为涡流 v当当nw=0时，时，M′w=Mb+Md，涡轮受力大于泵轮；，涡轮受力大于泵轮；　　随着　　随着nw的增加，的增加，u增加，使增加，使v的方向改变，当的方向改变，当涡轮流出的液流正好沿导轮出口方向冲向导轮时，涡轮流出的液流正好沿导轮出口方向冲向导轮时，Md=0，，Mw=Mb；；　　随着　　随着nw的继续增加，的继续增加，u增加为增加为u′，，v的方向改变的方向改变为为v′，，Mw=Mb-Md；；　　当　　当nw=nb时，工作液在循环圆中的循环流动停时，工作液在循环圆中的循环流动停止，将不能传递动力止，将不能传递动力v变矩器工作时，作用在涡轮上的扭矩（变矩器工作时，作用在涡轮上的扭矩（ Mw ）不仅有泵轮施）不仅有泵轮施加加 给涡轮的扭矩给涡轮的扭矩 (Mb) ，还有导轮的反作用力矩，还有导轮的反作用力矩 (Md) ，即：，即： Mw ＝＝ Mb+Md 。

v1. 当当 nw =0~0.85 nb 时，此时时，此时 nb ＞＞ nw ，油液速度，油液速度 Vc 流流向导轮的正向导轮的正 面，面， Md >0 ，， Mw ＝＝ Mb+Md ，可见，可见 Mw> Mb ，起变扭作用起变扭作用 v2．当．当 nw =0.85 nb 时，油液速度时，油液速度 Vc 与导轮叶片相切，与导轮叶片相切， Md =0 ，， Mw= Mb ，为偶合器，为偶合器 ( 液力联轴器液力联轴器 ) 此转速称为此转速称为 “ 偶合工作点偶合工作点 ” v3．当．当 nw ≈ nb 时，油液速度时，油液速度 Vc 流向导轮的背面，流向导轮的背面， Md 为负为负值，值， 导轮欲随泵轮同向旋转，导轮对油液的反作用力冲向泵导轮欲随泵轮同向旋转，导轮对油液的反作用力冲向泵轮正面，轮正面， 故故 Mw = Mb-Md v4. 当当 nw =nb 时，循环圆内的液体停止流动，停止扭矩的传时，循环圆内的液体停止流动，停止扭矩的传递 故故 nw 的增大是有限度的，它与的增大是有限度的，它与 nb 的比值不可能达到的比值不可能达到 1 ，一般小于，一般小于 0.9 为提高传动效率，需设锁止离合器。

为提高传动效率，需设锁止离合器v液力变矩器有两个重要的特性参数：液力变矩器传动比i和液力变矩器变矩系数K，其定义如下v变扭比〔K）=MW/Mb，一般为2~4倍v转速比〔i）=nw/nb≤1v传动效率〔η）=输出功率/输入功率=Nw/Nb＜12.3 液力变矩器的特性变矩比与转速比的关系v1〕怠速时，Mw很小，汽车不能行使v（2〕起步时， Mw最大v（3〕逐渐加速时， Mw减小v（4〕偶合点时，k=1, Mw=Mbv为提高变矩器在耦合区工作的性能，需加装单向离合器和锁止离合器，以提高传动效率2.4 带锁止离合器的液力变矩器v构造：锁上离合器的主动部分是传力盘和活塞〔压盘〕它们与泵轮一道旋转，从动部分一从动盘与装在涡轮上花键相连 锁止离合器优点v当汽车起步或在坏路面上行驶时，可将锁上离合器分离，使变矩器起作用，以充分发挥液力传动适应行驶阻力剧烈变化v当汽车在良好路面上一行驶，接合锁止离合器一变矩器，输入出轴刚性连接，机械传动，提高汽车行驶与燃料经济性v留意：当离合器接合时，自由轮脱开，导轮在液流中自由旋转这不至于加大液力损失不降低效率。